文章简介

出版社:中华医学杂志

作   者:胡勇 董伟鑫 许建忠 袁振山 孙肖阳 朱秉科 赖欧杰 陈绪国 赵波捷

编   号:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2018.31.008

年   份:2018    点击量:122

文章摘要

目的

利用有限元分析评价四种内固定术治疗Ⅰ型Hangman骨折伴Ⅱ型齿状突骨折联合C2/3椎间盘损伤的生物力学性能。

 

方法

选择1名30岁健康男性志愿者,采用16排螺旋CT对其C1~C3节段进行层厚0.5 mm的薄层扫描,利用Mimics、Geomagics、Pro/E及Ansys软件,建立正常C1~C3节段有限元模型(FE/Intact)。在FE/Intact模型基础上建立Ⅰ型Hangman骨折伴Ⅱ型齿状突骨折联合C2/3椎间盘损伤模型(FE/Fracture);在FE/Fracture基础上分别建立4种内固定模型:前路钢板内固定模型+齿状突螺钉+C2/3椎间融合器固定模型(FE/ACP+OS+cage);后路C2/3椎弓根侧块螺钉+齿状突螺钉+C2/3椎间融合器固定模型(FE/C2 PS+C3 LMS+OS+cage);后路C1~C3椎弓根侧块螺钉固定模型(FE/C1 PS+C2 PS+C3 LMS);齿状突螺钉钢板内固定模型(FE/AOSP),对FE/Intact、FE/Fracture和4种内固定模型进行边界约束后,记录各内固定模型在不同工况下的Von Mises应力云图及最大应力值,计算三维活动度(ROM)。

 

结果

建立了正常成年人C1C3的三维有限元模型,包括403674个单元,259641个节点。在各工况下,FE/Fracture模型ROMFE/Intact模型均增大,在C1/2节段,除FE/C1 PS+C2 PS+C3 LMSROM值减小,其余3种固定模型在各个方向的ROM与健康颈椎的活动差异不大,在C2/3节段,FE/AOSPFE/C1 PS+C2 PS+C3 LMS相比,在前屈、后伸、左旋转、右旋转方向上的ROM分别减小70.7%、74.4%、38.9%、41.1%;FE/AOSPROM值较FE/ACP+OS+cage在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转和右旋转方向分别减小82.2%、82.8%、73.2%、64.8%、72.2%、81.5%。FE/AOSPROM值较在FE/C2 PS+C3 LMS+OS+cage在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转和右旋转方向分别减小88.2%、81.2%、47.6%、41.2%、38.9%、39.0%。相较于其他3种内固定术在钉板或棒连接部位出现应力集中,AOSP组应力分布较均匀。

 

结论

FE/AOSP能够处理Ⅰ型Hangman骨折伴Ⅱ型齿状突骨折联合C2/3椎间盘损伤,同时能保留寰枢关节的生理活动功能。