论文摘要
目的1．通过三维有限元分析了解新月形骨水泥复合体在体内、体外的受力情况；2．通过生物力学测试来比较钛网与新月形骨水泥复合体在不同骨质下的沉降隋况，为临床运用提供基础依据。方法1．对新月形骨水泥复合体实体建立有限元模型，并分别赋予载荷2000N和10NM，观察应力云图；2．建立胸腰段新月形骨水泥复合体的有限元模型，分别加载500N和10NM，观察新月形骨水泥复合体在体内的受力情况；3．将一具尸体的10个椎体进行骨密度测定，计算其平均值，再将另一具尸体的10个椎体进行骨密度测定，计算其平均值，比较其平均值，分为高骨密度组(H组)和低骨密度组(L组)；再把两组各自进行组内随机分组，分为H1、H2、L1、L2四组；在电子万能试验机上加载0.5mm／min速度，将H1组、L1组进行钛网测试，H2组、L2组进行新月形骨水泥复合体测试，分别测得四组的最小应力(MIN)及最大应力(MAX)，比较钛网及新月形骨水泥复合体在相同骨密度下和不同骨密度下的应力大小；4．把十个新月形骨水泥复合体在万能试验机进行屈服实验，观察新月形骨水泥复合体的体外最大抗压强度。结果1．L组的骨密度为0.550±0.007g／cm~2；H组的骨密度为0.632±0.008g／cm~2；2．新月形骨水泥复合体的屈服应力为：24.6±0.2KN，屈服强度为：79.6±0.6MPa；3．在体外，在2000N的轴向应力加载下及在10NM扭转力下，应力集中以新月形的上端开口最薄处最大。在体内，在500N的轴向应力加载下，以钉棒交接处的应力最大；在10NM扭转力下，以新月形最厚的部位应力最大；4．在骨密度不同的组别中的最小应力比较中，H组的新月形骨水泥复合体及钛网的最小应力均大于L组，约是其1.5倍，P值均＜0.05；新月形骨水泥复合体及钛网在两组中的最大应力的比较没有差别，P值均＞0.05；在骨密度相同的组中，新月形骨水泥复合体的最小应力在H组和L组中分别比钛网的大约2倍，P值均=0.01＜0.05，；在H组中，新月形骨水泥复合体的最大应力比钛网大，P值=0.01＜0.05；但在L组中，新月形骨水泥复合体及钛网的最大应力没有差别，P值＞0.05。结论1．新月形骨水泥复合体的强度符合人体内使用的标准；2．在骨密度相同的情况下，使新月形骨水泥复合体出现沉降现象所需的应力要比钛网大的多；3．骨密度的高低是影响沉降的一个重要因素；4．在体外，新月形骨水泥复合体的新月形开口的最薄处出现最大应力集中现象，容易发生疲劳断裂；在体内，当新月形骨水泥复合体内的植骨达到骨性融合时，在轴向应力加载下，以钉棒交接处容易发生疲劳断裂；在剪切力的作用下，新月形的最厚部分出现最大应力集中，容易发生疲劳断裂。