樞椎前路解剖型鋼板的研制及有限元分析.pdf

1、目的：通過影像學的手段，觀察和測量國人C2-3的相關徑線及角度，以國人C2-3解剖學參數(shù)為基礎，設計出一套樞椎前路解剖型鋼板內(nèi)固定系統(tǒng)。并用有限元法將樞椎前路解剖型鋼板內(nèi)固定系統(tǒng)加載到模擬的C2和C3骨塊模型中，分析在壓縮、拉伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)工況下內(nèi)固定的應力分布特點。
　　 方法：在100例正常國人成年人頸椎X線片的側(cè)位片、上頸椎的CT及3DCT圖像上進行有關參數(shù)測量，包括樞椎的后傾角(＜α)，樞椎下終板上2mm處樞椎的前后徑(

2、EF)、連接兩樞椎上關節(jié)面與其橫突移行部分與樞椎正中線的交點處樞椎的前后徑(AP)、突點上樞椎前緣的長(AO)、突點下樞椎前緣的長(OB)、樞椎前下緣橫徑(WAIL)、樞椎前下唇的高度(HAIL)、樞椎前下唇與橫斷面的夾角(＜β)、C2/3椎間盤前緣高(BC)、C3椎體前緣高(CD)、C3椎體中部的前后徑(XY)等。根據(jù)獲得的解剖學參數(shù)，并進行統(tǒng)計學分析，據(jù)此設計出樞椎前路解剖型鋼板。并將本實驗研制的樞椎前路解剖型鋼板內(nèi)固定系統(tǒng)加載到模

3、擬的C2和C3骨塊模型中，分析內(nèi)固定在壓縮、拉伸、側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)方向上的的應力分布情況，并與普通鎖定型頸椎前路鋼板進行比較。
　　 結(jié)果：測得結(jié)果為樞椎的后傾角(＜α)為(19.32±3.07)°，樞椎下終板上2mm處樞椎的前后徑(EF)為(14.75±1.17)mm、連接兩樞椎上關節(jié)面與其橫突移行部分與樞椎正中線的交點處樞椎的前后徑(AP)為(11.54±1.17)mm、突點上樞椎前緣的長(AO)為(6.86±0.90)mm、突點

4、下樞椎前緣的長(OB)為(7.34±1.08)mm、樞椎前下緣橫徑(WAIL)為(16.11±0.99)mm、樞椎前下唇的高度(HAlL)為(3.26±0.81)mm、樞椎前下唇與橫斷面的夾角(<β)為(31.99±5.37)°、C2/3椎間盤前緣高(BC)為(3.66±0.83)mm、C3椎體前緣高(CD)為(13.09±1.11)mm、C3椎體中部的前后徑(XY)為(14.63±1.59)mm。CT上測得樞椎椎體前結(jié)構(gòu)兩外側(cè)緣的夾角

5、由上往下逐漸增大。有限元方法分析得出應力/應變集中分布在骨螺釘和內(nèi)植入固定板的結(jié)合部位以及內(nèi)固定板的中心位置；樞椎前路解剖型鋼板最上面的螺釘不植入時與普通頸椎前路鋼板相比，在拉伸工況下較應力值稍大，而在壓縮、側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)工況下應力值都要??；當本鋼板最上面的螺釘植入時應力值較大。
　　 結(jié)論：樞椎前路解剖型鋼板內(nèi)固定系統(tǒng)符合國人頸椎的解剖要求，具有良好的生物力學性能。本鋼板最上面的螺釘不植入時與鎖定型鋼板頸椎前路鋼板，在壓縮、拉伸、