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《第一军医大学》 2000年
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STB钢板的生物力学评价

王闵  
【摘要】: 目 的 经椎弓根内固定器械广泛应用于脊柱创伤、肿瘤、椎骨滑脱及退行 性关节炎等疾病。它提供短节段、坚固的固定,从而限制了失稳脊柱的 局部的运动,维持其稳定性,临床疗效显著。然而,既往的内固定器械 多采用316L不锈钢材料,近来钛合金材料已成为脊柱手术器械的设计趋 势。我们新近采用钛合金材料研制了一套STB钢板系统。借助生物力学 手段对新研制的STB器械与传统的Steffee器械的生物力学性能作了比 较,评价了STB器械治疗胸腰椎骨折的生物力学稳定能力,为临床的应 用提供了相应的实验依据。 材料与方法 1 实验材料 试验材料取自意外死亡的成人男性新鲜尸体的胸腰 椎(T_(10)~L_4),共6例。参照美国ASTM标准制作五棱椎木块,共六块。 2 胸腰椎三维运动范围测试 在脊柱三维运动试验机上对胸腰 椎标本施加10.0N·m的纯力偶矩,以产生胸腰椎生理范围内的运动,所 施加的力偶矩共有前屈、后伸、左/右侧弯和左/右轴向旋转等6个, 使胸腰椎标本产生相应的运动。由互成角度的两台摄像机记录胸腰椎各 种运动状态的图像。计算三维运动参数,相应有中性区、弹性区和运动 范围。胸腰椎制成脊柱中、后柱不稳模型,依次以Steffee钢板及STB 钢板固定。比较正常胸腰椎、损伤胸腰椎、损伤胸腰椎Steffee固定及STB 固定节段的三维运动运动范围(ROM, range of motion)。 2 两种内固定器械的轴向刚度的比较及三维有限元分析 参照ASTM标准在材料实验机上(SWD-10型)进行轴向压缩实验, 微机联机记录,测量3次。比较Steffee和STB的轴向刚度。运用ANSYS 软件,对疲劳条件下螺钉的受力情况进行有限元分析。 结 果 1.正常胸腰椎、损伤胸腰椎Steffee固定及STB固定节段的ROM与损 伤胸腰椎的ROM在6个方向上均有显著性差异(P<0刀5),正常胸腰 椎与损伤胸腰椎Steffee固定及STB固定节段的ROM在左/右侧弯2个 方向上有显著性差异(尸<0刀5)。而损伤胸腰椎ae地e固定及8*B固 定节段的RO M在6个方向上无明显差异(尸<o.05)。说明二种钢板固 定均能恢复损伤脊柱的6个方向的稳定性,并能提高其侧弯方向的稳定 性,而二者之间无显著性差异。 2.STB器械与 Steffee器械的轴向压缩刚度分别为 106.8 N/rnm土 24.8 N/_、495 N/rnln土7.6N/伽,前者为后者的2.16倍,在轴向刚度上, STB器械较 Steffee器械明显增强中叼刀5\有限元分析结果提示螺钉 在钉一板接触部位及螺钉螺纹的起始部存在较大的应力分布。 铬 论 生物力学测试已证实STB钢板恢复失稳胸腰椎的作用,是一套临床 可取的经椎弓根内固定器械。
【学位授予单位】:第一军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:R318.01

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【参考文献】
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