《表1|椎体模型各部位的材料系数》

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《新型颈椎3D打印多孔椎间融合器的三维有限元分析》

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将上述依据志愿者颈椎CT图像提取出的Dicom格式的颈椎图像输入Mimics中，对其行Mask蒙皮处置并导出（以STL格式）。再读入Geomagic软件，在该软件中行逆向重建的工作，重建C3-7椎体和椎间盘的实体模型。之后对该模型行进一步光滑、打磨、去噪处理，生成三维图形IGES文件格式。采用Ansys Workbench软件进行网格划分，重建韧带及关节突关节，并将各个部位的弹性模量、泊松比等材料系数输入（表1），完成后对该模型施加1.5 N·m弯矩，查看其活动度。与既往文献数据进行比较[12]，然后再根据已有的实物图，利用Solidworks进行三维实体建模，包括钛板、钛钉、融合器，并将各零部件参照ACDF的手术方式进行装配（图2），其中对照组使用的是山东威高股份有限公司生产的金属颈椎椎间融合器（型号GB3Z02规格5 mm×16 mm×13 mm，由符合GB/T13810标准的TC4钛合金材料制成），见图3。手术模拟成功后将装配好的实体模型导入Ansys Workbench，在该软件中进行布尔运算，赋予材料参数，设置好接触，然后进行网格划分，实体单元为Solid 187实体单元，韧带采用Link180单元，设置其仅受拉不受压的非线性特征。同时各部件之间不会发生分离，接触均设置为绑定，模型建立成功后，对模型进行前屈、后伸、左右侧屈和左右旋转6个工况下的受力。约束C7下表面自由度，在C3上表面施加50 N预载荷，运动附加弯矩为1.0 N·m。