基于有限元的骨组织工程支架结构力学性能优化分析

目的 分析骨组织工程支架微孔参数对支架力学性能的影响,为支架微孔结构的优化设计提供参考依据。方法 利用ANYSY软件建立支架微孔结构有限元模型,计算最大等效应力、最大总变形与孔隙率的关系,并分析比较不同孔径、孔间距结构对支架最大等效应力、最大总变形、内部应变的影响。结果 x、y轴方向孔间距的影响规律一致,随着孔间距从0.6 mm增加到2.0 mm,最大等效应力从63.1 MPa减小到46.3 MPa,最大总变形从23.8 μm减小到21.8 μm,最佳应变比从80%增大到84%;但随着z轴方向孔间距的增大,最大等效应力从38.3 MPa增大到47.8 MPa,最大总变形从20.8 μm增大到22.8 μm,最佳应变比在82%~85%波动。x,y轴方向孔径从0.1 mm增加到1.0 mm时,最大等效应力从32.4 MPa增大到78.4 MPa,最大总变形从19.9 μm增大到38.2 μm,最佳应变比从90%减小到53%;z轴方向孔径的增大会引起支架的最大等效应力从58.8 MPa减小到37.9 MPa,而最大总变形从23.3 μm增大到25.9 μm,最佳应变比从82%增大到87%。结论 支架孔隙率和最佳应变比越大,最大等效应力、最大总变形越小,支架生物性能和力学性能越好。研究结果对支架的结构设计和优化具有参考价值。     

具有多孔和支撑结构的修复体重建下颌骨节段性缺损的生物力学研究

目的 设计一种具有多孔和支撑结构的个性化钛下颌修复体,通过有限元分析其应力分布特征,评估修复体的临床应用价值及应用前景。方法 拔除比格犬右侧下颌第4前磨牙及磨牙,愈合3个月后拍摄螺旋CT并建立下颌三维模型,模拟手术过程切除3 cm下颌骨并用个性化修复体重建,该修复体由基牙、支柱、实体单元、多孔单元及固位单元组成。建立个性化钛下颌修复体有限元模型A,分析负荷时修复体的峰值应力,当构成假体每部分的最大应力均小于其材料的屈服强度时进行下一步研究;构建假体、下颌骨以及螺钉装配完成的有限元模型B,加载咀嚼力,记录下颌骨的应力、应变及位移分布。结果 当基牙垂直加载载荷100 N时,修复体实体、多孔结构的峰值应力分别为147.03、75.36 MPa,均小于其材料的屈服强度;皮质骨、松质骨的的峰值应力分别为53.713、4.216 7 MPa,应变分别为3.753 6、3.562 5;修复体最大位移338.3 μm。结论 以犬下颌骨为例,通过有限元分析表明,设计的具有多孔和支撑结构的个性化修复体应力分布均匀,具有较好的力学性能。研究结果为修复下颌骨缺损的假体设计提供了一种新方法。     

3D打印多孔钛金属支架的数字化设计及分析

目的 设计3D打印多孔钛金属支架并通过有限元分析找出满足大孔径和高抗压强度的结构设计方案。方法利用计算机Autodesk Inventor软件,设计15种不同孔隙结构的单元钛合金支架模型（5种类型单元体结构,分别为仿钻石-60°、仿钻石-90°、仿钻石-120°、正四面体和正六面体,每种类型单元体结构各有3种孔径,分别为400、600、800μm）及其15种圆柱体模型（直径20 mm、高度20 mm）,通过Autodesk Inventor软件进行有限元分析,简单模拟膝关节处受力类型及大小,转化成Mises等效应力、安全系数及形变位移的比较,分析数据,筛选出大孔径、高抗压强度的设计模型。结果 5种不同孔隙结构的单元结构模型在安全状态下,正向受力时,除正四面体外随孔径增大而最大受力减小;侧向受力时,各单元结构随孔径增大而最大受力减小;扭转受力时,仿钻石-60°和正四面体结构体随孔径增大而最大受力减小,仿钻石-90°结构体随孔径增大而最大受力增大,而仿钻石-120°和正六面体单元结构随孔径增大基本上无变化。在3种受力条件下,所有单元结构随孔径增大而形变位移增大。5种不同单元结构圆柱体模型分...     

聚醚醚酮(PEEK)个性化重建板修复下颌骨缺损的三维有限元分析

目的应用三维有限元分析聚醚醚酮(PEEK)及其复合物重建板修复下颌骨缺损的应力分布。方法通过CBCT、Mimics、SolidWorks、Geomagic Studio和ANSYS Workbench等软件建立钛合金、聚醚醚酮(PEEK)、30%碳纤维增强聚醚醚酮(carbon-fiber-reinforced polyetheretherketone,CFR-PEEK)、68%CFR-PEEK重建板有限元模型,以钛合金作为对照。分别模拟两种咬合状态。载荷Ⅰ:前牙区垂直加载300 N;载荷Ⅱ:左侧后牙区垂直加载300 N。结果两种载荷下,重建板最大应力与其屈服强度的比值:PEEK模型30%CFR-PEEK模型钛合金模型68%CFR-PEEK模型;颌骨最大应力:PEEK模型30%CFR-PEEK模型钛合金模型68%CFR-PEEK模型。其中,在前牙区垂直载荷下,PEEK模型重建板和颌骨的最大应力都超过了其屈服强度,其他模型的最大应力均低于其屈服强度。结论 68%CFR-PEEK与钛合金有着相似的应力分布,可以满足颌骨缺损重建机械强度的要求,重建板出现断裂的风险较钛合金降低,但应力屏蔽的发生率略增高。研究结果可为修复下颌骨缺损的重建板材料的选择和临床应用提供依据。     

三维有限元分析牙种植体孔隙结构设计及生物力学性能北大核心

背景:有研究显示,在设计多孔种植体时可以通过改变孔隙内部单元结构来改变弹性模量,为更好地平衡种植体强度和弹性模量提供新的方法。目的:通过有限元分析不同微观孔结构牙种植体生物力学性能,阐明不同微观孔结构对周围骨应力和种植体力学性能的影响。方法:通过CT扫描建立下颌骨模型和3种不同孔隙结构(传统结构孔隙、复合结构孔隙、G7结构孔隙)的牙种植体有限元模型,孔隙率为40%,多孔层厚度为1.2 mm,孔径为0.45 mm,模拟极限合力状态对每个模型施加载荷,采用ANSYS有限元软件运算并分析周围骨应力及种植体的应变。结果与结论:(1)当种植体受极限合力,传统结构、复合结构与G7结构牙种植体对周围皮质骨等效应力最大值分别为38.324,56.574,64.694 MPa,对周围松质骨等效应力最大值分别为1.836,10.221,9.439 MPa,种植体等效应力最大值分别为156.38,476.23,457.76 MPa;复合结构种植体的最大周围骨应力在促进骨结合的范围内;(2)当种植体只受侧向力时,传统结构、复合结构与G7结构牙种植体应变最大值分别为2.222 9×10^(-2),1.661 9×10^(-2),3.210 9×10^(-2) mm/mm;当种植体只受轴向力时,传统结构、复合结构与G7结构牙种植体应变最大值分别为2.266 2×10^(-3),1.844 6×10^(-3),2.971 5×10^(-3) mm/mm;说明在受侧向静力载荷和轴向载荷时,复合结构种植体的应变最小,产生的微动小,有助于提高骨结合效果;(3)结果表明,随多孔种植体内部孔隙单元结构的变化,周围骨应力发生明显变化,种植体力学性能也发生明显变化,种植体表面多孔结构的单元胞体结构形状的改变显著影响弹性模量和种植体的力学性能,复合孔隙结构的牙种植体与传统结构和G7结构相比具有更好的生物力学性能。     

腓骨近端骨折对伸直状态下膝关节应力影响的有限元分析

背景：传统观点认为绝大多数的腓骨近端骨折是不需要固定的，他人和此次研究提示，近端腓骨结构对于膝关节后外侧结构的稳定性具有重要影响，其作用机制值得研究。目的：探讨腓骨近端骨折对于伸直状态膝关节各结构生物力学的影响。方法：运用有限元方法进行仿真生物力学试验。选用1名健康青年男性志愿者膝关节MRI和CT影像数据资料建立伸直状态下的膝关节有限元模型，并模拟4种近端腓骨形态：模型A为完整模型，模型B为腓骨头下以远1 cm骨折模型，模型C为腓骨近端最顶端向远端1 cm的尖端缺损骨折模型，模型D为腓骨近端最顶端向远端2 cm的骨缺损模型。在股骨干上施加纵向集中载荷1 500 N，对比分析膝关节伸直状态下，4种工况下膝关节各个结构最大等效应力、最大第一主应力的分布以及改变趋势。结果与结论：(1)模型A胫骨软骨、半月板外侧室最大等效应力大于内侧；胫骨平台、半月板内侧室最大第一主应力大于外侧；股骨软骨内侧髁最大等效应力大于外侧髁，股骨软骨内侧髁最大第一主应力大于内侧髁；(2)相较于模型A，模型C的软骨、半月板的最大等效应力和最大第一主应力大小以及分布情况无明显差异；(3)相较于模型A，模型B的最大等效应力...     

仿生UHMWPE关节软骨材料的静态黏弹性研究

目的 通过蠕变、应力松弛和蠕变回复等实验评价多孔梯度UHMWPE仿生软骨材料的静态黏弹性能。方法 采用模板滤取（T-L）法制备多孔梯度UHMWPE仿生软骨材料,扫描电镜观察多孔组织结构,压汞仪测量多孔层的孔隙率和孔径分布特征,平头压痕实验测定多孔梯度UHMWPE材料的蠕变、应力松弛和蠕变回复性能。结果 T-L法制备的UHMWPE梯度多孔层与基体的结合良好,随NaCl含量的增加,孔隙率增大,孔径尺寸分布范围扩大。蠕变变形和模量随时间呈非线性增加,应力松弛应力和模量非线性降低,对冲击载荷的缓冲能力明显高于致密UHMWPE。实验表明,具有合理孔隙率的U50和U60样品与致密UHMWPE材料回复性能相近,但过高的孔隙率造成蠕变回复的塑性变形增加。结论 多孔梯度结构UHMWPE材料的弹性增加,应变响应速度提高,有利于改善摩擦副的接触润滑状态,减轻材料的磨损。     

新型三维连通多孔钛的制备及特性*

目的将具有良好生物相容性的钛制成类似松质骨结构,具有较高的强度和良好的生物性能的多孔材料。方法聚氨酯泡沫海棉做成孔径200～600μ,孔隙率50%～70%的三维连通多孔结构,作为钛粉载体。烧结,制成具有三维连通结构的多孔钛,测定生物力学性能。结果制成的多孔钛,具有三维、连通结构,与人股骨头松质骨结构相似。孔径300～600μ,孔隙率50%～60%。三维连通多孔钛的平均弹性模量为0．6～0．7GPa。结论①本实验三维连通多孔钛,达到了理想的孔径和孔隙率,弹性模量适中,可以广泛应用在骨科各个领域。②三维连通多孔钛还存在着连通孔的闭塞率较高,整体强度不均匀问题。     

基于CT标准格式文件建立上颌第一磨牙有限元模型

目的建立精确的上颌第一磨牙三维实体有限元模型,分析牙体各部位的应力分布。方法利用正常成人上颌第一磨牙螺旋CT的DICOM格式数据,通过特定的程序计算建立牙齿三维有限元实体模型;在该模型上模拟牙咬(?)情况分别进行垂直、侧向和垂直侧向混合加载,计算出牙体各部位的应力和位移。结果上颌第一磨牙在侧向和混合受力时,应力最大值出现在加载处和与侧向力同向的牙体颈部,大小相当,混合受力时(?)边缘部分应力消失;垂直受力时,应力最大值出现在加载处。结论本研究的建模方法几何形状较准确,并且能简捷有效的应用有限元方法进行牙齿各部位的应力分析。     

仿生蛛网孔隙结构3D打印个性化钛网设计及三维有限元分析

背景：蜘蛛网结构具有内在的能量耗散机制,使其能承受较大的集中负荷,将其应用到3D打印个性化钛网设计上来减少由于应力集中引起的局部断裂。目的：研究新型仿生蛛网孔隙结构3D打印个性化钛网的设计方法,并应用三维有限元法对其进行生物力学分析。方法：应用锥形束CT、Mimics、Geomagic Wrap、3-matic Research和ANSYS Workbench等软件分别建立仿生蛛网孔隙结构、圆孔结构、方孔结构、六边形孔结构且厚度均为0.3 mm的4组个性化钛网有限元模型,将100 N的载荷加载在牙槽嵴顶对应的钛网上,进行有限元分析。结果与结论：(1)方孔、圆孔、六边形孔、仿生蛛网孔隙结构个性化钛网最大位移值分别为0.064,0.103,0.107,0.070 mm,等效应力最大分别为1 633.5,1 611.3,2 131.2,1 104.8 MPa;(2)各组固位螺钉在钛网受力后应力分布相似,主要集中在螺钉颈部与钛网相接触部位,方孔、圆孔、六边形孔、仿生蛛网孔隙结构个性化钛网组固位螺钉最大等效应力值分别为149.13,200.32,178.73,163.30 MPa,各组固位螺钉所...     

3D打印钛合金骨小梁多孔结构的拉伸性能

文题释义：3D打印：3D打印技术开创了增材制造的生产方式,即依照3D设计蓝图可将金属粉末等原材料逐层堆积而制成最终产品,擅长构建形状结构复杂的产品与个体化定制,制作特异性假体或植入物,供植入以达到重建等目的,在骨科领域得到了广泛应用。 钛合金骨小梁：是以钛合金粉末为原材料,采用金属3D打印技术通过金属微粒逐层熔融叠加生成的一种类人体骨小梁三维空间网孔结构,其力学性能和生物学性能和人体的松质骨骨小梁极为相似,作为人工植入假体的表面结构,具有非常出色的骨长入效果。 背景：3D打印钛合金多孔结构以其良好的机械性能和生物相容性已经在骨科植入假体设计与临床应用方面得到了快速发展,与涂层假体相比,钛合金骨小梁结构具有骨长入快和骨长入好的优点。为了保证骨科植入物的安全,目前多采用实验方式确定骨小梁结构的拉伸、剪切疲劳和弯曲疲劳强度。 目的：通过力学实验和有限元数值模拟方法研究骨小梁多孔结构的力学性能。 方法：①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验：设计并制备3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,骨小梁结构的丝径为0.28-0.35 mm、孔径为0.71 mm、孔隙率为73%。检测钛合金骨小梁结构的拉伸强度,分析其失效机制,同时分析不同打印位置对骨小梁拉伸强度的影响。②数值模拟实验：利用有限元方法建立包括骨小梁理论结构的拉伸试件实体模型,模拟骨小梁试件的拉伸破坏过程。 结果与结论：①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件的极限载荷分布在39.55-47.11 kN之间,等效极限拉伸应力分布在62.79-74.53 MPa之间,拉伸破坏的结果为网状结构断裂,说明钛合金骨小梁具有较高的拉伸强度;②3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验与数值模拟实验均显示,骨小梁试件受到拉伸破坏时的破坏形式为丝径断裂,不会在骨小梁与钛合金实体的结合面发生断裂;③数值模拟实验中骨小梁试件的拉伸破坏载荷低于3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,造成该差异的原因主要为：3D打印骨小梁试件的丝径(280-350 μm之间)大于骨小梁的理论丝径(142 μm),而孔径(孔隙率75%)小于骨小梁的理论孔径(孔隙率96%)。 ORCID: 0000-0001-7000-2093(张兰) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

镁合金JeRP内固定系统治疗不稳定型Jefferson骨折的三维有限元分析

目的　比较镁合金及钛合金Jefferson 骨折复位钢板（Jefferson-fracture reduction plate, JeRP）内固定系统对于不稳定型Jefferson骨折的固定效果和应力分布。 方法　通过CT扫描获取寰椎的空间结构信息,运用Solidworks软件建立JeRP内固定系统固定寰椎前弓双骨折三维实体模型,利用　Ansys软件模拟寰椎生理载荷中立位、屈伸、侧弯及旋转运动状态进行有限元分析,比较镁合金及钛合金　JeRP系统内固定后的应力分布,计算骨折端的移位和内固定材料的形变量分析内固定效果。 结果　（1）所建JeRP内固定系统固定寰椎前弓双骨折的三维有限元模型几何相似性好,应力分布合理。（2）JeRP系统内固定术后,在所有运动状态下,内固定系统主要应力均集中在JeRP钢板的中部及螺钉根部。屈伸运动时螺钉尖部以及侧弯运动时同侧螺钉中部亦承受较大应力。（3）生理载荷下,两种材料JeRP系统的钢板及螺钉最大应力均小于材料的屈服强度,内固定材料的形变量及骨折端的位移均非常小,骨折端均存在一定应力,但镁合金组大于钛合金组。 结论　两种材料JeRP内固定系统固定寰椎前弓双骨折时均具有足够的力学强度及良好的内固定效果,但理论上镁合金组在促进骨折愈合方面优于钛合金组。     

枢椎齿突II型骨折中空螺钉固定的三维有限元分析

目的　建立枢椎齿突Ⅱ型骨折螺钉固定的三维有限元模型,分析不同材料螺钉内固定对齿突Ⅱ型骨折术后稳定性的影响。 方法　通过CT扫描获取枢椎的空间结构信息,建立其三维有限元模型。模拟齿突骨折螺钉固定术后的受力情况,比较镁合金、钛合金两种材料螺钉固定下骨折端前后位移和骨折面及螺钉所承受的应力大小。 结果　（1）所建枢椎有限元模型外形逼真,几何相似性好,共包含为　32929个四面体单元、59265 个结点;（2）头部后伸、前屈活动时,钛合金螺钉最大应力分别为42.3MPa、　62.8 MPa,上骨折端最大位移分别为0.028mm、0.040 mm,;镁合金螺钉最大应力分别为33.6 MPa 、52.1 　MPa,上骨折端最大位移分别为0.036mm、0.056mm。 结论　应用CT 扫描获取枢椎空间结构信息建立的枢椎模型可用于生物力学实验,两种材料的螺钉固定枢椎齿突II型骨折时其最大应力均小于其材料的屈服强度,骨折端应力镁合金组大于钛合金组。     

手性蜂窝夹层结构椎体植入物结构参数优化设计

目的 运用有限元方法分析手性蜂窝夹层结构椎体植入物的应力分布规律,为指导椎体压缩性骨折的临床治疗提供理论依据。 方法 建立三韧带手性蜂窝夹层结构椎体植入物三维有限元模型,结合正交实验法和面内外尺寸效应分析进行结构参数优化设计,并分析 5 种不同工况下的应力和应力分布。 结果 应力峰值最小的结构参数组合为:胞元壁厚 0. 28 mm,面板厚度 0. 8 mm,胞元高度 0. 2 mm,韧带长度 0. 6 mm,应力峰值出现在蜂窝层边缘靠近上下面板的部分,最大应变位于上面板边缘未受蜂窝芯子支撑的部分。 结论 优化设计后的手性蜂窝夹层结构满足人体生理载荷,植入椎体后应力峰值比正六边形蜂窝夹层结构更小,应力分布更均匀,适合作为椎体植入物基本结构。     

聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维复合材料的生物力学分析

目的利用有限元分析法比较聚醚醚酮/羟基磷灰石/碳纤维复合材料（75PEEK/10HA/15CF）与钛合金的生物力学。方法建立C4～C6有限元模型,于C5～C6间植入75PEEK/10HA/15CF或钛合金人工椎间盘和椎间融合器,计算在前屈、后伸、侧弯和旋转时临近椎体、椎间盘的wonMises应力变化和C5～C6节段的活动度及植入物上的应力分布。结果在正常情况下,钛合金人工椎间盘置换模型在前屈时C5椎体、C4~5椎间盘平均won Mises应力改变率分别为75PEEK/10HA/15CF人工椎间盘模型的1.50倍和1.67倍;在侧弯时C6椎体的平均won Mises应力改变率为75PEEK/10HA/15CF人工椎间盘置换模型的1.33倍。融合器模型,在前屈时C5椎体、C4~5椎间盘应力改变率前者为后者的1.48倍和1.87倍;在侧弯时C6椎体应力改变率,前者为后者的1.67倍。钛合金植入物的最大应力为75PEEK/10HA/15CF的4.5倍,并出现应力集中。结论与钛合金相比,75PEEK/10HA/15CF能更好地将负荷传递,增加融合率,能有效地减少临近椎体的应力,减少植入物沉降的发生。     

多孔钛腰椎融合器在不同入路椎间融合术中的生物力学性能

目的探究采用多孔融合器在不同入路腰椎融合术的生物力学性能。方法建立完整腰椎三维有限模型,通过实验方法获得多孔材料的力学参数。针对多孔融合器在前路腰椎椎间融合术(anterior lumbar interbody fusion, ALIF)、后路腰椎椎间融合术(posterior lumbar interbody fusion, PLIF)、经椎间孔腰椎椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion, TLIF)和直接外侧椎体间融合术(direct lateral interbody fusion, DLIF)中的生物力学性能进行对比研究。结果在施行椎间融合术后,DLIF、ALIF模型预测的活动度(range of motion, ROM)和融合器应力明显低于PLIF、TLIF模型,DLIF、ALIF和TLIF模型预测的终板应力明显低于PILF模型。结论采用多孔融合器的DLIF模型显示出较优的生物力学性能,而且在临床过程中操作简单适于微创术式。DLIF手术具有更优的综合性能。     

不同植入物固定L1节段爆裂性骨折的三维有限元分析

背景：胸腰段椎体爆裂性骨折临床十分常见,通过前路或者后路内固定重建稳定是目前常用的方法,作者未查及有关内固定应力情况的相关报道。 目的：通过三维有限元法分析在L₁节段爆裂性骨折情况下前路钛网重建钉棒内固定和后路椎弓根内固定两种方式中内固定物应力的分布情况,并进行两种方式稳定性的比较。 方法：选择1名健康男性志愿者,通过CT扫描和有限元软件建立T₁₂-L₂节段的三维有限元模型。在验证有效的有限元模型上分别模拟L₁节段爆裂性骨折,建立前路L₁节段钛网重建钉棒内固定模型(模型A)和后路短节段椎弓根钉棒内固定模型(模型B),在各模型上施加载荷,观察内固定应力分布情况,进行稳定性的比较。 结果与结论：建立T₁₂-L₂节段的三维有限元模型。两种内固定方式有限元模型在不同载荷实验中,模型A应力主要集中在钛网区域,模型B应力主要集中在钉棒的交接处。模型A的稳定性优于后者,模型A的T₁₂平面的平均应力值小于模型B,差异有显著性意义(P < 0.01)。说明前路术后钛网发生沉降和后路术后钉棒处断裂均可能与局部应力集中有关。前路钛网重建钉棒内固定较后路椎弓根内固定稳定性更好。     

杆状和片状三周期极小曲面模型孔隙特征与力学性能对比

目的分析对比杆状与片状三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)模型孔隙特征与力学性能,构建高比表面积、低刚度和高强度的多孔结构。方法构建相同孔隙率的D、G、P 3种单元杆状TPMS与片状TPMS模型,对比模型的孔径、杆径、比表面积等孔隙特征;利用有限元方法分析模型的力学性能;采用增材制造技术制作多孔钛样件,利用显微镜和扫描电镜观测多孔钛孔隙特征,通过压缩试验检测多孔钛力学性能。结果同种单元片状结构的比表面积均显著高于杆状结构,同种单元片状结构的力学性能明显优于杆状结构。其中,D单元片状TPMS模型的优势最显著,比表面积为13.00 mm~(-1),多孔钛样件的弹性模量、屈服强度和抗压强度分别为(5.65±0.08) GPa、(181.03±1.30) MPa和(239.83±0.45) MPa,比杆状多孔钛样件分别提高43.87%、55.08%和67.21%。结论相同单元的片状TPMS模型在保留有多孔结构低刚度的同时,有更大的比表面积,更有利于细胞的黏附生长,其低刚度、更高强度的力学特性能有效降低应力遮挡,提供足够的力学支撑,是一种理想的骨缺损修复替代物孔隙结构模型。     

不同扭矩作用下腰椎有限元模型分析

应用有限元方法研究扭矩作用下腰椎内部结构的应力变化。用ABAQUS6.1有限元软件建立腰椎L4-5有限元模型。对模型加载不同的扭矩。结果为随着作用扭矩的增大以及旋转角度的加大,作用在小关节上的力量也加大。椎间盘内轴向有效应力加大,髓核内压力,纤维环的应力和应变增加。     

骶骨部分切除术后骨盆重建的三维有限元分析

目的　研究骶骨部分切除术后骨盆重建的生物力学特征。方法　分别构建完整骨盆。经S1、S2之间施行骶骨部分切除术后的缺损骨盆和重建骨盆的三维有限元模型。模拟人体坐位时的负荷，研究3种模型的位移与应力分布变化。结果　得到了三个模型中骶岬前方参考点在垂直方向的位移值及整个模型和重建器械的应力分布情况。结论　骶髂关节部位的重建可以增强骶骨部分切除术后骨盆的稳定性，并改变骨盆应力分布，降低骶器关节应力峰值，减少术后骨盆破坏的风险。L5椎弓根螺钉与髂骨钉之间的钛棒发生断裂的风险较大，提示术中应当重视弯棒操作，避免钛棒过度成角，防止应力过度集中，减少断棒的危险。