镁合金与钛合金经口咽前路寰枢椎复位内固定钢板治疗寰枢椎脱位的三维有限元分析

摘要

目的应用三维有限元分析评价镁合金与钛合金制备的经口咽前路寰枢椎复位内固定钢板（transoralpharyngeal atlantoaxial reduction plate,TARP）系统治疗寰枢椎脱位后的生物力学性能,测试镁合金材料制备TARP系统的可行性,为临床手术治疗提供理论依据。方法选择1例典型寰枢椎骨折脱位患者,并与临床已经应用的钛合金材料制备的TARP系统进行CT薄层扫描,获得DICOM图像数据。导入三维有限元分析软件,分别模拟使用钛合金与镁合金两种不同材料制备TARP系统进行复位与内固定,应用三维有限元分析法计算两种不同材料内固定后寰椎、枢椎、内固定材料以及C2/3的关节突关节应力变化,并进行统计学分析。结果 （1）所建寰枢椎脱位复位与内固定有限元模型几何相似性好,共包含53 586个节点、180 784个单元;（2）在模拟头颅位于中立时,应力集中区域分别为C2/3关节突,其次是寰椎前弓、后弓和侧块;再次为C2椎弓;（3）镁合金和钛合金两种材料制备的TARP系统,在相应的力学分布上差异有统计学意义（P＜0.05）结论（1）应用CT扫描获取寰枢椎空间结构信息建立的寰枢椎模型可用于生物力学试验;（2）采用现有的钛合金TARP系统治疗寰枢椎脱位,保持寰椎前弓、后弓完整,侧块处植骨融合确实,可以更好保持寰枢椎的稳定性;寰枢椎融合后,相邻节段的关节突受力增加,加速退变,应密切随访;（3）相对于钛合金TARP,采用镁合金材料制备TARP系统进行复位固定,前述应力集中区域的峰值降低,应力分布均匀性提高。