三种后路单节段固定方式治疗Ⅱ型Hangman骨折的生物力学性能

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文题释义：

Hangman骨折：是指枢椎在突然遭受屈曲后伸或轴向压缩暴力作用下所致上、下关节突之间的部分发生的骨折，常伴前后纵韧带、相邻椎间盘损伤及枢椎脱位。

三维有限元：是通过螺旋CT扫描，利用医学三维重建软件Mimics获取颈椎整体轮廓曲线，通过阈值分割、区域生长、空洞填补等步骤，建立上颈椎网格模型，并对其进行有限元前处理，然后在ANSYS中建立上颈椎有限元模型。

背景：单节段普通C2椎弓根钉在治疗Hangman骨折时存在拉力较弱、双枚螺钉孤立固定稳定性差的特点。

目的：应用三维有限元方法分析3种后路单节段内固定方式治疗Ⅱ型Hangman骨折的生物力学性能，探讨新型内固定系统在治疗Ⅱ型Hangman骨折中的应用价值。

方法：通过CT扫描获取1例健康成年男性上颈椎的影像学数据资料，利用Mimics 10.01、Abaqus 6.12等软件，建立正常的上颈椎(C0-3)的三维有限元模型并行有效性验证。基于有效性验证的基础上，首先建立Ⅱ型Hangman骨折模型，然后建立3种内固定模型：模型A：普通椎弓根螺钉内固定模型；模型B：新型双螺纹中空椎弓根螺钉内固定模型；模型C：新型双螺纹中空万向椎弓根螺钉+“Ω”形横连内固定模型，比较各模型在不同工况下的三维活动度和螺钉所受应力情况。

结果与结论：①3种内固定方式下C0-3各节段在不同工况下的三维活动度与正常模型相差较小，相差最大的在C2-3扭转方向上，模型A、B、C较正常模型分别增大了0.6°、0.8°及0.8°，且3种内固定模型与正常模型之间三维活动度相比差异无显著性意义(P > 0.05)；②3组内固定植入物各工况下最大应力的大小顺序均为：A组>B组>C组，且螺钉应力集中点在骨折线部位，经统计学分析3种内固定模型的最大应力差异有显著性意义(P < 0.05)；③提示新型双螺纹中空万向椎弓根螺钉+“Ω”形横连内固定方式具有更优良的抗疲劳特性，且能最大程度地保留颈椎生理活动度，是一种可用于治疗Ⅱ型Hangman骨折的内固定方式。

https://orcid.org/0000-0002-7098-1997 (阮汉江)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: Hangman骨折, 上颈椎, 螺钉, 有限元分析, 内固定, 生物力学

引用本文：阮汉江, 金根洋, 李新武, 姚 建, 武 鹏, 张 引, 张 帅, 肖 俊. 三种后路单节段固定方式治疗Ⅱ型Hangman骨折的生物力学性能[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(15): 2309-2314.

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