结合的刚性-柔性多体分析显示,在短段固定中减少了脚螺丝负荷,用于减压的腰椎稳定

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 脊柱外科手术 脊柱外科手术
• 医疗设备工程 医疗设备工程

背景情况:

• 脊髓转移造成的脊髓压缩往往需要进行手术减压和固定.
• 增加的机械并发症和植入物失败引起了人们对当前脊柱固定实践的担忧.
• 长段固定 (Lf) 用于提高稳定性和减少脚螺丝故障,但其对螺丝负荷的影响尚不清楚.

研究的目的:

• 为了研究脊柱固定中脊椎水平数量对脚螺杆 anchorage负载的影响.
• 为了比较L3解压后长段固定 (Lf) 与短段固定 (Sf) 的机械反应.

主要方法:

• 一个非线性T12-S1刚性-柔性多体模型模拟了Lf (两个层次以上/下去压缩) 和Sf (相邻的层次).
• 计算了杆脚螺杆 anchorages 的内部反应 (拉出,剪切,曲时刻).
• 模拟分析了"经济"中的生理运动,以确定与疲劳相关的移位.

主要成果:

• 长段固定 (Lf) 产生的反应高达短段固定 (Sf) 的五倍.
• 极端脚螺丝在Lf中经历过载 (剪切力~400N),接近实验疲劳极限.
• 在Lf中,中间螺丝显示了屏蔽的剪切力,而拉出力仍然低于关键水平 (<150N).

结论:

• 刚性-灵活的多体方法准确地估计了脊柱结构中的动态负载.
• 在Lf中将固定延伸到更多的脊椎水平,可能会导致脚螺丝的不利,潜在的损伤负载.
• 研究结果表明,由于螺丝反应升高,Lf可能会损害长期的植入物耐用性.