● 摘要
经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)是在影像装置引导下，将骨水泥通过椎弓根途径注入压缩骨折的椎体内，目的是止痛和稳定椎体，具有微创、并发症低等优点。对于PVP，人们关注的热点问题是临床应用中注入骨水泥后对椎体力学性能的恢复情况。目前，许多学者关注于松质骨及骨水泥力学性能的研究，尤其是实验研究，试图将宏观力学性能和材料微观形态学参数情况联系起来，更好地预测椎体的力学性能。本文首先对国内外椎体中松质骨及经皮椎体成形术后形成的松质骨/骨水泥复合结构力学性能的研究现状作了简要综述，重点介绍了松质骨及复合结构的力学性能研究方法以及细观力学研究进展。然后，在十四面体模型基础上，建立了各向异性的棒状松质骨十四面体模型，并且采用有限元方法分析了其弹性性能。接着，采用此模型对棒状松质骨的强度进行了数值预测，将数值预测值与实验值进行了比较，分析了导致计算值与实验值差异的原因。接下来的两章对松质骨/骨水泥复合结构的弹性性能及强度预测进行了数值模拟，得到了对应不同参数的松质骨/骨水泥复合结构的弹性性能及强度，并且和实验值进行了比较，数值模拟较好地再现了复合结构在压缩时的变形过程，预测值和实验值基本相符合。最后，利用计算的得到的松质骨及复合结构的弹性性能，对椎体成形术前后的椎体固有频率进行了分析，得到了椎体固有频率与松质骨形态学参数之间的关系。