椎体后凸成形椎间盘骨水泥渗漏时行相邻椎体预防性强化的有限元分析

背景:椎体后凸成形术后相邻椎体发生骨折时有报道,很多学者分析椎间盘骨水泥渗漏是相邻椎体继发骨折的重要原因之一。目的:以有限元方法分析椎体后凸成形并发椎间盘骨水泥渗漏时其相邻椎体生物力学的变化,进而分析相邻椎体继发骨折的原因并寻求补救措施。方法:利用MIMICS、ABAQUS等软件重建胸腰段(T11～L2)三维有限元模型,模拟L1椎体骨质疏松性压缩性骨折及椎体后凸成形治疗,观察有无T12～L1椎间盘骨水泥渗漏对骨折相邻椎体的生物力学影响;进一步分别模拟以2,3,4mL骨水泥对T12椎体行预防性强化,观察不同载荷下不同模型整体及各部分的VonMises应力。结果与结论:成功建立了相关三维有限元模型。相邻椎体T12及其下终板的最大应力在T12～L1椎间盘有骨水泥渗漏组比无渗漏组的明显增加;T12椎体不同剂量骨水泥预防性强化后最大应力不同程度降低,且小剂量(2～4mL)骨水泥预防性强化并不明显影响其余椎体、椎间盘的生物力学行为。提示椎体后凸成形并发椎间盘骨水泥渗漏可能会导致相邻椎体继发骨折,同时行相邻椎体预防性强化可能会减少继发骨折的发生。

Finite element analysis of prophylactic reinforcement in adjacent vertebral bodies after kyphoplasty with bone cement leakage into the intervertebral discs