寰枢椎前路复位钢板系统的有限元测试

目的了解寰枢椎前路复位钢板系统（TARP）在治疗寰枢椎脱位时的应力分布，为TARP系统的进一步改进提供参考。方法应用中国数字人男1号数据集（CT）建立寰枢椎脱位前路复位钢板螺钉固定的有限元（FEM）模型，在此模型上模拟施加各种载荷条件下进行有限元分析，测定钢板、螺钉及寰枢椎在不同载荷条件下内部结构变化和应力分布。结果TARP钢板固定后，在前屈、后伸、侧弯及旋转等不同状态下，内固定器械主要应力均集中在TARP钢板的中部（应力为0．159×10^8-0．732×10^8Pa）和枢椎螺钉的根部（应力为0．214×10^9-0．958×10^9Pa）。但前屈运动时集中在寰枢关节面上（应力为0．512×10^7Pa）；后伸运动时集中在寰椎侧块与后弓的连接部（应力为0．582×10^7Pa）；侧弯运动及旋转运动时集中在枢椎螺钉的钉道部位（应力分别为0．287×10^9Pa及0．241×10^9Pa）。结论尽管不同部位的应力大小不同，但无论在哪种运动状态下，螺钉的最大应力均在根部，TARP钢板的应力均集中在中部，因此螺钉根部及钢板中部力学强度的大小是决定TARP钢板系统力学疲劳性能的关键。