Abstract

Objective. To analyze the characteristics of the stress-strain state of the cervical spine when replacing vertebral body with implants of different design. Material and Methods . Mathematical modeling was performed by developing three finite element models of the cervical spine. The models simulated human cervical spine within C 3 -C 7 spinal segment. The C 5 vertebra was replaced by three different systems: mesh cage, mesh cage combined with anterior plate, and telescopic vertebral body replacement implant fixed to the bodies. The stress-strain state of models was studied under four variants of loading: compression, flexion, extension, and rotary impact. Results . Stress intensity values were obtained for the following structures: top of the vertebral body, bottom of the vertebral body, pedicle, lamina, joint masses, teeth and screws (if any) of instrumentation under different loading options. Conclusion . The presence of an additional fixation to vertebral bodies allows reducing the level of maximum stress in the bone tissue of vertebrae contacting the implant. Telescopic cage shows the lowest level of stress in the model elements under compression and flexion. Stress indicators in extension and rotation have minor differences between different sites.

Highlights

  • ObjectiveTo analyze the characteristics of the stress-strain state of the cervical spine when replacing vertebral body with implants of different design.

  • Mathematical analysis and optimization of design characteristics of stabilizing vertebral body replacing systems for subaxial cervical fusion using the finite element method.

  • Способов их фиксации и самих способов спондилодеза используются биомеханические и патоморфологические методы, которые являются основополагающими при решении спорных вопросов, возникающих как в научных исследованиях, так и в клинической практике хирургии позвоночника, в частности его шейного отдела [14, 19].

Read more

Summary

Objective

To analyze the characteristics of the stress-strain state of the cervical spine when replacing vertebral body with implants of different design. Mathematical analysis and optimization of design characteristics of stabilizing vertebral body replacing systems for subaxial cervical fusion using the finite element method. Способов их фиксации и самих способов спондилодеза используются биомеханические и патоморфологические методы, которые являются основополагающими при решении спорных вопросов, возникающих как в научных исследованиях, так и в клинической практике хирургии позвоночника, в частности его шейного отдела [14, 19]. Экспериментальные исследования биомеханических характеристик позвоночника с использованием МКЭ были осуществлены еще в 1973 г. Для математического моделирования шейного отдела позвоночника человека МКЭ стали применять несколько позже [24]. Цель исследования – анализ особенностей напряженно-деформированного состояния шейного отдела позвоночника при замещении тел позвонков искусственными имплантатами разных конструкций

Материал и методы
Коэффициент Пуассона
Результаты и их обсуждение
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.