有限元分析方法在山羊第三～第四颈椎前路融合术后生物力学研究中的应用

目的 建立山羊颈椎C3 ～ C4前路融合术后三维有限元模型,为颈椎前路融合术后生物力学评测提供新的评估方法.方法 选取1只雌性成年山羊,进行影像学检查排除脊柱疾病后,行螺旋CT扫描,得到的连续断层数据图片以DICOM格式输出,导入Materialise公司的交互式医学影像控制系统(MIMICS)软件,生成表面三维图像,再通过有限元分析(ABAQUS)软件建立颈椎植入性融合器PDLLA Cage和三面皮质髂骨实体.将其组合,进行网格划分,赋予材料力学参数,构建出PDLLA Cage和三面皮质髂骨2种颈椎C3 ～ C4融合术后三维有限元模型.进行前屈、后伸、侧屈和旋转的生物力学测定,比较两组平均刚度及活动范围(ROM).结果 平均ROM在前屈、后伸、旋转和侧弯各向量上,PDLLA Cage组分别为2.67°、3.31°、2.53°和2.85°,自体髂骨组分别为4.14°、6.50°、4.16°和3.45°,组间差异均有统计学意义(P＜0.05).平均刚度在前屈、后伸和旋转3个向量上,PDLLA Cage组分别为0.38、0.30、0.40 Nm/°,自体髂骨组分别为0.24、0.15、0.24 Nm/°,组间差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 建立的山羊颈椎C3 ～ C4融合术后三维有限元模型可用于评价融合后的生物力学行为.