骨水泥量及分布对椎体成形术后相邻椎体生物力学影 响的三维有限元分析

目的利用三维有限元分析骨水泥量及分布对相邻椎体生物力学的影响。方法通过CT数据,利用Mimics10.0、Geomagic studio 11.0、Hyper Mesh l1.0、Abaqus 6.9有限元分析软件,建立骨质疏松性椎体模型,根据骨水泥量及分布方式建成有限元模型,施加载荷,测量相邻椎体应力分布变化情况。结果垂直载荷下,T12椎体皮质骨等效应力在单侧2 ml骨水泥灌注中较高为29.49 MPa;下终板所受应力在单侧偏中4 ml骨水泥灌注中较高为3.93 MPa。L2皮质骨等效应力在单侧骨水泥灌注较高为15.29 MPa;上终板所受应力在单侧偏中2 ml骨水泥灌注中较高为4.53 MPa。侧屈载荷下,T12椎体皮质骨所受等效应力在单侧偏中4 ml骨水泥灌注较高114.83 MPa;下终板所受应力在双侧骨水泥4 ml灌注中较高为8.62 MPa。L2椎体皮质骨所受等效应力在单侧偏中4 ml骨水泥中较高为96.41 MPa;上终板所受应力在单侧偏中4 ml骨水泥灌注中较高为9.80 MPa。旋转载荷下,T12椎体皮质骨所受等效应力在单侧2 ml骨水泥灌注中较高为119.42 MPa;下终板所受应力在单侧2 ml骨水泥灌注中较高为8.77 MPa。L2椎体皮质骨所受等效应力在单侧2 ml骨水泥灌注中较高为146.31 MPa;L2上终板所受应力在单侧2 ml骨水泥灌注中较高为7.84 MPa。结论骨水泥量及分布是相邻椎体发生骨折的一个重要因素,但与椎体所受力学载荷方向也密切相关。