不同安装模式横连在后路寰枢椎钉-棒固定中的三维有限元对比分析

作者：欧阳北平; 马向阳^*; 罗春山; 邹小宝; 陆廷盛; 蒲兴魏; 陈啟鸰; 江攀

来源：中华实验外科杂志, 2023, 40(07).

• 寰枢椎
• 三维有限元

目的利用三维有限元分析横连在寰-枢椎椎弓根钉棒内固定(C1-C2 PSR)中生物力学特性。方法分别建立寰枢椎有限元模型:完整组为A组, 失稳组为B组, B组+C1-C2 PSR为C组, C组+棒-棒横连(hR-R CL)为D组, C组+钉尾横连(hS-S CL)为E组, 其中E组又包括:上横连(两寰椎螺钉钉尾)为E1组、下横连(两枢椎螺钉钉尾)E2组、斜形钉尾横连(dS-S CL)(左上右下为E3组, 左下右上为E4组)、交叉钉尾横连(xS-S CL)为E5组。对各个有限元模型加载1.5 N/m的扭矩, 计算出完整组、失稳组、六种内固定组在屈伸、侧屈、旋转的活动度(ROM)及横连应力峰值, 并提取内固定应力云图。结果失稳组较完整组的ROM明显增大, 内固定组在6种工况下的ROM较失稳组减少90.1%～98.5%, 横连组与无横连组在屈伸状态下的ROM基本一致, 但在侧屈及旋转状态下, 横连组较无横连组ROM分别减少33.3%～47.4%和76.4%～92.6%, 交叉横连组在旋转状态ROM减少最为明显。内植物模型应力峰值:横连组最大应力总体上小于无横连组, 所有内固定组在后伸时应力峰值最小。内植物的应力云图显示:横连组内固定装置的应力分布区域基本一致, 内固定未出现明显的应力集中现象, 且主要的应力分布区域为螺钉根部与骨质结合部, 横连两端与螺钉尾槽或连接棒结合部。结论横连能提高内固定的抗旋转稳定性, 交叉横连模式最为明显, 横连在降低内植物的最大应力同时也可能因其两端应力分布明显出现断裂。

• 单位
  贵州省骨科医院; 中国人民解放军南部战区总医院