新型变径全皮质骨螺纹螺钉设计以及在腰椎改良皮质骨轨迹的应用

作     者：张治豪 居来提·买提肉孜 张连鹏 肖扬 阿卜杜萨拉木·托合提 帕尔哈提·热西提 ZHANG Zhihao;Julaiti·MAITIROUZI;ZHANG Lianpeng;XIAO Yang;Abodusalamu·TUOHETI;Paerhati·REXITI

作者机构：新疆大学智能制造现代化产业学院乌鲁木齐830017 新疆医科大学第一附属医院脊柱外科乌鲁木齐830054 

基　　金：中国医学科学院第三届中国健康长寿创新大赛项目资助项目(2022-JKCS-19) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第39卷第1期

页      码：91-97页

摘      要：目的 设计一款用于改良皮质骨轨迹(modified cortical bone trajectory,MCBT)置钉技术的新型变径全皮质骨螺纹螺钉,验证新型变径全皮质骨螺纹螺钉在MCBT技术中的力学特性。方法 根据MCBT技术,设计螺钉的螺距为2 mm,全长45 mm,粗杆部分直径恒定5.5 mm,细杆部分直径为4.0~4.5 mm变径,粗杆和细杆连接的变径位置长度为2 mm。从变径位置、螺纹深度、螺纹类型3个方面设置参数,开展三因素三水平L9正交试验,并建立螺钉模型。基于有限元方法对设计的螺钉进行扭转、弯曲和拔出力计算,对结果进行极差分析并确定螺钉模型。建立骨质疏松标本L4椎体三维模型,并按照MCBT技术置钉。比较新型变径全皮质骨螺纹螺钉和常规非变径全皮质骨螺纹螺钉抗拔出力。结果 通过极差分析,得出螺钉6(变径位置距离螺钉头部24 mm,螺纹深度0.7 mm,螺纹类型为45°对称螺纹)为最优螺钉。在抗拔出力方面,第6款变径全皮质骨螺纹螺钉比4.5 mm常规非变径全皮质骨螺纹螺钉提高13.1%,与5.5 mm常规非变径全皮质骨螺纹螺钉相比不具有统计学差异。结论 螺钉变径位置对螺钉拔出力影响最小,螺纹类型对拔出力影响最大,螺纹深度对扭转、弯曲影响最大。与常规非变径全皮质骨螺纹螺钉相比,变径全皮质骨螺纹螺钉前端较细,可避免进钉点发生劈裂;螺钉后端直径较粗,具有较好的抗拔出力性能。研究结果为MCBT技术的临床应用提供新的理论基础。

主 题 词：腰椎 改良皮质骨轨迹 螺钉设计 骨质疏松 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2024.01.013

馆 藏 号：203126116...