陈群响，郭 翔，倪 斌，赵文龙，韩 钊，杜诗尧，秦明月

第二军医大学附属长征医院脊柱外科，上海 200003

寰椎骨折多发生于前后弓与侧块的交界处，此处骨性结构较细且骨质相对疏松［1］，合并有横韧带断裂的寰椎骨折更容易导致侧块的侧方分离移位，而现有的内固定方法均无法直接对侧块进行复位。笔者所在研究团队在传统螺钉基础上设计了一种新型螺钉，其尾端螺钉套可以同时安装一枚横连接，增加了术中对侧块横向加压复位的功能。本研究采用有限元分析法建立新型螺钉与传统螺钉内固定模型，通过比较2种模型的各节段活动度及应力分布特点，验证新型螺钉离体生物力学的稳定性。

1 材料与方法

1.1 建立 C0～3三维有限元模型

选择1名成年男性志愿者，身高175 cm，体质量70 kg。经颈椎X线检查排除颈椎外伤、肿瘤、感染和畸形等情况。采用双源CT扫描（SOMATOM Definition，Siemens，德国），层厚1.0 mm，冠状位和矢状位扫描C0～3，获得136幅骨窗二维断层图像，以dicom格式保存。使用Simple ware图像处理软件读取CT图像数据并建立stl三角网格模型，使用Geomagic 2012软件将其转化为C0～3实体模型（图1a），在大型前处理软件Hypermesh 12.0中完成C0～3关键韧带（寰枕前膜、寰枕后膜、关节囊、横韧带、尖韧带、翼状韧带、黄韧带、棘间韧带等）的建立、网格划分［2］，并对C0～3实体模型进行材料附值（表1），最后形成C0～3三维有限元模型（图1b）。在网格划分时，皮质骨采用平均厚度为1.0 mm的C3D6单元（6节点线性单元即三棱柱单元），松质骨采用C3D4单元（4节点线性单元即四面体单元），终板采用0.5 mm厚的C3D6单元，韧带采用只有轴向平移自由度的双节点SPINGA单元进行划分，椎间盘（含髓核）采用增强沙漏控制的C3D8R单元（三维六面体减缩积分单元），网格质量Jacobian比控制在0.6以上。……