유한 요소 해석법을 이용한 척추경 나사못 삽입 상태가 고정력에 미치는 영향에 대한 연구

• Published in: The journal of the Korean Orthopaedic Association p. 17
• Main Authors: 안면환, 안창수, 최용석, 서재성, 이춘열, 정일섭
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한정형외과학회 01.02.2002
• Subjects: 정형외과학
• ISSN: 1226-2102; 2005-8918

목 적 : 척추경 나사못의 삽입 상태에 따른 강성도 분석을 위한 유한요소모델을 개발하여, 나사못의 척추경의 피질골내 삽입 혹은 척추경의 파손 등의 삽입 상태가 나사못의 안정성에 미치는 영향을 분석하여 합당한 흉추부 나사못의 삽입 방법을 확보하고자 하였다. 대상 및 방법 : 나사못의 뽑힘력에 대한 해석을 위해서는 기하학적 대칭 유한요소해석 모델을 개발하여 분석하였고, 압축하중에 대한 해석을 위해서는 2척추단위의 단순 3차원 유한요소모델을 개발하여 분석하였다. 결 과 : 정상 척추, 후방 구조물의 완전 제거 및 불안정성 골절 모델에서의 각 단면에 대한 굽힘 모멘트 및 von Mises 응력을 해석한 결과, 제 2 및 3 요추에서는 모멘트 및 von Mises 응력이 나사못 두부와 나사산이 접합하는 부위에, 제 4 요추에서는 나사의 추체부내의 중심부에 모멘트가 컸고, 유연도를 확인한 결과, 척추경 골수강내 삽입시와 비교시 정상 척추 모델에서는 피질골내 삽입여부가 유연도에는 큰 영향이 없었고, 후방 구조물의 완전 제거된 모델에서는 약 8% 증가하였고, 불안정성 골절 모델에서는 약 2% 증가하여, 후방 구조물의 완전 제거시에 유연도가 증가하였다. Purpose : The structural performance of a fixation system was investigated in the case of screw insertion into the pedicular canal with or without its threads fastened in the cortex and in the broken pedicle. Materials and Methods : The symmetric geometric model was used for the pull-out test, and the simplified 3-dimensional model at 3 level, namely, the 3rd, 4th and 5th lumbar vertebrae, was used for the axial compressive loading test. Results : According to the result of the axial-loading test, bending moments and Von-Mises stresses were increased at the junction between the head and the 2nd and 3rd pitches of the lumbar pedicle screw and at the center of 4th lumbar vertebral body, in the models of intact, posterior elements removed and unstable fractured spines. As the results of flexibility, there is no difference in intra-cortical insertion compared to intra-medullary pedicle insertion in the intact spine model. However, flexibility of the laminectomy model was 8% better that of the intra-cortical insertion, and the unstable fracture model 2% better. Conclusion : There is no difference in the flexibility of intra-cortical and intra-medullary pedicle screw insertion. The stability of the posterior structure is more important than anterior pedicle screw fixation. KCI Citation Count: 0