腰椎融合术3种内固定方式的生物力学特点

• 作者: 叶建东 程哲 王剑龙
• 来源期刊: 医用生物力学
• 关键词: 腰椎间盘突出症 椎板关节突螺钉 经皮经椎间孔腰椎椎体间融合术 生物力学 有限元分析
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 脊柱生物力学专栏|Special Column on Spine Biomechanics
• 页码范围: 208-215
• 页数: 8页
• 分类号: R318.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.16156/j.1004-7220.2021.02.007

摘要

目的 利用三维有限元方法分析腰椎融合术中3种不同内固定方式的生物力学特点.方法 建立L4～5关节突全切及半切除L4～5三维有限元腰椎融合模型,在L4～5未固定模型(unfixed model,UM)上分别加载椎板关节突螺钉(translaminar facet screw,TLFS)、椎板关节突螺钉并椎弓根螺钉(lumbar pedical screw+translaminar facet screw,LPS+TLFS)、双侧椎弓根螺钉(bilateral pedical screw,BPS).比较未固定模型及3种内固定模型在脊柱屈曲、后伸、左/右侧弯、左/右旋转6种运动状态下L4椎体及内植物的生物力学特点.结果 未固定、TLFS、LPS+TLFS、BPS模型L4椎体6种运动状态下的平均最大位移分别为1.4108、0.629 8、0.336 9、0.2 528 mm(关节突关节全切模型)和1.296 7、0.844 9、0.340 9、0.273 8 mm(关节突关节半切模型);融合器平均最大位移分别为0.479 9、0.319 5、0.167 6、0.126 4 mm(关节突关节全切模型)和0.378 7、0.348 4、0.183 5、0.137 2 mm(关节突关节半切模型);TLFS、LPS+TLFS、BPS模型6种运动状态下钉、棒的平均最大等效应力分别为178.34、79.55、56.33 MPa(关节突关节全切模型)和142.29、103.02、59.69 MPa(关节突关节半切模型).结论 在经皮椎间孔镜下腰椎融合术中,BPS模型与LPS+TLFS模型固定效果相当,BPS模型可以取得最好的脊柱稳定性,而LPS+TLFS模型也为一个效果优良的固定方式选择.单独TLFS模型稳定性相对较差,但仍优于融合器植骨而不行内固定的脊柱模型.在不进行内固定时,关节突的保留显著增加脊柱稳定性.