人体腰椎在压缩与屈曲复合载荷下的失效容限

车辆安全系统已大幅减少机动车碰撞相关损伤和死亡，但腰椎损伤仍有报道。针对正面碰撞中直立尤其是后倾乘员的实验与计算分析表明，腰椎可承受轴向压缩，继而承受压缩-屈曲复合载荷。文献中压缩-屈曲复合下腰椎失效容限尚未被广泛探索。因此，本研究旨在测量压缩与屈曲复合下腰椎的失效容限。四十个3椎体腰椎节段先施加轴向压缩预载，随后施行动态屈曲弯曲直至失效。四十一个标本中的二十一个观察到临床相关的中椎骨折，包括压缩骨折和爆裂骨折。其余十九个标本在灌封夹持界面处失效。由于标本特征和测试前轴向载荷在样本内差异很大，失效力（均值3.4 kN，范围1.6-5.1 kN）和力矩（均值73 Nm，范围0-181 Nm）也差异很大。采用Tobit单变量回归确定删失失效容限与标本性别、节段类型（上/下）、年龄和横截面积的关系。年龄、性别和横截面积单独显著影响其失效力和力矩（p<0.0024）。这些数据可用于开发腰椎骨折损伤预测工具及未来安全系统的进一步研究。