三种后路单节段固定方式治疗Ⅱ型Hangman骨折的生物力学性能

摘要

背景:单节段普通C2椎弓根钉在治疗Hangman骨折时存在拉力较弱、双枚螺钉孤立固定稳定性差的特点。目的:应用三维有限元方法分析3种后路单节段内固定方式治疗Ⅱ型Hangman骨折的生物力学性能,探讨新型内固定系统在治疗Ⅱ型Hangman骨折中的应用价值。方法:通过CT扫描获取1例健康成年男性上颈椎的影像学数据资料,利用Mimics 10.01、Abaqus 6.12等软件,建立正常的上颈椎(C0-3)的三维有限元模型并行有效性验证。基于有效性验证的基础上,首先建立Ⅱ型Hangman骨折模型,然后建立3种内固定模型:模型A:普通椎弓根螺钉内固定模型;模型B:新型双螺纹中空椎弓根螺钉内固定模型;模型C:新型双螺纹中空万向椎弓根螺钉+“Ω”形横连内固定模型,比较各模型在不同工况下的三维活动度和螺钉所受应力情况。结果与结论:①3种内固定方式下C0-3各节段在不同工况下的三维活动度与正常模型相差较小,相差最大的在C2-3扭转方向上,模型A、B、C较正常模型分别增大了0.6°、0.8°及0.8°,且3种内固定模型与正常模型之间三维活动度相比差异无显著性意义(P>0.05);②3组内固定植入物各工况下最大应力的大小顺序均为:A组>B组>C组,且螺钉应力集中点在骨折线部位,经统计学分析3种内固定模型的最大应力差异有显著性意义(P<0.05);③提示新型双螺纹中空万向椎弓根螺钉+“Ω”形横连内固定方式具有更优良的抗疲劳特性,且能最大程度地保留颈椎生理活动度,是一种可用于治疗Ⅱ型Hangman骨折的内固定方式。