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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明提供了一种寰枢椎后路内固定系统连接棒及其设计方法，方法步骤包括：1对从患者体内取出的内固定系统连接棒进行形态分析，得到连接棒于矢状面和冠状面内发生的平均偏移位移与平均偏转角度；2获取连接棒发生步骤1中平均偏移位移与平均偏转角度时，其内部的应力分布；3根据连接棒的应力分布情况，对连接棒位于相邻两固定钉之间的目标区域的结构和或材料进行设计，设计目标为a.连接棒在整个人体植入周期内能够为节段提供稳定力学支撑；b.在人体植入周期结束后，每根连接棒位于相邻两固定钉之间的区域断开。本发明设计得到的连接棒，无需通过二次手术取出便能够恢复节段的活动度，避免了二次手术的繁琐与风险。

主权项：1.一种寰枢椎后路内固定系统连接棒的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）对多个从寰枢椎后路内固定术后恢复的患者体内取出的内固定系统连接棒进行形态分析，将其与植入前的连接棒进行对比，获取连接棒在矢状面和冠状面内的变形情况；（2）测量每根植入后的连接棒在矢状面和冠状面内的偏移位移与偏转角度，计算这两项指标的平均值并分析其统计学分布规律，得到连接棒在整个人体植入周期于矢状面和冠状面内发生的平均偏移位移与平均偏转角度；（3）构建连接棒的有限元模型，通过数值仿真方法对连接棒的变形进行模拟，获取当连接棒发生步骤（2）中所述平均偏移位移与平均偏转角度时，其内部的应力分布；（4）根据连接棒的应力分布情况，对连接棒位于相邻两固定钉之间的目标区域的结构和或材料进行设计，设计目标为a.连接棒在整个人体植入周期内能够为寰枢椎节段提供稳定的力学支撑；b.在人体植入周期结束后，每根连接棒位于相邻两固定钉之间的区域断开，恢复关节正常活动度；其中，对所述目标区域的材料进行设计，是通过调节材料组分，调控所述目标区域在受到步骤（3）中计算得到的目标区域分布的VonMises等效应力作用下的力学性能和降解行为，最终实现设计目标；具体方法为：（I）将目标区域分布的VonMises等效应力峰值作为静强度要求，对棒体目标区域的材料组分进行设计；（II）通过数值仿真和力学测试对连接棒植入寰枢椎后所承受的颈部生理载荷进行模拟，评估步骤（I）中制定的材料组分是否满足强度要求，如不满足强度要求，则返回步骤（I），满足要求则继续步骤（III）；（III）通过数值仿真和体内外实验评测连接棒目标区域材料在颈部生理载荷所引起的应力作用下的力学性能和降解速率随时间变化的规律，评估目标区域是否满足在人体植入周期结束后发生降解断裂的设计目标，如满足则可确定目标区域的材料设计，如不满足则返回步骤（I）；对所述目标区域的结构进行设计的具体方法为：对目标区域的外形结构进行设计，或对棒体中段区域进行多孔微结构设计，通过结构调控目标区域力学性能和疲劳行为，确保目标区域在人体植入周期内的总应力循环次数时的疲劳强度等于步骤（3）中计算得到的目标区域所分布的VonMises等效应力峰值。

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