不同内固定方式治疗Ⅱ型齿状突骨折伴Ⅰ型Hangman骨折联合C2/3椎间盘损伤稳定性的有限元分析

作者：胡勇^*; 董伟鑫; 许建忠; 袁振山; 孙肖阳; 朱秉科; 赖欧杰; 陈绪国; 赵波捷

来源：中华医学杂志, 2018, 98(31).

• 齿状突骨折
• Hangman骨折
• 颈椎
• 内固定
• 有限元分析

目的利用有限元分析评价四种内固定术治疗Ⅰ型Hangman骨折伴Ⅱ型齿状突骨折联合C2/3椎间盘损伤的生物力学性能。方法选择1名30岁健康男性志愿者, 采用16排螺旋CT对其C1～C3节段进行层厚0.5 mm的薄层扫描, 利用Mimics、Geomagics、Pro/E及Ansys软件, 建立正常C1～C3节段有限元模型(FE/Intact)。在FE/Intact模型基础上建立Ⅰ型Hangman骨折伴Ⅱ型齿状突骨折联合C2/3椎间盘损伤模型(FE/Fracture);在FE/Fracture基础上分别建立4种内固定模型:前路钢板内固定模型+齿状突螺钉+C2/3椎间融合器固定模型(FE/ACP+OS+cage);后路C2/3椎弓根侧块螺钉+齿状突螺钉+C2/3椎间融合器固定模型(FE/C2PS+C3LMS+OS+cage);后路C1～C3椎弓根侧块螺钉固定模型(FE/C1PS+C2PS+C3LMS);齿状突螺钉钢板内固定模型(FE/AOSP), 对FE/Intact、FE/Fracture和4种内固定模型进行边界约束后, 记录各内固定模型在不同工况下的Von Mises应力云图及最大应力值, 计算三维活动度(ROM)。结果建立了正常成年人C1～C3的三维有限元模型, 包括403 674个单元, 259 641个节点。在各工况下, FE/Fracture模型ROM较FE/Intact模型均增大, 在C1/2节段, 除FE/C1PS+C2PS+C3LMS的ROM值减小, 其余3种固定模型在各个方向的ROM与健康颈椎的活动差异不大。在C2/3节段, FE/AOSP与FE/C1PS+C2PS+C3LMS相比, 在前屈、后伸、左旋转、右旋转方向上的ROM分别减小70.7%、74.4%、38.9%、41.1%;FE/AOSP的ROM值较FE/ACP+OS+cage在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转和右旋转方向分别减小82.2%、82.8%、73.2%、64.8%、72.2%、81.5%。FE/AOSP的ROM值较在FE/C2PS+C3LMS+OS+cage在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转和右旋转方向分别减小88.2%、81.2%、47.6%、41.2%、38.9%、39.0%。相较于其他3种内固定术在钉板或棒连接部位出现应力集中, AOSP组应力分布较均匀。结论 FE/AOSP能够处理Ⅰ型Hangman骨折伴Ⅱ型齿状突骨折联合C2/3椎间盘损伤, 同时能保留寰枢关节的生理活动功能。

• 单位
  宁波市第六医院