3D打印个体化定制枕颈融合系统的三维有限元分析

作     者：赵保印 牛国旗 刘路坦 孙正 聂虎 陈辉 余若晨 王震寰 ZHAO Baoyin;NIU Guoqi;LIU Lutan;SUN Zheng;NIE Hu;CHEN Hui;YU Ruochen;WANG Zhenhuan

作者机构：蚌埠医科大学第二附属医院骨科蚌埠医科大学数字骨科重点实验室安徽蚌埠233040 数字医学与智慧健康安徽省重点实验室安徽蚌埠233030 

基　　金：安徽省重点研究与开发计划项目(1804h08020247) 蚌埠医学院科研创新团队项目(BYKC201911) 

出 版 物：《蚌埠医学院学报》 (Journal of Bengbu Medical College)

年 卷 期：2024年第49卷第4期

页      码：448-453页

摘      要：目的:运用三维有限元分析法对3D打印个体化定制枕颈融合系统(3D printing occipitocervical fusion system,3D-OCF)进行生物力学评价。方法:设计并研制3D-OCF,将该内固定系统与传统Summit内固定系统作对比,建立两套枕颈融合内固定方式的三维有限元模型,模拟术后上颈椎活动,分别在屈伸、侧屈及旋转6种工况下施加40 N垂直载荷及1.5 N·m力矩的预载荷,观察两种内固定系统固定下椎体活动度、枕骨位移峰值及内固定装置的应力分布。结果:在屈伸、侧屈、旋转6种工况下,与传统Summit内固定系统相比,3D-OCF固定的上颈椎各节段活动度明显降低,各节段整体活动度下降73.02%~100.00%;椎体位移峰值,与传统Summit内固定系统相比,3D-OCF固定的颈椎最大位移值明显降低,各个工况下下降了78.09%~95.73%;内固定系统应力分析,在屈伸、侧屈、旋转6种工况下,两套内固定系统所受最大应力值均在前屈状态下,3D-OCF最大应力值为37.43 MPa,Summit内固定系统最大应力值为533.32 MPa。3D-OCF的最大应力值与使用传统Summit内固定系统相比,3D-OCF各个工况的最大应力值明显降低,且各个工况下应力差均衡,无明显应力集中点。结论:3D-OCF能为枕颈融合内固定术能提供足够的强度和稳定性,且3D-OCF装置应力相对较为分散,系统装置发生断裂、失效的可能性小。

主 题 词：枕颈融合 3D打印 个体化 内固定 有限元分析 

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

D　O　I：10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2024.04.006

馆 藏 号：203128058...