目的 建立精細下頸椎及三柱損傷后重建的三維有限元模型,探討兩種不同內固定系統(tǒng)重建下頸椎穩(wěn)定性后的應力分布規(guī)律。 方法 采集1 例27 歲正常男性志愿者下頸椎(C3 ~ 7)CT 數(shù)據(jù)集,應用Mimics 10.01、Geomagic Studio10.0、HyperMesh10.0、Abaqus 6.9.1 軟件建立下頸椎(C3 ~ 7)完整模型、三柱損傷模型、側塊螺釘內固定(lateral mass screw fixation,LSF)系統(tǒng)重建模型和經(jīng)關節(jié)突螺釘內固定(transarticular screw fixation,TSF)系統(tǒng)重建模型。模擬施加75 N 頭顱預載荷和1.0 N?m 純力矩,使模型產(chǎn)生前屈、后伸、側屈和旋轉運動,采用Von Mises 應力峰值分析LSF 和TSF 系統(tǒng)重建螺釘應力分布。 結果 實驗成功建立了正常人C3 ~ 7 三維有限元模型,共包括177 944 個單元,35 668 個節(jié)點。該模型在前屈、后伸、側屈和旋轉模擬狀態(tài)下的椎間運動范圍(角度)與既往文獻實測結果吻合,提示其符合正常人體參數(shù),可用于下一步實驗研究。實驗成功建立了三柱損傷模型和內固定模型,其中LSF 組Von Mises 應力集中于鈦棒與螺釘接合部分,TSF 組應力集中于螺釘中部。在各種工況下TSF 組的Von Mises 應力峰值明顯高于LSF 組。 結 論 作為頸椎后路不同的穩(wěn)定性重建技術,TSF 系統(tǒng)較LSF 系統(tǒng)有更高斷釘風險。