【摘 要】
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目的:运用三维有限元分析法对3D打印个体化定制枕颈融合系统（3D printing customized o ccipitocervical fusion system,3D-OCF）进行生物力学评价。方法:1.建立健康成年人上颈椎（C0～C3）三维有限元模型并验证该模型的有效性。2.设计并研制3D打印个体化定制枕颈融合系统,将该内固定系统与传统Summit内固定系统作对照,建立两套枕颈融合内固定
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目的:运用三维有限元分析法对3D打印个体化定制枕颈融合系统（3D printing customized o ccipitocervical fusion system,3D-OCF）进行生物力学评价。方法:1.建立健康成年人上颈椎（C0～C3）三维有限元模型并验证该模型的有效性。2.设计并研制3D打印个体化定制枕颈融合系统,将该内固定系统与传统Summit内固定系统作对照,建立两套枕颈融合内固定方式的三维有限元模型,模拟术后上颈椎活动,分别在屈伸、侧屈及旋转6种工况下施加40 N垂直载荷及1.5 N·M力矩的预载荷,观察两种内固定系统固定下椎体活动度、枕骨位移峰值及内固定装置的应力分布。结果:1.成功建立正常人的C0～C 3椎体的三维有限元模型。并在前屈后伸,左右侧屈,左右旋转工况下,上颈椎各节段的活动度与以往文献结果相似,在其范围内,证明模型有效。2.分别建立使用3D-OCF系统与传统Summit内固定系统固定的上颈椎三维有限元模型,模拟术后上颈椎活动。三维有限元分析结果:（一）椎体活动度,与传统Summit内固定系统相比,3D-OCF系统固定的颈椎活动度明显降低,各节段整体活动度下降了73.02%～100%。（二）椎体位移峰值,与传统Summit内固定系统相比,3D-OCF系统固定的颈椎最大位移之明显降低,各个工况下下下降了78.09%～95.73%。（三）内固定系统应力分析,在纵向屈伸、侧屈、旋转6种工况下,传统Summit内固定系统最大应力在前屈状态下,为533.32MPa,3D-OCF系统最大应力在后伸状态下,为96.53MPa。3D-OCF系统的最大应力值与使用传统Summit内固定系统相比,3D-OCF系统各个工况的最大应力值明显降低,且各个工况下应力差均衡。结论:1.建立健康成年人上颈椎（C0～C3）三维有限元实体模型验证有效,可用于三维有限元分析;2.与传统Summit内固定系统相比,3D-OCF系统能为枕颈融合内固定术能提供足够的强度和稳定性;3.与传统Summit内固定系统相比,3D-OCF系统内固定装置应力相对较为分散,系统装置发生断裂、失效的可能性小,为该内固定系统的临床应用奠定了生物力学基础。
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