椎弓根骨水泥锚定对椎体成形术治疗Kümmell′s病骨水泥团块稳定作用的有限元分析

【摘要】 目的：采用有限元分析评估椎弓根骨水泥锚定对椎体成形术治疗Kümmell′s病骨水泥团块稳定作用，为Kümmell′s病治疗提供理论依据。方法：提取1名志愿者胸腰段CT薄层扫描数据，应用三维有限元方法建立胸腰段（T12～L2）脊柱Kümmell′s病模型，构建L1前皮质破裂组（A组）、前皮质破裂行骨水泥椎弓根锚定组（B组）、前皮质完整组（C组）、前皮质完整行椎弓根骨水泥锚定组（D组）。对所有模型L2椎体下终板进行完全固定，同时对T12上终板施加500N的轴向、前屈、后伸、左侧屈、右侧屈方向载荷以及10N·m的左旋转、右旋转扭矩载荷，统计分析在不同运动方向上四组模型中心骨水泥团块以及B组、D组的椎弓根骨水泥锚定棒的最大位移值和最大应力值，并且对椎弓根骨水泥锚定棒变形程度进行观察。结果：在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈载荷方向上，B组骨水泥块最大位移值均小于A组，在轴向、左旋转、右旋转载荷方向上，B组均大于A组；除轴向载荷以外，D组骨水泥块最大位移值均大于C组；在轴向、前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转、右旋转载荷方向上，D组骨水泥椎弓根锚定棒最大应力值均大于B组；在前屈、后伸方向载荷下，D组椎弓根锚定棒最大位移值均小于B组，其他载荷方向D组均大于B组。B组、D组中骨水泥椎弓根锚定棒在轴向、前屈、后伸、左侧屈、右侧屈方向载荷下均无较大的变形，在左旋转、右旋转载荷下均出现较大变形。结论：椎体成形术治疗病椎前皮质破裂Kümmell′s病时，椎弓根骨水泥锚定可对椎内中心骨水泥团块起到稳定作用，但椎弓根骨水泥锚定棒在人体脊柱左右旋转运动时存在断裂可能；对于椎体前皮质完整的Kümmell′s病，椎弓根骨水泥锚定在力学上并不能增加中心骨水泥团块的稳定性。