有限元分析融合器高度与位置对TLIF术后节段性腰椎前凸和融合器下沉的影响

作者：尚志恒; 吴威; 李聪; 王文静; 涂广宝

来源：颈腰痛杂志, 2022, 43(01): 15-20.

• 经椎间孔腰椎间融合术
• Cage
• 融合器下沉
• 生物力学
• 有限元分析

目的 通过三维有限元建模，探讨Cage高度、Cage位置和骨质量对TLIF手术节段的终板-融合器交界处应力和节段性腰椎前凸(segmental lumbar lordosis, SLL)的影响。方法 基于既往研究的脊柱有限元模型相关经验，本研究建立L4-5节段三维有限元模型，对椎间隙准备、植入融合器及后方固定等的TLIF手术过程进行生物力学模拟。将体重模拟为L4上节段400 N的垂直力，分别在3个解剖平面上模拟10 Nm的功能载荷，分别模拟屈曲、伸展、右侧弯、左侧弯、右轴旋转和左轴旋转。计算其活动范围ROM,以最大的VonMises应力作为椎间融合器下沉风险的量度。结果 相对于8 mm高度，10 mm高度的Cage可增加SLL值，增加终板-融合器界面应力，降低钛棒的应力。前对称或斜向不对称植入Cage时，对SLL的影响较小，但斜向不对称植入Cage可增加终板-融合器界面的应力，同时增加钛棒的应力值。骨质疏松可增加Cage下沉风险，同时使钛棒承受较高的应力。结论 对于骨质正常的人群，选择8 mm高度的Cage、前对称植入椎间隙时，可降低终板-融合器界面应力，使Cage下沉的风险降低，但可增加内固定钛棒的应力。