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聚醚醚酮棒与钛棒在后路腰椎椎间融合中的有限元分析

         
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背景:聚醚醚酮棒是一种新型的半刚性固定材料,但是其在后路腰椎椎间融合术中的生物力学性能仍不清楚。目的:对比聚醚醚酮棒与钛棒在后路腰椎椎间融合过程中的生物力学性能,尝试回答聚醚醚酮棒是否有潜力成为钛棒的替代品,尤其在前柱支撑不充分的情况下。方法:利用有限元方法构建完整的人腰椎(L)模型,并进一步构建4个后路腰椎椎间融合模型:①聚醚醚酮棒+cage;②钛棒+cage;③聚醚醚酮棒+纯植骨;④钛棒+纯植骨。比较不同模型中节段活动度、相关结构应力以及应变。结果与结论:①所有手术模型在限制L节段活动度方面无明显差异;②与钛棒相比,聚醚醚酮棒增加了椎间植骨的平均应变、增加了终板以及cage的峰值应力,同时降低了螺钉以及骨-螺钉界面的峰值应力;聚醚醚酮棒的峰值应力与屈服应力之比为6%-26%,高于钛棒的3%-12%;③在L节段上,聚醚醚酮棒仅轻微地降低了节段活动度与椎间盘峰值应力;④因此与钛棒相比,聚醚醚酮棒可能降低假关节、螺钉断裂与松动的风险,但是也可能导致终板塌陷、cage损坏以及棒断裂的风险更高;聚醚醚酮棒在延缓邻近节段退变中可能较钛棒有微弱的优势;在不使用cage而仅采用骨移植物进行椎间融合时,聚醚醚酮棒也许是一个可供选择的方案。

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