有限元分析肌肉力对腰椎内固定系统的影响

作     者：赵鹏飞 陈玲 门玉涛 Zhao Peng-fei;Chen Ling;Men Yu-tao

作者机构：天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心天津市300384 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2018年第22卷第23期

页      码：3654-3658页

摘      要：背景:内固定系统是治疗腰椎损伤的常用方法,而腰椎肌肉力的作用与矢状面进钉角度的选择是影响内固定手术成功率的主要因素,不能忽视。目的:研究不同姿势下肌肉力对不同矢状角度进钉的万向椎弓根内固定系统的影响。方法:选取健康成年男性L_3和L_4节段的MRI数据,建立腰椎L_3和L_4三维有限元模型,并与万向椎弓根螺钉内固定系统以不同矢状角度装配,并按照以下3种加载方案进行设计。方案1:不加载重力、随动载荷和竖脊肌力,模拟腰椎的前屈、后伸、侧弯3种姿势,研究腰椎内固定系统各部分的应力和位移分布。方案2:加载重力和随动载荷,不加载竖脊肌力,研究腰椎前屈、后伸和侧弯3种姿势下模型的应力和位移的分布。方案3:加载重力、随动载荷和竖脊肌力,在3种力共同作用时,研究腰椎在前屈、后伸和侧弯3种姿势下的应力和位移分布。对比在不同工况下,内固定系统各部分的应力和位移。结果与结论:(1)前屈姿势下,3种方案内固定系统的应力变化趋势相似;后伸姿势下,方案1,2应力趋势都是先上升后下降,方案3的应力值处于下降状态;侧弯姿势下,方案1的模型应力先上升后下降。方案2,3先下降后上升;(2)在不同姿势下,椎骨位移都是在0°-5°增加,之后随着角度的增加而减小;(3)3种加载方案下,方案1椎间盘位移量最小;(4)结果提示,引入肌肉力会增加内固定系统在各个工况下的应力,椎间盘的应力也会增加,但是各部分的应力趋势与椎骨的姿势有关。在研究中需要根据进钉角度的不同综合考虑肌肉力的影响。

主 题 词：肌力 生物力学 内固定器 组织工程 肌肉力 内固定系统 组织构建 腰椎 有限元 椎间盘 位移 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0831[工学-公安技术类] 1007[医学-药学类] 0403[0403] 1002[医学-临床医学类] 08[工学] 1010[医学-医学技术类] 0703[理学-化学类] 0836[0836] 

D　O　I：10.3969/j.issn.2095-4344.0277

馆 藏 号：203305052...