前路經(jīng)樞椎體至寰椎側(cè)塊螺釘內(nèi)固定的生物力學(xué)實驗研究.pdf

1、目的：通過實驗測量和三維有限元分析，評價前路經(jīng)樞椎體至寰椎側(cè)塊螺釘內(nèi)固定的三維穩(wěn)定性，為重建寰樞椎的穩(wěn)定性提供生物力學(xué)依據(jù)，并解決能否用有限元分析代替實驗室測量的方法。 方法： 1、25具成人濕潤標本(C0-C3)，隨機分成五組：完整狀態(tài)組(IOC組)、齒狀突Ⅱ型骨折組(TOF組)、后路Magetl螺釘內(nèi)固定術(shù)(PTS組)、前路經(jīng)樞椎體至寰椎側(cè)塊螺釘內(nèi)固定組(ASM組)、前路經(jīng)樞椎體至寰椎側(cè)塊螺釘聯(lián)合Gallie法內(nèi)固定

2、術(shù)組(ASMG組)，并測定5種狀態(tài)下的三維運動范圍，并進行統(tǒng)計學(xué)分析。 2、利用枕頸部C0-C3標本行CT掃描，獲取數(shù)據(jù)集，通過Mimics10.0軟件對C0-C3骨組織及軟組織結(jié)構(gòu)的獲取，并對模型進行修飾，以O(shè)UT格式導(dǎo)入有限元軟件Patran2005中生成體網(wǎng)格，再輸入Mimics軟件對模型進行賦值，完成有限元模型。 3、在Patran2005中創(chuàng)建與實驗室相對應(yīng)的三維有限元模型(TDFEM)：IOC TDFEM、T

3、OF TDFEM、PTS TDFEM、ASM TDFEM、ASMG TDFEM。在模型C3的下緣進行邊界約束(六自由度為零)，在C0處進行前屈/后伸、左/右側(cè)彎、左/右旋轉(zhuǎn)方向1.5Nm的加載，分析寰樞關(guān)節(jié)之間的位移。 結(jié)果： 1、IOC組與其它四組、TOF組與其它三組的差異都有顯著意義(P＜0.001)，ASMG組、PTS組及ASM組都明顯減少寰樞椎的三維運動范圍，ASMG組與PTS組及ASM組在屈伸及左右側(cè)彎方面有顯

4、著性差異(p＜0.05)，ASMG組與PTS組及ASM組在左右旋轉(zhuǎn)方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。 2、建立的寰樞椎三維有限元模型，包括密質(zhì)骨、松質(zhì)骨及軟組織。模型高度模擬枕頸部結(jié)構(gòu)與材料特性，結(jié)構(gòu)完整，空間結(jié)構(gòu)的測量準確度高，單元劃分精細。完整狀態(tài)的寰樞椎三維有限元模型節(jié)點及單元分別為：節(jié)點數(shù)9178，單元數(shù)40356。六個方向的加載結(jié)果表明寰樞外側(cè)關(guān)節(jié)面及樞椎體前部是應(yīng)力集中部位。 3、三維有限元法分析與實驗測

5、量法相當(dāng)，ASMG、PTS及ASM均能顯著減少寰樞關(guān)節(jié)各方向運動范圍。 結(jié)論： 1、前路經(jīng)樞椎體至寰椎側(cè)塊螺釘內(nèi)固定的三維穩(wěn)定性與后路Magerl螺釘內(nèi)固定術(shù)相當(dāng)，為寰樞椎不穩(wěn)定及脫位患者的治療提供了一種可靠的手術(shù)。 2、前路經(jīng)樞椎體至寰椎側(cè)塊螺釘聯(lián)合Gallie法內(nèi)固定術(shù)在重建寰樞關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性上有其獨特的優(yōu)勢，尤其能控制屈伸及左右側(cè)彎方面的不穩(wěn)定。 3、利用Mimics10.0和MCS.Patran20