螺钉-骨抗拔出力试验有限元模型的建立与验证

• 作者: 严亚波 桑宏勋 裴国献 雷伟 马真胜
• 来源期刊: 中华创伤骨科杂志
• 关键词: 骨质疏松 有限元分析 模型,解剖学 生物力学
• 年，卷（期）: 2013,（1）
• 所属期刊栏目: 数字骨科
• 页码范围: 28-31
• 页数: 4页
• 字数: 4104字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-7600.2013.01.009

摘要

目的 建立螺钉-骨抗拔出力试验的动态有限元模型,模拟螺钉的拔出过程. 方法 基于螺钉的国标尺寸,建立直径为6.5 mm的椎弓根螺钉模型,并建立对应骨组织的高密度和低密度多孔泡沫三维模型进行验证,最后建立螺钉-骨模型研究螺钉拔出过程中骨骼的动态响应.在Ansys中对三维模型进行网格划分,并按照美国材料试验协会(ASTM)标准对螺钉进行拔出力加载分析.拔出方向为轴向拔出,拔出速度为0.01 mm/s.建立模型后,对模型进行加载计算并与文献中已发表的结果进行对比,以验证模型的有效性. 结果 在高密度的泡沫组中,本模型的松质骨螺钉拔出力计算值为2028.8 N,在Hashemi等的实验结果[(2132.5±119.3) N]的一个标准差之内.在低密度泡沫组中,本模型的松质骨螺钉拔出力计算值(607.0 N)也在Hashemi等的实验结果[(688.2±91.4) N]的一个标准差之内.模型计算得到的载荷-位移曲线(1.8 mm)与文献报道的结果接近(1.5 mm).从螺钉-骨模型中发现随着螺钉的拔出,螺钉周围受力区域的体积随之变化. 结论 本研究成功建立并验证了螺钉-骨抗拔出力的动态有限元模型,证实本研究建立的模型可以用于椎弓根螺钉拔出力学试验的仿真模拟.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	雷伟		178	1254	17.0	22.0
2	桑宏勋		44	371	11.0	15.0
3	马真胜		42	271	10.0	14.0
4	裴国献		107	1029	19.0	25.0
5	严亚波		36	242	9.0	13.0