仿生人工腰椎及椎间盘复合体的设计及活动度分析.pdfVIP

2017年 4月 生 物 骨 科 材 料 与 临床 研 究 第 14卷 第 2期 ORTHOPAEDIC BIOMECHANICSMATERIALSANDCLINICALSTUDY 5 doi：10．3969／jissn．1672-5972．2017．02．002 文章编号：swgk2016—09-00221 仿生人工腰椎及椎 间盘 复合体 的设计及 活动度分析木 刘俭涛 李浩鹏 牛斌斌 李宇欢 高正超 贺西京 [摘要] 目的设计一种既能重建腰椎椎体高度又能保留相应椎间隙运动功能的可动腰椎假体用于治疗腰椎肿瘤、 结核、骨折等疾病。方法提取我国60名健康成年男性的腰椎CT数据进行三维重建解剖参数采集，并对解剖数 据进行统计学分析，根据统计结果设计仿生人工腰椎及椎间盘复合体，利用 3D打印技术制作假体光敏树脂模型 并进行活动度评价。结果 椎体前后高度 比中间大，上下终板的正中矢状径与冠状径均大于中间水平面，上下终 板与侧面呈70余度夹角，同一椎体上下终板凹陷深度存在显著差异 (尸l0．05)。椎间盘厚度均呈前高中高后 高的规律，前后高度之间具有显著差异 (尸l0．05)。仿生人工腰椎及椎间盘复合体由椎体部件、椎间盘部件及 自 攻锁钉螺钉三部分组成。椎体部件侧面设有植骨槽与羟基磷灰石涂层，其可动装置为防脱球窝关节，关节面进 行高度抛光处理。假体的构成材料为在临床上被广泛应用的具有 良好组织相容性的医用钛合金与高分子复合材 料。结论CT三维重建可以较准确的获得腰椎的解剖参数 ，理论上仿生人工腰椎及椎 间盘复合体可在一定程度上 满足腰椎的生理功能，并能通过调整椎间盘部件 的大小来改变运动范围，但是该假体的屈服轻度、耐磨、耐腐 蚀等性能尚需要体外力学测试及动物体 内实验的进一步研究。 关【键词】人工椎体；腰椎：脊柱肿瘤 ；脊柱结核 f中图分类号]R681．5 [文献标识码]A Designandactivityanalysisofbionicartificiallumbarvertebraanddisccomplex LiuJiantao, LiHaopeng,NiuBinbin,etaL DepartmentofOrthopedics,SecondAflTliatedHospitalofXianJiaotong Universi~ Xia口Shanxi,710004,China IAbstract]0bjecfiveTodesignatypeofbionicmovableprosthesiswhichcanreconstructtheheightoflumbarvertebra andpreservethemotionofinter-vertebraldiscsafterlumbarsubtotalcorpectomyforthetreatmentofthetumor, utber— culosisandfractureoflumbarvertebra．M ethodsToextractthelumbarCT scandataof60healthymaleadultsofour countryofrthreedimensionalreconstructionusingMimics16．0andmeasuretheanatomicparametersoflumbarvertebra andinter-vertebraldisc．TostatisticallyanalyzetheanatomicdatausingIBM SPSSsattistics21anddesignthreedimen—