腰椎ISOBAR TTL半坚强内固定系统的三维有限元分析

摘要

目的 构建出结构精细腰椎L3～S1三维有限元模型,计算ISOBAR TTL系统椎弓根钉、弹簧棒的应力分布、应力峰值并分析其对相邻节段的影响.方法 一名26岁正常男性志愿者的CT图像,利用Mimics11.1、Geomagic studi010.0、HyperMesh 10.0和Abaqus6.8等软件建立L3～S1三维有限元模型,并验证其有效性,重建ISOBAR TTL术后模型,施加150N预载荷及10 Nm力矩,模拟产生运动状态,计算椎间活动度、邻段椎间盘应力、内固定应力分布及应力峰值.结果 成功建立L3～S1三维有限元模型；ISOBAR TTL系统应力主要分布在螺钉钉身处,应力峰值集中在螺钉中部,应力峰值不超过100MPa；对下腰椎整体活动度与无明显影响.结论 ISOBAR TTL系统能有效的维持术后腰椎活动度,减少应力遮挡,理论上可以减缓邻近节段的退变.