3D打印高度可调聚醚醚酮颈椎椎间融合器的优化设计与评价

作     者：张童童 董恩纯 郑纪豹 李涤尘 康建峰 石磊 王玲 ZHANG Tongtong;DONG Enchun;ZHENG Jibao;LI Dichen;KANG Jianfeng;SHI Lei;WANG Ling

作者机构：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 季华实验室广东佛山528000 空军军医大学西京医院骨科西安710032 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2021年第36卷第2期

页      面：177-183页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFE0207900) 自然科学基金重点项目(51835010) 广东省重点领域研发计划项目(2018B090906001) 国家重点研发计划项目(2018YFB1107000) 中央高校基本科研业务费,陕西省青年创新团队,军事提升项目(2016TSB-005) 

主　　题：颈椎 可调高度 融合器 有限元分析 生物力学 

摘      要：目的针对传统颈椎融合器与患者解剖形貌匹配程度较低的临床问题,建立一款具备高度调节功能且外形与椎体相匹配的颈椎融合器,并对其生物力学性能进行评价。方法按照颈椎前路解压术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)建立颈椎C4~5节段融合模型,模拟前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转不同运动工况,计算融合器与椎体终板的应力。3D打印制备融合器后进行体外力学实验,探究融合器的安全性与稳定性。结果该融合器可保持融合C4~5节段颈椎活动度(range of motion,ROM)为1°~2.8°,降低至自然节段ROM的40%~80%。在体外压缩试验中,融合器屈服载荷为(2721.67±209)N,满足服役状态下生理载荷的最大需求。结论所设计的高度可调融合器显示出较优的生物力学性能,且可以减少手术中的选型步骤。