نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 کارشناس ارشد بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

10.22041/ijbme.2007.13493

چکیده

به دلیل مهلک بودن و عواقب وخیم صدمات ستون گردنی، بررسی رفتار بیومکانیکی اجزای آن حین صدمه حایز اهمیت است. رایج ترین نوع صدمات مهره دوم گردنی، شکستگی زائده دندانه ای است که در این میان شکستگی نوع دوم بیشترین درصد صدمات را به خود اختصاص می دهد. در این مقاله پس از ارایه مدل دقیق سه بعدی مهره اکسس به تحلیل المان محدود آن پرداخته شده است. به منظور مطالعه شکستگی زائده دندانه ای شرایط مختلف بارگذاری شامل برخورد زائده دندانه ای با کمان قدامی مهره اطلس، توده های طرفی مهره اطلس و لیگامان عرضی، مدلسازی شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در این شرایط بارگذاری، تمرکز تنش در محل اتصال زائده دندانه ای با جسم مهره ای وجود دارد که به معنای احتمال بروز شکستگی نوع دوم در صورت برخورد زائده دندانه ای با کمان قدامی مهره اطلس، توده های طرفی مهره اطلس و لیگامان عرضی می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A 3d Finite Element Analysis Of The Second Cervical Vertebra (Axis) To Study The Odontoid Fracture

نویسندگان [English]

  • Mohammad Haghpanahi 1
  • Ali Gorginzadeh 2
  • Saba Sohrabi 2

1 Associate Professor, Biomechanical Engineering, Department of Mechanics, Iran University of Science and Technology

2 BS Biomedical Engineer, Biomechanical Engineering, Department of Mechanics, Iran University of Science and

چکیده [English]

Considering the life threatening consequences of the cervical spine injuries, the study of its biomechanical behavior has become important. The most common axis (second cervical vertebra) injury is called odontoid fracture, the majority of which is type II or dens fracture. In this study, an exact 3D finite element model of axis was developed and analyzed. To evaluate the stress distributions in the odontoid process during type II injuries, pressure loads were applied on the dens at locations where it is likely to come into contact with the surrounding neck construct. Results indicate stress concentration in the odontoid junction with the vertebral body, which suggests that there is a possibility of occurring type II fracture in the case of impaction of odontoid with atlas anterior arch, lateral masses and transverse ligament.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cervical Vertebra
  • Odontoid Fracture
  • finite element analysis
  • Stress Distribution

[1]     Huelke DF, O’ Day J, Mendelsohn RA; Cervical injuries suffered in automobile crashes; Journal of Neurosurgery 1981; 54: 316-322.

[2]     Ersmark H, Lowenhielm P; Factors influencing the outcome of cervical spine injuries; Journal of Trauma 1988; 28: 407-410.

[3]     Wang GJ, Mabie KN, Whitehill R; The nonsurgical management of odontoid fractures in adults; Spine 1984; 9: 229-230.

[4]     Dickman CA, Hadley MN, Brower C; Neurosurgical management of acute atlas- axis combination fractures- A review of 25 cases; Journal of Neurosurgery 1989; 70: 45-49.

[5]     McBride AD, Mukherjee DP, Kruse RN, Albright JA; Anterior screw fixation of type II odontoid fractures- A biomechanical study; Spine 1995; 20: 1855-1860.

[6]     Morandi X, Hanna A, Hamlat A; Anterior screw fixation of odontoid fractures; Surgery and Neurology 1999; 51: 236-240.

[7]     Green KA, Dickman CA, Marciano; Acute axis fractures, Analysis of management and outcome in 340 consecutive cases; Spine 1997; 22: 1843-1852.

[8]     Andeson LD, D’ Alonzo RT; Fractures of the odontoid process of the axis; Journal of Bone and Joint Surgery 1974; 56: 1663 1674.

[9]     Teo EC, Paul JP, Evans JH, Ng HW; Experimental investigation of failure load and fracture patterns of C2 (axis); Journal of Biomechanics 2001; 34: 1005-1010.

[10] Tan KW, Lee VSP, Teo EC, Zhang QH, Ng HW, Seng KY; A C2-C3 finite element model to determine the stress patterns of odontoid loads; Summer Bioengineering Conference, Florida 2003.

[11] Teo EC, Ng HW; First cervical vertebra (atlas) fracture mechanism studies using finite element method; Journal of Biomechanics 2001; 34:13-21.