胸腰段血管瘤有限元模型建立及生物力学分析

作     者：江仁兵 董磊 刘启震 武峻申 白靖平 Jiang Ren-bing;Dong Lei;Liu Qi-zhen;Wu Jun-shen;Bai Jing-ping

作者机构：新疆医科大学附属肿瘤医院骨与软组织病区 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2017年第21卷第11期

页      面：1753-1757页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 0403[教育学-体育学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(81360282)~~ 

主　　题：骨科植入物 脊柱植入物 有限元 椎体血管瘤 等效应力 国家自然科学基金 

摘      要：背景:关于胸椎段肿瘤生物力学方面的研究比较多,但是有关有限元分析胸腰段椎体血管瘤骨折风险的研究不多。目的:建立胸腰段椎体血管瘤有限元模型,分析其生物力学分布特点,评估脊椎血管瘤的骨折风险。方法:建立T_(12)-L_2椎体的正常椎体、血管瘤椎体(血管瘤占椎体松质骨比例分别为20%,40%,60%,80%)、骨水泥填充椎体三维有限元模型,并进行力学分析。分别予以600 N垂直静态压力下正常椎体、血管瘤椎体、骨水泥填充的椎体等效应力分布及特点。结果与结论:(1)建立了有效的T_(12)-L_2椎体有限元模型。在静态压力作用下3组模型L_1椎体皮质骨应力传导无明显差异,应力最大部均出现在椎弓根基底部、关节突关节及峡部;(2)在骨皮质完整情况下,椎体血管瘤占椎体松质骨20%-40%时病变椎体与正常椎体应力分布无统计学差异;当比例为60%-80%时,病变椎体与正常椎体应力分布有统计学差异;(3)建立的胸腰段三维有限元模型具有可用性;生物力学实验显示,椎体皮质骨完整性、松质骨破坏比例是椎体血管瘤骨折风险关键因素。