【摘 要】
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目的建立人正常L3~S1节段三维有限元模型,分析腰椎经椎间孔椎间融合术椎间植入物融合前后固定节段的生物力学特性。方法基于人正常L3~S1节段的CT扫描数据,应用逆向工程软件建
【基金项目】
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重庆市科技攻关重大项目(CSTC2012GG_YYJSB10012);国家科技支撑计划(2012BAI14B02)~~
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目的建立人正常L3~S1节段三维有限元模型,分析腰椎经椎间孔椎间融合术椎间植入物融合前后固定节段的生物力学特性。方法基于人正常L3~S1节段的CT扫描数据,应用逆向工程软件建立人正常L3~S1三维有限元模型(INT),并构建L4~L5节段经椎间孔腰椎椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)模型,进一步建立未融合未固定模型(M1)、未融合椎弓根螺钉固定模型(M2)、椎弓根螺钉固定融合模型(M3)、融合后去固定模型(M4)。在L3上表面施加500 N预载荷,再施加7.5 N·m的力矩模拟腰椎前屈、后伸、侧屈及旋转,观察不同工况下L4~L5节段角位移、椎弓根螺钉及融合器应力分布情况。结果 M1模型L4~L5节段ROM值较INT增加,其中左旋状态最明显。M2、M3和M4模型的ROM值接近并且较INT明显减少。M3模型中内固定应力峰值较M2模型明显降低,M1椎间植入物应力峰值显著高于其他模型而M2、M3和M4模型的应力峰值相近。结论成功构建人正常L3~S1节段三维有限元模型。双侧椎弓根钉-棒内固定可以有效控制节段稳定性并减少椎间植入物承受载荷,植骨融合后其承受的应力峰值将会减少。融合后去除后路内固定对节段生物力学获益有限,考虑到二次手术的创伤和费用,建议保留内植物。
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