有限元素建模用于预测解剖变异和植入物放置对生物椎间盘植入物性能的影响
Maho Koga1, Byumsu Kim2, Marianne Lintz1
1Meinig School of Biomedical Engineering Cornell University Ithaca New York USA.
JOR spine
|December 29, 2023
概括
有限元模型模拟猪脊椎间盘 (IVD) 行为. 解剖学因素影响应激度和子失效,为外科手术和植入物设计提供信息.
科学领域:
- 生物机械工程 生物机械工程
- 脊柱外科手术 脊柱外科手术
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 退行性磁盘疾病需要先进的疗法,如组织工程间椎间盘 (TE-IVD) 构造.
- 脊柱植入物需要强大的机械支,因为脊柱的机械环境具有挑战性.
- 严格的验证对于设计有效的TE-IVD支持植入物至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一个有限元 (FE) 模型,模拟猪椎脊柱的IVD行为.
- 预测植入物放置和脊椎角度对子机制的影响.
- 在压缩下分析IVD内的应力和应变分布.
主要方法:
- 创建了一个有限元模型来模拟猪椎脊柱的IVD子压缩.
- 使用动物模型验证了FE模型.
- 模拟分析了上脊椎定位和植入物放置对压力和应变的影响.
主要成果:
- 猪椎脊椎解剖学集中在子后部的压力和应变,与体内故障部位相关.
- 子放置显著影响了植入物迁移.
- 较高的脊椎角度影响了子压力度.
结论:
- 该FE模型为TE-IVD提供了对外科手术程序和未来子设计的见解.
- 这种经过验证的模型可以适应模拟,而不需要进行体内动物研究.
