椎弓根螺钉长度变化对螺钉-骨复合体模型应力影响的三维有限元分析研究

被引：35

作者：

漆伟 ^{[1
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]}

雷伟 ^{[1
]}

严亚波 ^{[1
]}

机构：

[1] 第四军医大学西京骨科医院全军骨科研究所

[2] 解放军第医院外科

来源：

医用生物力学 | 2010年 / 25卷 / 03期

关键词：

螺钉; 有限元分析; 抗拔出力; 平均主应力; 应力;

D O I：

10.16156/j.1004-7220.2010.03.002

中图分类号：

R687.3 [骨骼手术];

学科分类号：

100220 [骨科学];

摘要：

目的利用三维有限元模型研究椎弓根螺钉长度变化对生理载荷下螺钉-骨复合体模型的应用影响。方法建立椎弓根螺钉和L1椎体的三维模型,并对其进行网格划分,设置椎弓根钉长度尺寸的变化范围。模拟生理载荷条件下,对不同长度尺寸的椎弓根钉有限元模型进行应力分析。结果椎弓根螺钉长度在30～50mm范围内变化时,随着螺钉长度的增大,螺钉-骨复合体模型的骨质部分承担的应力均减小,而螺钉承担的应力则增加。螺钉最大平均主应变出现在螺钉的尾端,皮质骨发生的最大平均主应力位置出现在螺钉与皮质骨接触面两侧,松质骨发生的最大平均主应力位置出现在螺钉头部与松质骨接触面两侧。当螺钉长度达到50mm时,载荷力传递到皮质骨和松质骨分别减小了43.1%和42.3%,而螺钉上出现的则增加了38%。当椎弓根螺钉长度大于45mm时,螺钉-骨复合体模型各部分应力变化不明显。结论椎弓根螺钉长度在30～50mm范围变化时,在生理载荷下,椎弓根螺钉长度的增大有利于改善螺钉、皮质骨及松质骨上轴向应力的力学分布;只要骨量允许,临床选择椎弓根螺钉的长度应不小于45mm。

引用

页码：206 / 211

页数：6

共 14 条

[1]

三种三维有限元建模方法在跟骨模型建立中的应用和比较 [J].