【摘 要】
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背景:针对单节段普通C2椎弓根在治疗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,用三维有限元探索新的固定方式与传统治疗的生物力学性能差异。目的:研究三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扫描获取一例健康成年男性上颈椎的影像学数据资料,利用Mimics10.01、Abaqu
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背景:针对单节段普通C2椎弓根在治疗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,用三维有限元探索新的固定方式与传统治疗的生物力学性能差异。目的:研究三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扫描获取一例健康成年男性上颈椎的影像学数据资料,利用Mimics10.01、Abaqus6.12等软件,建立正常的上颈椎（C0-3）的三维有限元模型（FEM）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,然后分别建立三种内固定模型: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（ROM）和植入螺钉所受应力情况,运用秩和检验进行统计学分析。结果:（1）三种内固定方式下C0-3各节段在不同工况下的ROM值与正常模型相差较小,相差最大的在C2-3扭转方向上,较正常模型分别增大了0.6°、0.8°、0.8°,且三种内固定模型与正常模型之间ROM差异无统计学意义（P>0.5）;（2）模型C与模型B上颈椎在前屈+后伸、侧弯（左+右）、旋转（左+右）的三维活动度基本相等,差异极小（P>0.5）;（3）相对于Hangman骨折模型,三种内固定模型在C0-1,C1-2上的屈伸、侧弯及扭转方向的活动度无明显异常（P>0.05）;在C2-3上,内固定模型A在前屈+后伸、侧弯（左+右）、旋转（左+右）上的稳定性较骨折模型分别增加了:38.45%、28.69%、12.01%,内固定模型B稳定性较骨折模型分别增加了:34.55%、26.95%、4.19%,内固定模型C稳定性较骨折模型分别增加了:34.53%、26.95%、4.18%,可见三种内固定模型在C2-3上的活动度与Hangman骨折模型差异较大（P<0.05）;（4）三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,经统计学分析三种内固定模型的最大应力差异有统计学意义（P<0.5）。结论: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,且能最大程度的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。
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