腰椎微創(chuàng)TLIF不同內(nèi)固定解決方案的有限元分析.pdf

1、研究目的：
　　 采用三維有限元分析法比較腰椎微創(chuàng)TLIF采取不同后路內(nèi)固定方式的應(yīng)力分布情況和穩(wěn)定性情況。
　　 研究方法：
　　 1、以三維有限元法建立L3-4椎體完整模型，并在此模型上建立UPS+TLIF、UPS+CFS+TLIF和BPS+TLIF三種內(nèi)固定方式有限元模型。
　　 2、模擬人體的站立、前屈、后伸、左右側(cè)彎和左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，記錄椎體內(nèi)部和內(nèi)固定物的應(yīng)力變化以及不同腰椎模型的活動(dòng)范圍。

2、r>　　 研究結(jié)果：
　　 1．椎弓峽部是椎體后方結(jié)構(gòu)中應(yīng)力最集中的部位，在后伸位時(shí)應(yīng)力達(dá)到峰值。軸向負(fù)荷下椎弓峽部前方皮質(zhì)骨應(yīng)力明顯高于后部皮質(zhì)骨。
　　 2．椎體后方結(jié)構(gòu)的應(yīng)力云圖顯示BPS+TLIF模型應(yīng)力分布最為對(duì)稱，UPS+CFS+TLIF模型應(yīng)力集中于左側(cè)（關(guān)節(jié)突螺釘側(cè)），而UPS+TLIF模型應(yīng)力集中于右側(cè)（椎弓根螺釘側(cè)）。
　　 3．UPS+TLIF模型載荷集中于椎弓根螺釘固定側(cè)，椎體的應(yīng)力分布

3、存在明顯的不對(duì)稱性，會(huì)帶來(lái)偏心性運(yùn)動(dòng)。
　　 4．從后方內(nèi)固定物所承受的應(yīng)力峰值來(lái)分析，可以發(fā)現(xiàn)UPS+TLIF模型應(yīng)力峰值最大，其次是BPS+TLIF模型，再次是UPS+CFS+TLIF模型。從整體上看，UPS+TLIF模型在后伸和左彎狀態(tài)下最大應(yīng)力明顯超過了鈦合金的屈服強(qiáng)度。
　　 5．BPS+TLIF模型顯示Cage右側(cè)（關(guān)節(jié)突切除側(cè)）應(yīng)力相比左側(cè)要高。
　　 6．三種內(nèi)固定方式中，UPS+TLI模型活動(dòng)度

4、最大，尤其在后伸和左彎狀態(tài)，UPS+CFS+TLIF模型與BPS+TLIF模型有相似的穩(wěn)定性。
　　 研究結(jié)論：
　　 1．椎弓峽部裂可能是長(zhǎng)期的局部高負(fù)荷導(dǎo)致的慢性應(yīng)力性骨折。臨床中應(yīng)注意不全椎弓峽部裂的發(fā)生，尤其是前方皮質(zhì)骨斷裂而后方皮質(zhì)骨尚完整的可能。
　　 2．UPS+TLIF模型存在應(yīng)力分布明顯不對(duì)稱和伴發(fā)的偏心運(yùn)動(dòng)，并且在后伸和左彎狀態(tài)下內(nèi)固定物的最大應(yīng)力明顯超過了鈦合金的屈服強(qiáng)度，可能更容易發(fā)生內(nèi)固

5、定失敗。UPS+CFS+TLIF模型的關(guān)節(jié)突螺釘可以有效的減少右側(cè)內(nèi)固定物的最大應(yīng)力峰值，能很好地保護(hù)右側(cè)椎弓根螺釘和內(nèi)固定棒，并且關(guān)節(jié)突螺釘?shù)膽?yīng)力峰值不超過鈦合金的屈服強(qiáng)度。
　　 3．后路內(nèi)固定后椎體的應(yīng)力會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，不同的內(nèi)固定方式會(huì)帶來(lái)椎體后方結(jié)構(gòu)不同的應(yīng)力分布，UPS+CFS+TLIF模型集中于關(guān)節(jié)突螺釘固定側(cè)（左側(cè)），而UPS+TLIF固定模型應(yīng)力集中于椎弓根螺釘側(cè)（右側(cè)），可能導(dǎo)致不同的鄰近節(jié)段退變。