脊髓损伤动物模型定制夹具的稳定性有限元分析研究

目的动物脊髓损伤模型对脊髓损伤的研究具有重要意义,制作大鼠脊髓挫伤模型时需要对脊髓被打击损伤的精度精准把控,故而对夹具夹持椎骨的稳定性有较高的要求。而根据文献调研以及现有的实验数据,现有使用最多的两款夹具(IH夹具和NYU夹具)均存在使用时稳定性不足的问题。本研究拟通过建立IH夹具和NYU夹具夹持椎骨并打击挫伤脊髓的有限元模型,分析两种夹具夹持不稳的原因。方法本实验建立了IH夹具和NYU夹具夹持大鼠T8~T11胸椎并进行打击挫伤的有限元模型,分别计算了在0.5、1.0、1.5 mm打击深度下椎骨和夹具的位移数据和应力数据,将椎骨和夹具的位移数据与动物实验数据进行相关性分析,确认其有效性,并对所得数据进行横向和纵向对比。结果椎骨在IH和NYU夹具夹持下,使用打击器打击挫伤时均会发生明显位移。结论IH和NYU夹具各自有各自的优缺点:IH夹具支撑梁臂比较稳定,头部小巧灵活便于操作,但夹具钳臂和头部的设计不佳,容易造成椎骨的晃动;NYU夹具头部设计为铲形,能更加稳定地夹持椎骨,同时夹具钳臂不易发生应力集中,稳定性较高,但其支撑梁臂不稳,且头部过大不易夹持。