不同材料矫形棒在青少年特发性脊柱侧凸矢状面重建中作用的有限元研究

作者：范建平; 赵检; 陈自强; 李明^*

来源：脊柱外科杂志, 2018, 16(06): 358-362.

DOI：10.3969/j.issn.1672-2957.2018.06.009

• 青少年
• 脊柱侧凸
• 钛
• 铬合金
• 内固定器
• 生物力学

目的探讨不同材料、不同预弯弧度矫形棒在青少年特发性脊柱侧凸(AIS)矢状面重建中的作用。方法建立从T1到骨盆的AIS非线性有限元仿真模型。在建立的有限元模型上进行模拟手术,分别设定矫形棒的属性为钛合金和钴铬合金,比较2种材料在28°预弯弧度时对矢状面重建的效果以及螺钉拔出应力的差异。进一步探讨当预弯弧度为40°时,钛合金棒对矢状面重建的影响。结果建立了完整的AIS仿真三维有限元模型,模型包括691 271个单元。其中实体单元、壳单元以及仿真单元计数分别为667 459、62 838和575。在28°预弯弧度下,钴铬合金比钛合金能够更好地矫正AIS矢状面后凸,但是钴铬棒组螺钉拔出应力显著增加。当预弯弧度为40°时,钛合金棒对矢状面后凸矫正效果显著优于预弯弧度为28°时,同时螺钉拔出应力显著增加。结论采用强度较大的钴铬合金棒及适当加大矫形棒预弯弧度有助于矢状面力线的恢复,但也会导致螺钉拔出应力增加。

• 单位
  中国人民解放军第二军医大学; 长海医院