新型棘突间撑开融合装置BacFuse修复腰椎退行性病的生物力学特征

背景：近年来，棘突间撑开融合装置BacFuse应用于腰椎退行性疾病的治疗并取得了良好的临床疗效，但目前其相关的生物力学特征暂无相关报道。目的：探索棘突间撑开融合装置BacFuse在腰椎退行性疾病中应用的生物力学特征。方法：构建山羊离体脊柱模型(L₁-L₆)，模拟手术分为4组，分别为对照组、BacFuse固定组(L_3/4)、钉棒固定组(L_3/4)及Topping-off组(L_3/4钉棒固定+L_2/3 BacFuse固定)。搭建山羊腰椎手术模型力学测试系统，采用生物力学机器进行力学加载，模拟腰椎在前屈、后伸、侧屈及旋转时的运动模式(4 Nm的力矩)，采用视觉追踪系统进行定位捕捉，并完成力学及光学校准，通过计算得出L_2/3、L_3/4、L_4/5节段的活动度。结果与结论：(1)相对于对照组，BacFuse组L_3/4固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少27.27%,...     

腰椎L4/5棘突间椎间融合器的生物力学特性及生物相容性

背景：腰椎管狭窄引起腰椎两侧神经根痛等不适症状甚至致残,严重影响人们的生活质量,针对这种疾病临床上主要采用椎间融合治疗。有研究表明棘突融合器易出现骨裂及植入器脱落等现象,所以实验从腰椎L4/5棘突研究椎间融合器的生物力学特性和生物相容性。 目的：分析研究腰椎L4/5棘突间植入椎间融合器的稳定性,以及对相邻节段的生物力学特性和生物相容性。 方法：选择10组新鲜的成人冰冻脊柱标本,将10个标本分为2组,分别为正常标本组和模拟腰椎棘突间植入物组,每组5例。对标本进行编号并放置固定在特殊的夹具中,使用由郑州凯斯特医疗器械有限公司生产的腰椎融合器,选择棘突间弹性内植入,由Ti6AL-4V ELI钛合金构成的cage固定器固定。 结果与结论：人工椎体不同植入位置在中心压缩、前屈、后伸、侧屈4种状态下的应变变化均小于正常组标本(P < 0.05)。两组标本在最大载荷500 N下椎体的位移数据中,与正常标本组比较,模拟腰椎棘突间植入物组线性位移和角位移在前屈、后伸、左侧屈、左旋转时均减小(P < 0.05)。结果表明,腰椎棘突间融合器能够保留伤椎的大部分活动度,维持节段稳定性,降低椎间盘应力。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

下腰椎L4/5棘突间撑开器的生物力学研究

应用有限元分析方法研究在L4/5植入X STOP类型产品时该节段的稳定性,以及对相邻节段的生物力学影响。依据一名正常志愿者中立位下螺旋CT扫描资料,利用Mimics14、Geomagic Studio2012、Hypermesh12和Abaqus612 1等软件,构建L2～L5健康腰椎有限元模型和植入撑开器X STOP的动态固定模型,并模拟前屈、后伸、侧弯和轴向旋转,验证健康腰椎有限元模型的有效性和动态固定对照模型的生物力学特性。根据两组模型在椎间活动度、椎间盘应力等生物力学指标,证明X STOP可减少该节段7483%的后伸活动度,而相邻节段活动度基本不受影响。植入物和腰椎的最大应力出现在后伸时两者的接触面上,最大应力分别为333和1356 MPa。X STOP可以显著降低椎间盘压力和后伸活动度,对相邻阶段无明显影响。植入物和腰椎的最大von Mises应力出现在接触面上。对X STOP的改进提供理论支持,为下腰椎L4/5棘突间撑开器X STOP临床手术提供生物力学依据。     

有限元模拟单通道分体内镜下双侧腰椎管减压对腰椎生物力学的影响

背景：单通道分体内镜技术单侧入路双侧减压手术作为后侧入路脊柱内镜下治疗椎管狭窄症的前沿技术，远期疗效有待进一步观察，对术中切除范围的研究少有报道，且目前鲜有生物力学以及有限元分析的相关研究报道。目的：通过建立三维有限元模型评估单通道分体内镜下双侧腰椎管减压对腰椎活动度和椎间盘内压力的影响，为临床手术提供建议，为进一步临床研究提供理论基础。方法：通过9名健康志愿者CT图像重建完整的L3-L5椎体模型，作为术前模型M1，对L4-L5进行模拟手术切除，分别切除双侧关节突关节1/4,1/3,1/2，获得模型M2、M3、M4。在前屈、后伸、左右弯曲、左右旋转6个不同方向比较4个模型的关节活动度和纤维环应力(Von Mises)最大值。结果与结论：(1)此研究建立的L3-L5有限元模型具有较好的仿真性和可靠性，在6个活动状态下关节活动度处于以往实体研究的区间范围内；(2)与M1模型比较，M2、M3、M4模型L4-L5腰椎活动度在前倾、左右弯曲、左右旋转载荷下随着切除范围增大而增大，差异有显著性意义(P <0.05)；在后伸载荷下，M1与M2的腰椎活动度比较差异无显著性意义(P> 0.0...     

复杂性腰椎管狭窄症减压和椎间融合的有限元分析

精确建立复杂性腰椎管狭窄症LSS的退变腰椎有限元模型,进而分析减压手术结合椎弓根内固定、椎体间盘融合的效果。选取复杂性LSS患者采集CT数据,采用专用生物力学软件建立退变腰椎全节段模型,自适应划分网格并交互生成附属组织结构,同时构建正常腰椎模型和三种手术治疗模型,用相同边界条件进行对比分析。复杂性LSS模型活动度比正常模型减少20%左右;而单纯减压模型出现不稳,活动范围增加近40%;结合椎弓根内固定稳定性部分提高、活动范围只增加25%,而进一步结合椎体间盘融合后腰椎弯曲刚度超过正常模型。在应力方面,单纯减压的应力出现较大增加、达到1.7倍左右,结合椎弓根内固定和椎体间盘融合有比较明显的减压作用。显示单纯的减压手术虽然可以缓减神经疼痛,但可能进一步造成腰椎稳定性的破坏,结合椎弓根内固定不能提供全面的稳定性,进一步结合椎体间盘融合的治疗效果比较稳定。     

国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学测试及有限元分析

文题释义： 三维有限元分析：运用计算机三维模型,从结构、形态、弹性模量上模拟人体腰椎屈伸、侧弯、轴向旋转活动,通过应力云图直观显示在不同位置棘突间撑开器、椎体植入节段及临近节段的应力分布及腰椎活动度等情况。有限元分析只是一种模拟实验,因此其对该装置的评价需要结合动物实验和临床观察,才能更接近实际。 体外生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中力学问题定量研究的生物物理学分支。随着生物力学在医学领域的不断发展,运用生物力学来检测新设计的脊柱内固定器械的生物特性已成为一项必经程序。体外生物力学实验试件通常选择的是内固定器械与实验标本共同组成的标本单元。采用此形式对测试物体进行脊柱屈伸、侧弯和侧旋等生理载荷模式下的力学测试,可更加精确、方便和准确地获得内固定器械特性参数,与三维有限元分析相辅相成。 背景：腰椎棘突间撑开器非融合系统为腰椎退行性疾病提供了一种新的治疗选择。但目前国内临床对于腰椎棘突间撑开系统的应用及研究严重不足,对于适用于国人的国产化腰椎棘突间撑开器更是鲜有报道。 目的：通过人体腰椎三维有限元分析技术和山羊腰椎体外生物力学实验分析国产新型棘突间撑开器生物力学特点,验证新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性。 方法：①国产新型腰椎棘突间撑开器有限元分析：通过正常成人腰椎CT资料建立L₂-L₅椎体三维模型,随后依次建立国产新型腰椎棘突间撑开器模型、国产新型腰椎棘突间撑开器腰椎非融合系统模型,赋予腰椎生理情况下的力学条件,对新型撑开器植入前后进行生物力学分析;②国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学分析：获取24只成年雄性山羊腰椎(L₁-L₅),在L_3-4棘突间植入国产新型腰椎棘突间撑开器,撑开器植入前后检测腰椎标本前屈、后伸、侧弯、旋转状态下的腰椎活动度与椎间盘压力。 结果与结论：①在撑开器植入后,责任节段后伸时活动范围及椎间盘压力减小,相邻节段活动度和椎间盘压力几乎不受影响,从理论上验证了腰椎棘突间撑开器可以为腰椎退行性疾病的治疗提供了生物力学依据,为预防临椎病贡献了理论参考。②在后伸状态下,L_3-4椎体植入撑开器后的椎体活动度明显小于植入前(P < 0.05),L_2-3、L_4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异无显著性意义(P > 0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L_2-3、L_3-4、L_4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。在后伸状态下,L_3-4椎体植入撑开器后的椎间盘压力明显小于植入前(P < 0.05),L_2-3、L_4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异无显著性意义(P > 0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L_2-3、L_3-4、L_4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。③结果表明,国产新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性均从三维有限元分析和体外动物腰椎标本实验得到了有力验证,为国产新型棘突间撑开器的活体动物实验、临床实验、临床应用以及临床生产提供了有力的依据。 ORCID: 0000-0001-6432-9794(王宝东) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

双侧钉棒及同侧单钉棒置入内固定的生物力学比较

背景：腰椎失稳、腰椎滑脱等腰椎退行性疾病常常需要实施腰椎融合,其目标是稳定脊柱,但究竟采取何种内固定方式仍存在争论。 目的：比较单侧与双侧经椎间孔减压椎体间融合治疗腰椎退行性病变的生物力学差异。 方法：人新鲜尸体腰椎标本6具,L4~5模拟微创经椎间孔减压椎体间融合,根据不同的内固定组合方式分为2组,即双侧钉棒组及同侧单钉棒组。在生物力学试验机上测量各种固定方式不同工况下的运动范围(ROM值),并进行比较。 结果与结论：以完整的腰椎运动单元为参照,两固定组的ROM值均低于对照组(P < 0.05)。其中双侧钉棒组在各工况下ROM值均显著低于同侧单钉棒组(P < 0.05)。提示在生物力学实验中,单侧椎弓根螺钉固定椎间融合生物力学性能优良,刚度适中,腰椎可获得可靠的稳定性。但与双侧钉棒固定比较,单钉棒方式仍然存在差距。     

腰椎棘突间Coflex动态固定的三维有限元分析

目的比较腰椎棘突间Coflex动态固定、单纯减压及坚强固定术后各节段活动度及椎间盘应力,分析Coflex系统的生物力学特点。方法运用三维有限元方法建立正常成人腰骶椎模型,及开窗减压、棘突间Coflex动态固定、椎弓根钉棒坚强固定模型,约束骶骨及髂腰韧带,施加500N预载荷和7.5Nm运动附加力,测量腰椎节段各方向的活动度及椎间盘应力。结果 Coflex固定模型活动度和椎间盘应力分别为,植入节段(L4/5):前屈3.15°,2.571MPa,后伸1.21°,2.109MPa;上位邻近节段(L3/)4:前屈3.46°,2.001MPa,后伸2.75°,3.149Mpa;下位邻近节段(L5S1):前屈3.22°,2.681MPa,后伸2.46°,3.812MP。结论 Coflex动态固定可保留植入节段部分活动度并减低其椎间盘应力,而对相邻节段活动度及椎间盘应力无明显影响。     

棘突间融合装置联合椎体间融合对下腰椎稳定性影响的三维有限元研究

目的探讨棘突间融合装置联合椎体间融合时对下腰椎稳定性的影响。方法在健康成年男性L4-5节段CT扫描图像的基础上,利用软件Simpleware4.2、GeomagicStudio10.0及Abaqus10.0建立L4-5有限元模型(INTACT)。验证模型有效性后建立单侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合(UPS)、双侧椎弓根螺钉/钛棒固定联合椎间融合(BPS)和棘突间融合装置固定联合椎间融合(ISF)三种手术模型。对各模型实加500N预载荷的同时以2N.m为间隔,自2N.m开始逐级累加至最大10N.m,观测其应力分布、相邻节段的角位移。结果各工况下三种手术组的角位移(ROM)均较INTACT组明显减小,减小的程度BPS最高,而ISF除右侧弯方向上均高于UPS;三种手术组范氏应力云图显示,BPS组与ISF组相似,UPS组存在较高的应力集中,范式应力峰值无论在椎间融合器还是在内固定器械上由大到小依次均为:UPS>ISF>BPS。结论 ISF联合椎间融合能够为下腰椎脊柱重建提供适度且足够的稳定性,因而可以为下腰椎退行性疾病的治疗提供一种新内固定选择。     

支架-骨粒-可吸收骨水泥式腰椎间融合术的有限元分析

目的采用有限元分析方法研究镍钛记忆合金支架-自体骨粒-可吸收骨水泥式腰椎间融合术的生物力学性能。方法依次建立正常L3～5节段有限元模型(M0)、盒状融合器模拟植入的L4～5椎间融合术模型(M1)、镍钛记忆合金支架模拟植入的L4～5椎间融合术模型(M2)以及镍钛记忆合金支架模拟植入复合骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨的L4～5椎间融合术模型(M3)。对模型进行力学加载,分析各模型生物力学稳定性和L4椎体下终板的峰值应力。结果 M1、M2模型L4～5节段在前屈、后伸、侧屈、轴向旋转方向上的活动度较M0模型明显降低。在M3模型中,手术节段稳定性进一步提高,且L4下终板峰值应力远小于M1、M2模型。结论镍钛记忆合金支架与传统盒状融合器在单独用于腰椎间融合术时具有生物力学等效性,在复合应用骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨后能进一步提升稳定性及降低终板应力。     

单侧双通道内镜下经椎间孔腰椎椎间融合术的研究进展

单侧双通道内镜下腰椎椎间融合术是采用双通道在持续冲洗及内镜直视下行腰椎椎体间减压及融合的手术,具有手术器械简单、操作灵活性强、创伤小、学习曲线相对平缓等优势,常应用于腰椎间盘突出、椎管狭窄及腰椎滑脱等腰椎退行性疾病。随着该术式在脊柱疾病中的广泛应用,一些潜在的优势及不足也逐渐被发现。单侧双通道内镜下腰椎椎间融合术的手术入路有两种：后路腰椎椎体间融合术（PLIF）和经椎间孔腰椎椎体间融合术（TLIF）。目前研究较多的是TLIF,本文就单侧双通道内镜下经椎间孔腰椎椎间融合手术在腰椎退行性疾病中的临床疗效进行阐述。     

腰椎棘突间非融合植入物的特点及生物力学特性

背景：非融合技术可以避免椎间盘髓核摘除和脊柱融合固定治疗椎退行性病变导致的椎间盘丧失原有的生物力学功能或加剧蜕变。 目的：总结各种腰椎棘突间非融合植入物特点、疗效及置入后生物力学的变化。 方法：作者检索1990/2012 PubMed数据库及中国知网数据库检索与腰椎棘突间非融合植入物治疗脊柱退行性病变的相关研究。 结果与结论：共纳入31条文献。棘突间非融合植入物能撑开病变节段棘突间隙,防止过度后伸,从而增加相应水平椎管横截面积和椎间孔高度,降低椎间盘负荷和小关节负荷,控制异常活动,保持运动功能来预防邻近节段退变,使失稳的腰椎达到正常状态的活动特性,实现动态重建腰椎序列。腰椎棘突间植入物可根据其特性及作用特点分为静态和动态两类,分别以X-STOP和Coflex为代表。由于不同的腰椎棘突间非融合植入物具有不同的特点,因而适应症状有所不同,应通过鉴别患者的不同发病原因,选择最合适的棘突间非融合器械进行个体化治疗,使其植入后更加符合生理情况应力分布。关键词：腰椎棘突间非融合植入物;腰椎退行性病变;生物力学;医学植入物;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.17.036     

腰椎单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合的生物力学研究

目的：分析腰椎单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合的生物力学性能,为临床应用提供理论依据.方法：采用6具新鲜成人脊柱腰骶段（L3～S1）标本,分别测试8 Nm载荷情况下完整标本（正常组）、单侧椎弓根螺钉内固定（螺钉组）、单侧椎弓根固定并单侧椎板减压（减压组）和单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合（融合组）等四种状态下固定椎体的活动范围,并比较其生物力学的稳定性.结果：在8 Nm的纯力矩偶载荷下,减压组的屈伸、侧弯和旋转等3种活动范围均最大,其余按活动范围由大到小依次为正常组、螺钉组和融合组,4组间差异有统计学意义（P＜0.05）;螺钉组和融合组的3种活动范围组间差异无统计学意义（P＞0.05）,但均小于正常组（P＜0.05）.结论：单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合可以提供良好的生物力学稳定性,可作为腰椎退行性疾病的治疗选择.     

椎间植骨融合效果与腰椎前柱组织结构及生物力学的关系

背景：腰椎融合后,椎间植骨融合率低,是临床上亟待解决的问题。 目的：阐述椎间植骨融合效果与腰椎前柱的关系,分析其组织结构及生物力学发生改变后对椎体间植骨融合效果的影响。 方法：电子检索CBM/CNKI(2000/2010)和计算机Medline数据库(1995/2010)收录的腰椎椎间植骨融合的相关综述和论文报告,找出并分析其中与前柱结构及生物力学相关的研究进展。 结果与结论：腰椎前柱的完整性及生物力学的稳定性对椎间植骨融合的效果有显著的影响。在腰椎前路间盘切除及腰椎前柱爆裂骨折撑开内固定中,应该着重保护好椎体前柱结构及血运,尽量恢复腰椎前柱结构的完整性及稳定性,维持腰椎正常的生物力学环境,以期达到理想的椎间融合效果。     

原位及复位融合腰椎滑脱的三维有限元分析

背景：由于脊柱结构复杂,对复位或原位融合后融合的腰椎节段应力分布变化特点的精确生物力学分析一直是个难点。 目的：通过建立L₄/₅节段退变性滑脱原位椎间融合椎弓根钉内固定和复位椎间融合椎弓根钉内固定的三维有限元模型来比较腰椎滑脱原位融合和复位融合两种手术方式在各种载荷下的生物力学变化及其对腰椎稳定的影响。 方法：根据健康成年男性的下腰椎CT数据,利用mimics,Catia和Patran,Marc等软件建立起L₄/₅节段的三维有限元模型,利用此模型模拟退变性腰椎滑脱,在此基础上建立L₄/₅节段原位椎间融合椎弓根钉内固定和复位椎间融合内固定模型,分析两模型在各种载荷下的应力分布特点,并比较异同。 结果与结论：L₄/₅节段退变性滑脱原位椎间融合椎弓根钉内固定和复位椎间融合椎弓根钉内固定三维有限元模型在前屈后伸侧屈旋转负荷下,该节段各部结构,包括椎体,椎弓根钉内固定器和椎间融合器上的应力变化没有显著差异。两模型都显示椎间融合器和椎弓根螺钉内固定器上分布的应力最大。结果表明退变性腰椎滑脱,行原位椎间融合内固定和复位椎间融合内固定后,复位与否对该节段生物力学没有显著影响。     

单枚Cage 行经椎间孔腰椎椎间融合术的有限元分析

探究单枚融合器行经椎间孔腰椎椎间融合术的植入位置对单侧椎弓根螺钉固定腰椎生物力学特性的影响。本研究建立人体腰椎L_4～5节段融合器不同植入位置的经椎间孔腰椎椎间融合术式模型,采用有限元方法比较分析各模型在前屈、后伸、左右侧弯和左右轴向旋转工况下,腰椎活动范围、椎间融合器和椎弓根螺钉系统的应力分布等生物力学特征。结果表明,各术式模型中融合节段的活动范围均较无损模型至少降低82%,融合节段稳定性显著提高。椎间融合器和椎弓根螺钉的应力分布随工况和融合器放置位置不同而存在差异,融合器距离椎弓根螺钉系统越远,融合器和椎弓根螺钉的等效应力值就越大。因此,从腰椎融合稳定性及内固定应力峰值来看,融合器入路侧植入时融合器和椎弓根螺钉两者结合达到相对较好的术式效果。     

有限元模拟全内镜下精准椎板开窗减压术及生物力学分析

文题释义： 全内镜下精准椎板开窗：在内镜可视下及术中影像学实时监测下,对椎板开窗切除范围精准可控。 有限元分析：是一种采用较简单的小问题来替代较复杂的大问题,从而只需对简单的小问题进行求解的分析方法,可对脊柱的形状、材料属性及边界条件等进行描述,是一种研究人体力学的有效科学手段。 背景：目前内镜微创减压手术已应用于腰椎管狭窄症的治疗,但对镜下精准椎板开窗范围的研究较少。 目的：利用退变腰椎有限元模型,评估分析全内镜下不同分区精准椎板开窗减压手术对腰椎活动度及应力分布的影响。 方法：随机选取1名腰椎管狭窄症患者,采集CT数据,使用相关生物力学软件建立腰椎L_4-5节段有限元模型(M1),并进行有效性验证。继而有限元模拟内镜可视下精准椎板开窗减压手术,结合腰椎管狭窄症临床病理分型,建立椎板开窗减压相应范围L_4-5节段手术模型,分别为L₄椎板下缘+L_4-5关节突关节部分切除模型(M2)、L_4-5部分关节突关节+L₅椎板上缘切除模型(M3)、L₄椎板下缘+L_4-5部分关节突关节+L₅椎板上缘切除模型(M4)、L₄椎板下缘+L_4-5部分关节突关节+L₅椎板上缘+ Over-the-Top对侧部分关节突切除模型(M5)及L₄椎体下缘+L_4-5关节突关节1/2以上+L₅椎板上缘切除模型(M6)(以上椎体均保留峡部,除M6外,关节突关节均保留50%以上的关节面)。分别对完整脊柱(M1)及5种模拟手术模型(M2、M3、M4、M5、M6)施加相同载荷边界条件,进行前屈、后伸、左/右侧弯、左/右旋转6种工况下腰椎活动度及椎间盘等效应力的对比分析。 结果与结论：①与完整脊柱M1模型比较,M2、M3、M4及M5模型在各工况下活动度值相近,但M6模型的活动度值较M1明显增大,为M1活动度的151%-264%,特别是后伸和旋转工况为甚;②在椎间盘等效应力方面,M2、M3、M4及M5模型在椎间盘前区、左/右区工况下等效应力上升趋势不明显,在椎间盘后区、中区等效应力有所增加,最大增加幅度达53%,但未出现较大应力集中的情况;而M6模型椎间盘各区域等效应力均出现较大程度上升趋势,特别在前屈工况下最大达完整退变模型(M1)的3倍;③结果表明,过大椎板开窗明显影响腰椎稳定性,同时相应节段椎间盘应力增加,易加速椎间关节退变。内镜微创减压手术精准可控,针对不同类型腰椎管狭窄症采用个性化治疗方案,保证减压效果的同时,可有效维持手术节段的生物力学特性。 ORCID: 0000-0001-8935-3117(蒋强) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

肾型n-HA/PA66腰椎间融合器在经椎间孔腰椎椎体间融合术中的有限元分析

目的　设计一种新型的“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器(cage),通过三维有限元分析,研究其在经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)中的生物力学特性。 方法 建立正常人体L3-L5节段三维模型,模拟经椎间孔腰椎椎间融合术,采用有限元分析方法进行应力分析,比较肾型与子弹头型n-HA/PA66腰椎间融合器应力分布的差异。 结果　在前屈、后伸、左右旋转工况下两种不同cage的TLIF手术模型对比,子弹头型cage最大应力分别为32.8、32.8、31.4、31.3、32.8、34.2 MPa,肾型cage最大应力分别为13.2、11.4、10.9、10.1、11.7、11.1 MPa;而且肾型cage应力集中区域小于子弹头型cage。 结论　肾型n-HA/PA66腰椎间融合器固定的椎体应力分布小而均匀,理论上可有效降低cage沉降率。     

三维有限元模型分析3种内固定方式治疗严重腰椎不稳定型骨折的生物力学特点

背景：严重腰椎不稳定型骨折的内固定修复方法未形成统一的观点。 目的：应用三维有限元模型对比分析不同内固定方式治疗严重腰椎不稳定型骨折的生物力学性能。 方法：选取1个健康成年志愿者,用CT图像和Mimics软件建立T12~L2椎体三维模型,模拟L1椎体爆裂性骨折,并分别模拟后路减压短节段椎弓根钉固定、前路减压钛网置入内固定和后路减压内固定+前路椎体次全切除钛网置入内固定3种治疗方法。将模型导入到有限元分析软件Abaqus,施加约束和载荷分别加载260 N压力和10 N•m转矩,模拟3种模型在不同工况下的椎体位移、应力传导情况,以及前后路固定器械的受力情况。 结果与结论：从椎体位移分布情况来看,前后联合内固定方式下的位移要较其他两种内固定方式小。从应力分布情况来看,前后联合内固定方式更加符合载荷分布原则。从生物力学角度来看,前后联合内固定方式优于其他两种内固定方式。     

一种兔腰椎间融合模型的建立及效果评价

目的　利用兔腰椎骨性结构测量数据建立一种稳定的腰椎椎体间植骨融合模型,为组织工程学研究提供标准化的模型参考。 方法　选用健康新西兰大白兔（2~2.5 kg）44只,随机分为A、B、C、D四组, A组（n=10）用于解剖进行腰椎椎体测量,B组（n=12）行L4/5椎体间椎骨融合术加内固定;C组（n=12只）行L4/5椎体间植骨融合术未进行内固定,D组（n=10）行单纯显露加横突破坏。B、C、D 3组造模后4周行X线检查,术后12周取标本进行大体观察、Micro-CT、生物力学及组织学切片检查。 结果　B组仅出现1例因固定螺钉进入椎管导致脊髓损伤造成双下肢瘫痪。手触法检测B组融合率为100%（12/12）,C组融合率为75%(9/12),D组标本未见椎间盘损伤及间隙破坏。影像学B组植入骨块位置明显优于C组,融合评分明显高于C组（P<0.05）。组织学提示B、C两组椎体间融合部位均可见新生软骨,C组中可见植骨块脱出后形成软组织空腔。生物力学显示B组最大载荷显著高于C组（P<0.05）。 结论　在兔腰椎解剖基础上进行兔腰椎间植骨融合模型制作是安全、可靠的。内固定装置可以为椎间植骨块提供稳定的融合空间,防止植骨块脱离融合位置,有助于提高该模型的融合效率。