骨水泥注射体积与骨质疏松压缩性骨折椎体及邻近椎体应力的关系

• 作者: 何小龙 冯云升 包拥政 吴强 周龙泽 席新华 廖军健 戴相恒 朱文刚 祝周兴 胡孔和 钟学仁
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 生物材料 骨生物材料 骨质疏松 椎体压缩性骨折 椎体成形术 骨水泥 邻近椎体 生物力学 三维有限元分析
• 年，卷（期）: 2015,（52）
• 所属期刊栏目: 研究与报告 -- 组织工程骨材料
• 页码范围: 8365-8372
• 页数: 8页
• 分类号: R394.2
• 字数: 7207字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.52.001

摘要

背景：椎体成形及椎体后凸成形可有效修复骨质疏松性椎体压缩性骨折，但术后可引起骨折椎体及邻近椎体应力改变易导致新发骨折。目的：应用三维有限元法分析椎体成形不同体积骨水泥注射后骨折椎体及邻近椎体的应力变化。方法：选取1例有代表性的健康成年男性志愿者行腰椎CT扫描，将图像处理后导出应用Mimics进行三维重建，应用Geomagic对三维模型进行光滑、打磨、去噪，Ansys Workbench下装配实体模型，赋值后建立L2-L4段骨质疏松椎体压缩性骨折模型。设定在L3椎体注入分别1 mL、2 mL、4 mL、6 mL骨水泥，骨水泥在椎体中央呈球形分布。在L2上表面施加500 N预载荷，附加弯矩为50 N·m，约束L4下表面自由度。模拟L2-L4结果与结论：骨折椎体及邻近椎体应力骨水泥注射后均较注射前明显增加，并随骨水泥注入量的增加骨折椎体及邻近椎体承受的应力也随之增大，其可能是导致邻近椎体骨折的因素之一。屈、后伸、右屈及右侧轴向旋转4种运动状态，比较不同体积骨水泥注射前后骨折椎体及上下邻近椎体的应力变化。