腰椎小关节力学机制的有限元分析

目的研究腰椎小关节在各种形式负荷作用下的承载功能。方法取青壮年男性新鲜尸体的L4-L5运动节段标本,经螺旋CT扫描得到断面图像,在ANSYS软件中建立L4-L5节段的三维有限元模型。对模型施加400N轴向压缩载荷和/或8Nm前屈、后伸、左右侧弯弯矩和左右轴向旋转力矩,测量分析小关节面所受的压力。分析各种加载方式下小关节面的接触应力,评价小关节的承载功能。结果L4-L5小关节约承受轴向压缩载荷的20%。前屈时小关节受力减小,后伸时受力增大;侧弯时对侧小关节受力增大,同侧小关节受力减小;轴向旋转时同侧小关节不受力,对侧小关节则受力极大。结论腰椎小关节具有重要的承载功能,临床上应注意保护和维持小关节的完整性。