基于有限元方法的不同球-窝设计参数的人工颈椎间盘生物力学分析

作     者：唐桥虹 莫中军 姚杰 李琦 都承斐 王丽珍 樊瑜波 TANG Qiaohong;MO Zhongjun;YAO Jie;LI Qi;DU Chenfei;WANG Lizhen;FAN Yubo

作者机构：北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100191 国际植介入医疗器械转化研究中心北京100191 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11120101001 11202017 11421202) 教育部博士点基金资助项目(20121102120039 2013110213004) 国家科技支撑计划资助项目(2012BAI18B05 2012BAI18B07) 

出 版 物：《生物医学工程学杂志》 (Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2014年第31卷第6期

页      码：1265-1271页

摘      要：本文采用三维有限元方法评价不同球-窝曲率半径的ProDisc人工颈椎间盘在植入颈椎后的生物力学差异,为人工椎间盘的设计改进和临床应用提供生物力学参考依据。首先建立C5-C6节段的三维有限元模型并验证,同时建立曲率半径分别为4、5和6mm的人工颈椎间盘有限元模型并分别植入C5-C6节段,对所有置换模型都施加74N的轴向压缩预载荷和1.8Nm的前屈/后伸、左右侧弯和轴向旋转力矩,进行有限元计算。计算结果显示球窝结构的曲率半径会改变植入节段的屈伸关节活动度,而在其他载荷下差异不明显。增大曲率半径可改善聚乙烯内衬应力集中现象,但同时也会伴随小关节力、韧带张力增大的不良结果。因此,人工椎间盘的设计应综合考虑保留运动节段的关节活动度同时又不致小关节、韧带、聚乙烯等的应力过大,以免影响长期临床效果。

主 题 词：人工椎间盘 有限元方法 生物力学 设计参数 曲率半径 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 100210[100210] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.7507/1001-5515.20140240

馆 藏 号：203104337...