【摘 要】
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目的建立腰骶椎椎间融合椎弓根钉内固定的有限元力学模型,并对椎弓根螺钉和融合器的应力分布进行生物力学评价。方法通过CT扫描、Mimics三维重建、Freeform表面处理和Ansys前
【机 构】
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马鞍山市人民医院骨科; 南方医科大学解剖学教研室,广东省医学生物力学重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(31200708);东南大学非直属附属医院国家自然科学基金培育专项基金(PYZX 2011013)
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目的建立腰骶椎椎间融合椎弓根钉内固定的有限元力学模型,并对椎弓根螺钉和融合器的应力分布进行生物力学评价。方法通过CT扫描、Mimics三维重建、Freeform表面处理和Ansys前处理等方法建立正常腰骶椎L4~S1节段有限元模型,并据此建立去除L5~S1椎间盘后椎弓根钉后路固定加椎间融合模型固定。并对模型进行前屈、后伸、侧弯和旋转加载分析,观察模型的钉棒结构、Cage在4种加载状态下的应力分布情况。结果前屈、后伸、侧弯和旋转加载时椎弓根钉应力主要集中在钉的尾部和钉棒交界处。Cage在旋转加载时应力集中在中部,在其它三种状态下的应力集中在前缘。在4种加载状态下棒钉结构和椎间融合器的最大应力值分别如下,前屈:2.96×107N/m2,5.65×106N/m2;后伸:2.98×107N/m2,6.08×106N/m2;侧弯:3.06×107N/m2,9.71×106N/m2;旋转:2.96×107N/m2,1.00×106N/m2;结论本实验成功建立了L4~S1节段后路椎间融合内固定的有限元模型,模型加载后的内固定应力分布符合临床观察,具有一定临床指导意义。
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