臺灣國際科展

鈦合金骨釘植入位置與脊椎椎體受力之分析比較

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2020年
科別
工程學
得獎情形
四等獎
學校名稱
國立臺南女子高級中學
指導老師
邱柏強
作者
吳品萱;趙婉言
關鍵字
鈦合金骨釘、脊椎、生物力學分析

摘要或動機

臨床手術中常有骨釘植入位置偏差之情形,且目前並無研究針對骨釘植入位置對椎體力學反應之探討,故本研究使用CAD軟體Solidworks建立11個不同骨釘植入位置的人體第三節腰椎模型,利用有限元素分析軟體ANSYS進行力學模擬分析,計算不同骨釘植入位置於不同負載條件以及有無骨整合情況下,腰椎椎體的應力情形與整體結構之穩定度。研究結果顯示,在不考慮傷及神經或是骨釘穿出骨頭的情況下,當椎體與骨釘若受前彎(flexion)、後仰(extension)、側彎(lateral bending)、旋轉(rotation)及無軸向負載(pure bending)時,骨釘螺帽中點至棘突中軸的垂直投影距離越小,椎體位移亦越小,結構越穩定;且不論有無骨整合都呈現相似走勢。骨科醫師表示仍會選擇打在目前最普遍的植入位置最為保險;但依照本研究結果,當臨床手術醫師面臨植入常規位置困難度較高時,骨釘植入位置若稍偏外側穩定度並不會有顯著差異,且可避免傷及中樞神經系統。


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