新月形骨水泥復合體的三維有限元分析及生物力學研究.pdf

1、目的: 1．通過三維有限元分析了解新月形骨水泥復合體在體內、體外的受力情況； 2．通過生物力學測試來比較鈦網與新月形骨水泥復合體在不同骨質下的沉降隋況，為臨床運用提供基礎依據。 方法: 1．對新月形骨水泥復合體實體建立有限元模型，并分別賦予載荷2000N和10NM，觀察應力云圖； 2．建立胸腰段新月形骨水泥復合體的有限元模型，分別加載500N和10NM，觀察新月形骨水泥復合體在體內的受力情況；

2、 3．將一具尸體的10個椎體進行骨密度測定，計算其平均值，再將另一具尸體的10個椎體進行骨密度測定，計算其平均值，比較其平均值，分為高骨密度組(H組)和低骨密度組(L組)；再把兩組各自進行組內隨機分組，分為H1、H2、L1、L2四組；在電子萬能試驗機上加載0.5mm/min速度，將H1組、L1組進行鈦網測試，H2組、L2組進行新月形骨水泥復合體測試，分別測得四組的最小應力(MIN)及最大應力(MAX)，比較鈦網及新月形骨水泥復合體在

3、相同骨密度下和不同骨密度下的應力大小； 4．把十個新月形骨水泥復合體在萬能試驗機進行屈服實驗，觀察新月形骨水泥復合體的體外最大抗壓強度。 結果: 1．L組的骨密度為0.550±0.007g/cm<'2>；H組的骨密度為0.632±0.008g/cm<'2>； 2．新月形骨水泥復合體的屈服應力為：24.6±0.2KN，屈服強度為：79.6±0.6MPa； 3．在體外，在2000N的軸向應力加載下及在

4、10NM扭轉力下，應力集中以新月形的上端開口最薄處最大。在體內，在500N的軸向應力加載下，以釘棒交接處的應力最大；在10NM扭轉力下，以新月形最厚的部位應力最大； 4．在骨密度不同的組別中的最小應力比較中，H組的新月形骨水泥復合體及鈦網的最小應力均大于L組，約是其1.5倍；新月形骨水泥復合體及鈦網在兩組中的最大應力的比較沒有差別；在骨密度相同的組中，新月形骨水泥復合體的最小應力在H組和L組中分別比鈦網的大約2倍；在H組中，新月

5、形骨水泥復合體的最大應力比鈦網大；但在L組中，新月形骨水泥復合體及鈦網的最大應力沒有差別。 結論: 1．新月形骨水泥復合體的強度符合人體內使用的標準； 2．在骨密度相同的情況下，使新月形骨水泥復合體出現沉降現象所需的應力要比鈦網大的多； 3．骨密度的高低是影響沉降的一個重要因素； 4．在體外，新月形骨水泥復合體的新月形開口的最薄處出現最大應力集中現象，容易發(fā)生疲勞斷裂；在體內，當新月形骨水泥復合體