新型腰椎后路动态稳定系统的三维有限元分析

蒋帅; 刘洋; 陈元元; 冯勇; 袁文

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新型腰椎后路动态稳定系统的三维有限元分析

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目的对新型腰椎后路动态稳定系统进行三维有限元分析,研究其在稳定节段及邻近节段的生物力学影响,为下腰痛的脊柱内植物的设计和应用提供参考.方法基于正常腰椎有限元模型,构建腰椎不稳损伤模型,即腰椎切除腰4和腰5之间的双侧小关节、腰4椎板下1/2、后纵韧带,形成脊柱失稳模型,分别在失稳模型上进行坚强内固定系统和后路动态稳定系统,比较两种术式对手术节段和临近阶段的活动度、各个节段的弯曲刚度、椎间盘应力水平、前纵韧带应力水平及小关节韧带拉力的变化情况.结果对内固定桥接节段(腰4/腰5)应用新型腰椎后路动态稳定系统和坚强内固定系统后,在屈伸、侧屈、轴向旋转方向上的活动度均明显减小,但坚强固定后活动度减小更明显,应用动态稳定系统活动度更接近于正常腰椎节段;腰4/腰5椎间盘最大应力均减小,但坚强固定后活动度减小更明显,应用动态稳定系统活动度更接近于正常腰椎节段;对邻近节段(腰3/腰4、腰5/S1)应用新型腰椎后路动态稳定系统和坚强内固定系统后,在屈伸、侧屈、轴向旋转方向上的活动度均有所增大,但坚强固定后活动度增加更明显,应用动态稳定系统邻近节段活动度更接近于正常腰椎节段;邻近节段椎间盘最大应力均增大,但坚强固定后增大更明显,应用动态稳定系统更接近于正常腰椎节段;应用腰椎内固定后,邻近节段的小关节应力峰值增大,并且应用腰椎坚强内固定模型的小关节应力增大更多;应用腰椎动态固定的模型邻近关节应力峰值更加接近完整腰椎模型.结论新型腰椎后路动态稳定系统对比坚强内固定系统能够使失稳节段的活动更加接近于正常,减小邻近节段的活动度增加,减小邻近节段椎间盘及小关节压力,说明新型腰椎动态稳定系统达到设计要求.

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来源
《北京生物医学工程》 |2021年第1期|24-3054|共8页
作者
蒋帅; 刘洋; 陈元元; 冯勇; 袁文;
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作者单位

海军军医大学第三附属医院骨科(上海 200438);

海军军医大学第二附属医院脊柱外科(上海200003);

海军军医大学第二附属医院脊柱外科(上海200003);

海军军医大学第二附属医院脊柱外科(上海200003);

微创医疗器械(上海)有限公司(上海 201203);

海军军医大学第二附属医院脊柱外科(上海200003);

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类生物信息、生物控制;骨骼手术;
关键词
腰椎后路; 动态稳定系统; 生物力学; 三维有限元; 椎间盘; 内固定;

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