用不同的生物材料对双钻格子结构的腰部内体融合进行有限元分析
D Athikesavan1, M S Alphin1, S Meganathan1
11Department of Mechanical Engineering, Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Kalavakkam, Chennai, Tamil Nadu, India.
Acta of bioengineering and biomechanics
|March 18, 2025
概括
有限元分析评估了腰椎椎间盘退行症的体间融合. 具有双钻中心支 (DDCS) 格子结构的Ti-6Al-4V植入物显示出最少的应力,为未来的植入物选择提供了洞察力.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 整形外科手术 整形外科手术
背景情况:
- 腰部疼痛是全球主要的健康问题,通常是由腰椎退化 (LDD) 引起的.
- 患者特异性解剖学推动了对独特的植入物设计和性能研究的需求.
研究的目的:
- 通过有限元分析来评估体间融合的有效性.
- 为了比较不同的生物结构和生物材料用于腰部植入物.
主要方法:
- 一个腰部有限元模型是用手术植入物子创建的.
- 整合了三个格子架构:双钻 (DD),双钻中心支 (DDCS) 和双钻侧支 (DDSS).
- 分析了四种模型:一种是对照模型,另外三种具有不同的晶格植入物.
主要成果:
- 在轴旋转过程中,DD格子PEEK植入物变形最多 (0.67毫米).
- 在DDCS晶格Ti-6Al-4V植入物中,应力是最低的 (75.47MPa).
- 带有DDCS格子的PEEK表现出较低的端板应力,而Ti-6Al-4V和不钢表现出更高的应力.
结论:
- 在PEEK植入物中的DDCS晶格结构导致低应力.
- Ti-6Al-4V和不钢植入物显示出更高的末端板应力.
- 与文献相比,Ti-6Al-4V显示出良好的性能,指导未来的植入物选择.
