有限元分析改良皮质骨轨迹置钉在腰椎翻修术中的力学性能
Mechanical Properties of Modified Cortical Bone Trajectory Placement in Lumbar Revision:A Finite Element Analysis
目的 利用有限元分析改良皮质骨轨迹置钉(modified cortical bone trajectory,MCBT)、皮质骨轨迹置钉(cortical bone trajectory,CBT)技术在腰椎翻修手术中的力学性能,并分析MCBT相比CBT在翻修手术中的优势.方法 根据CT扫描数据建立L1~5节椎体、终板、纤维环、髓核三维模型,在椎体模型中按传统轨迹(traditional trajectory,TT)椎弓根置钉技术进行置钉,再将TT螺钉去除,保留TT钉道,并用MCBT、CBT螺钉在该椎体上进行翻修置钉,对腰椎重新固定.利用有限元分析MCBT、CBT在翻修手术中的力学性能.结果 在前屈、后伸、侧弯、轴向旋转工况下,CBT翻修组相比对照组运动范围(range of motion,ROM)分别降低12.07%、19.60%、8.72%、7.66%,L3~4椎体间纤维环应力分别增加11.27%、30.43%、35.52%、25.36%,L4~5椎体间纤维环应力分别降低39.84%、52.64%、23.91%、15.77%;MCBT 翻修组相比对照组,ROM 分别降低 13.18%、20.27%、25.63%、8.59%,L3~4 椎体间纤维环应力分别增加10.41%、21.60%、15.83%、18.41%,L4~5椎体间纤维环应力分别降低37.14%、61.94%、39.46%、35.23%;MCBT 翻修组相比 CBT 翻修组 ROM 分别降低 1.26%、0.83%、18.53%、1.00%,L3~4 椎体间纤维环应力分别降低 0.77%、6.77%、14.53%、5.54%,L4~5 椎体应力分别降低 2.82%、15.91%、19.79%、8.75%.在前屈工况下.MCBT翻修组L4~5椎体间纤维环应力相比CBT翻修组增加4.49%,在后伸、侧弯、轴向旋转工况下分别降低19.65%、20.44%、23.11%.结论 采用MCBT、CBT进行椎体翻修时均能够提供满足椎体固定要求的力学性能,并且MCBT的固定性能与安全性能不劣于CBT.研究结果为腰椎翻修术提供了更多的入路选择,在临床中具有一定参考意义.
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