枢椎齿突Ⅱ型骨折中空螺钉固定的三维有限元分析

摘要

目的建立枢椎齿突Ⅱ型骨折螺钉固定的三维有限元模型,分析不同材料螺钉内固定对齿突Ⅱ型骨折术后稳定性的影响。方法通过CT扫描获取枢椎的空间结构信息,建立其三维有限元模型。模拟齿突骨折螺钉固定术后的受力情况,比较镁合金、钛合金两种材料螺钉固定下骨折端前后位移和骨折面及螺钉所承受的应力大小。结果 (1)所建枢椎有限元模型外形逼真,几何相似性好,共包含为32929个四面体单元、59265个结点;(2)头部后伸、前屈活动时,钛合金螺钉最大应力分别为42.3MPa、62.8 MPa,上骨折端最大位移分别为0.028mm、0.040 mm,;镁合金螺钉最大应力分别为33.6 MPa、52.1MPa,上骨折端最大位移分别为0.036mm、0.056mm。结论应用CT扫描获取枢椎空间结构信息建立的枢椎模型可用于生物力学实验,两种材料的螺钉固定枢椎齿突II型骨折时其最大应力均小于其材料的屈服强度,骨折端应力镁合金组大于钛合金组。