镁合金JeRP内固定系统治疗不稳定型Jefferson骨折的三维有限元分析

目的比较镁合金及钛合金Jefferson骨折复位钢板(Jefferson-fracture reduction plate,JeRP)内固定系统对于不稳定型Jefferson骨折的固定效果和应力分布。方法通过CT扫描获取寰椎的空间结构信息,运用Solidworks软件建立JeRP内固定系统固定寰椎前弓双骨折三维实体模型,利用Ansys软件模拟寰椎生理载荷中立位、屈伸、侧弯及旋转运动状态进行有限元分析,比较镁合金及钛合金JeRP系统内固定后的应力分布,计算骨折端的移位和内固定材料的形变量分析内固定效果。结果 (1)所建JeRP内固定系统固定寰椎前弓双骨折的三维有限元模型几何相似性好,应力分布合理。(2)JeRP系统内固定术后,在所有运动状态下,内固定系统主要应力均集中在JeRP钢板的中部及螺钉根部。屈伸运动时螺钉尖部以及侧弯运动时同侧螺钉中部亦承受较大应力。(3)生理载荷下,两种材料JeRP系统的钢板及螺钉最大应力均小于材料的屈服强度,内固定材料的形变量及骨折端的位移均非常小,骨折端均存在一定应力,但镁合金组大于钛合金组。结论两种材料JeRP内固定系统固定寰椎前弓双骨折时均具有足够的力学强度及良好的内固定效果,但理论上镁合金组在促进骨折愈合方面优于钛合金组。