【摘 要】
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目的:1、评估3D打印技术辅助下骶髂关节螺钉植入的安全性。2、用有限元分析的方法寻求一种稳定性好、安全且容易操作的置钉方法,为临床上推广应用骶髂关节螺钉植入技术提供依据。方法:采用3D打印技术,通过防腐尸体骨盆制作骶髂关节损伤模型,行CT扫描获得影像学数据,应用mimics软件建模,以骶髂骨解剖特点为基础,设计出骶髂关节螺钉个体化导航模板,并在导航模板辅助下模拟置入不同数量的骶髂关节螺钉;术后骨盆
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目的:1、评估3D打印技术辅助下骶髂关节螺钉植入的安全性。2、用有限元分析的方法寻求一种稳定性好、安全且容易操作的置钉方法,为临床上推广应用骶髂关节螺钉植入技术提供依据。方法:采用3D打印技术,通过防腐尸体骨盆制作骶髂关节损伤模型,行CT扫描获得影像学数据,应用mimics软件建模,以骶髂骨解剖特点为基础,设计出骶髂关节螺钉个体化导航模板,并在导航模板辅助下模拟置入不同数量的骶髂关节螺钉;术后骨盆标本行CT扫描,并沿着螺钉走向剖开骨质,观察螺钉走向及螺钉在骨性结构中的位置,评估其准确性及安全性。以我们曾采用ABAQUS有限元分析系统构建的全骨盆三维有限元模型为基础,建立骨盆后环脱位及不同数量的骶髂关节螺钉固定的三维有限元模型;选择非线性有限元法进行分析时是建立在加载后的基础上,与骨盆和植入物相关的应力分布特点可通过应变云图来获取,同时还涉及到应力和位移。结果:1.47枚螺钉钉道通过骶髂关节进入骶骨内,未侵犯骶骨及髂骨骨皮质;2枚螺钉钉道通过骶髂关节进入骶骨内,分别穿出骶骨骨皮质1.6mm及1.8mm;1枚螺钉钉道通过骶髂关节进入骶骨内,穿出骶骨骨皮质3.5mm。按Smith分级,根据CT图像判断螺钉的穿透情况:o级47枚,1级2枚,2级1枚。2.所列举的三种骨盆模型,轴向力传导方向十分接近,均是以骶骨经骶髂关节为基准点,沿双侧髂骨,最终转移至双侧髋臼顶部边缘,于第一骶椎上终板施加600 N的力,正常骨盆的最大位移为0.08093mm,骨盆最大应力是9.386MPa。双节段涵盖第一骶椎和第二骶椎,在选用螺钉进行固定时不仅对骨盆最大位移和螺钉最大位移有着精确要求,对螺钉最大应力和骨盆最大应力也有着确切要求,于第一骶椎上终板施加600 N的力后,前者分别为0.1118mm和0.08816mm,后者分别为14.53MPa和13.51MPa。双节段的第一骶椎和第二骶椎在固定时所使用的螺钉数量分别为两枚和一枚,于第一骶椎上终板施加600 N的力后,骨盆最大位移约为0.09782mm,螺钉最大应力是12.35MPa,螺钉最大位移是0.08111mm,骨盆最大应力是11.59MPa。结论:1.3D打印导航模板技术,不但可以显著提升骶髂关节螺钉置钉的安全性与准确性,降低置钉偏差,同时还能够有效抑制神经、血管损伤等并发症,减少手术风险。除此之外,其还具有造价低廉、工艺简单等优点,所以存在着光明的临床应用前景。2.双节段两种固定方式与正常骨盆相比,其稳定性并无实质性变化,双节段中对于螺钉的抗疲劳程度三枚螺钉固定法要优于两枚螺钉固定法。因此,首选三枚螺钉固定法,但若无条件进行骶一双螺钉固定时,其最佳固定方法是在双节段均选择一枚螺钉进行固定。
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