不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析

作者：唐福波; 钟远鸣; 李智斐^*

来源：中国组织工程研究, 2024, 28(21): 3293-3298.

• 椎间融合
• 侧路融合
• 内固定
• 仿真
• 有限元
• 生物力学
• 优化分析

背景：考虑到脊柱固定的稳定性，目前临床在进行侧路椎间融合时大多采用后路双边椎弓根螺钉固定的手术方式，且多数为两期手术完成。侧卧位的后路单侧、侧方椎体钉棒固定的固定方式，也有可能会提供较好的力学稳定性，所带来的手术时间缩短、风险与花费降低等获益考量值得进一步研究。目的：比较4种不同侧路椎间融合内固定方式的生物力学特性。方法：建立正常L3-5有限元模型，在验证其有效性基础上模拟4种不同内固定方式，即后路双侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model A)、后路单侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model B)、侧路双侧螺钉+侧路融合模型(Model C)及侧路单侧螺钉+侧路融合模型(Model D)。分别比较各模型在生理活动范围下的稳定性、螺钉内固定和椎间融合器的应力差异。结果与结论：(1)对所有重构模型，在融合节段(L4-5)的活动范围均显著下降，Model A的活动范围下降更明显；(2)在模型的屈伸、侧屈和轴向旋转运动状态，侧路置钉的峰值应力与后路置钉的峰值应力的差异分别超过67.74 MPa、80.10 MPa和43.95 MPa；(3)在不同重建模型内固定应力分布方面，Model A和Model B螺钉的应力分布主要集中在椎弓根螺钉的体部，而Model C和Model D的峰值应力主要集中在螺钉的尾部；(4)提示Model A能够获得最好的稳定性，并且能够降低cage下沉及移位的风险；而Model B亦能够提供较好的稳定性，在保证稳定和固定的前提下能成为侧路融合的替代选择；(5)此外在选择侧路置钉的内固定时，Model C能获得与Model D相似的效果，但在临床诊疗上面对腰椎后伸不稳定的患者需谨慎选择侧路的单侧内固定，亦应避免过度后伸以降低螺钉松动和疲劳断裂的发生率。

• 单位
  广西中医药大学第一附属医院