新型高度可调颈椎融合器的三维有限元分析

作者：黄定安; 刘晨^*

来源：中国组织工程研究, 2023, 27(18): 2797-2803.

• 三维有限元分析
• 颈椎融合器
• 高度可调
• 应力集中
• 生物力学

背景：颈前路减压手术的核心是解除脊髓和神经的压迫，恢复椎间高度及颈椎的生理曲度。但是目前临床上所应用的融合器无法满足个体化需求，可能导致融合节段终板破坏，融合器下沉或移位。作者设计一种高度可调颈椎融合器，植入椎间隙可达到与椎间隙上下终板贴合。目的：通过三维有限元分析法评价新型颈椎高度可调椎间融合器的力学特点，为临床应用和进一步改进提供相应理论依据。方法：建立颈椎前路椎间盘切除减压融合内固定的三维有限元模型，分为正常组、融合器植入高度较低组、融合器植入高度适中组和融合器植入高度较高组进行重建，并在前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转6个工况下，施加50 N预载荷以及1.0 N·m的运动附加弯矩，观察相应的椎体Von Mises应力峰值、融合器Von Mises应力峰值、椎间盘应力及椎体活动度情况。结果与结论：(1)融合器植入高度适中组对应的融合器Von Mises应力峰值和C3-C7椎体Von Mises应力峰值低于融合器植入高度较低组和融合器植入高度较高组；(2)植入不同高度融合器后C4/5椎间盘应力差异较为明显；(3)融合器植入高度较高组C3-C7整体椎间相对活动度降幅最大，融合器植入高度适中组次之，融合器植入高度较低组整体椎间活动度降幅最小；(4)提示融合器植入高度适中可使颈椎达到即刻稳定，同时对融合器及颈椎椎体应力最小，从而有效避免颈椎融合器下沉。

• 单位
  皖南医学院第一附属医院; 黄山市人民医院