斜外侧椎间融合术融合器沉降对腰椎生物力学影响的有限元分析

摘要：

目的:应用三维有限元法分析椎间融合器(cage)沉降对斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)术后腰椎生物力学的影响.方法:根据1例健康成年人腰椎CT扫描数据构建正常腰椎L3～L5节段三维有限元模型,模拟进行L4/5节段OLIF手术,根据cage沉降陷入椎体程度(0、1％～25％、26％～50％、51％～75％、76％～100％)分为5个等级(Grade0、Grade1、Grade2、Grade3、Grade4),共构建 10组模型(单纯 cage 沉降组5组、附加后路双侧椎弓根钉棒固定的钉棒组5组).固定L5椎体下表面,设定400N的预加载荷于L3椎体上表面,再施加10N·m的力矩来模拟脊柱的前屈、后伸、侧屈、旋转运动.对腰椎在不同生理运动下L4/5节段活动度(range of motion,ROM)、cage应力峰值和内固定钉棒应力峰值进行分析.结果:模型在不同生理运动下L3/4和L4/5椎体的ROM与已发表的尸体研究类似,证明了模型的有效性.对模型施加载荷的6种运动状态中,沉降组Grade3的ROM最大,cage最大应力峰值发生在Grade2前屈运动时,达到了 82.7Mpa,相较Grade0增加了 241％.在附加椎弓根钉棒后脊柱ROM及cage应力峰值均减小,尤以Grade2变化最为显著,与未附加内固定相比,Grade2平均ROM下降了 63％,后伸运动下cage应力峰值减小51％.结论:cage沉降对腰椎生物力学影响较大,其中cage沉降51％～75％时脊柱稳定性最差,cage沉降26％～50％时cage进一步塌陷风险最高,附加内固定钉棒后可增加脊柱稳定性并降低沉降风险.

关键词：斜外侧椎间融合术、并发症、椎间融合器沉降、有限元、生物力学

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分类号：R687.3;R318.01(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)

资助基金：山西省自然科学基金201801D121220

在线出版日期：2021-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：254-261