作者:冯杰荣; 殷海东; 陈伟; 黄明光胸椎腰椎应力物理有限元分析组织工程骨科植入物脊柱植入物胸腰椎abaqus三维模型压缩状态终板应力
摘要:背景:椎体压缩骨折是老年骨质疏松症患者最常见的脊柱骨折,椎体前缘的压缩程度与邻近椎体再骨折是否相关尚未明确。目的:利用有限元方法建立T(12)椎体前缘不同压缩状态模型,并分析T(12)椎体前缘压缩程度与邻椎终板应力的相关性。方法:基于正常成年人志愿者的胸腰段CT数据,导入MIMICS/3-matic,经图像分割、修补及三维网格化获取胸腰椎T(11)-L1节段数据,网格赋材质属性后导入ABAQUS,建立韧带、小关节等特征,获取逼真的三维有限元模型。对模型前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋及右旋等6个自由度进行加载,验证正常模型的有效性。分别将T(12)椎体前缘压缩至90%,80%,70%……10%共9个状态,提取T(11)下终板及L1上终板的MISES应力,获得压缩状态与邻近终板应力的关系曲线。结果与结论:1该模型高度逼真,能真实反映实际受力状态;2结果表明,T(11)椎体下位终板和L1椎体上位终板的应力值与T(12)椎体前缘的压缩程度呈正相关,应力增加可能导致终板骨折的可能性增加,进而增大相邻椎体的骨折风险。
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