侧前方入路一体式可撑开可复位椎间融合器的生物力学特征

背景:体外实验证实,采用的一体式椎间融合器虽可以从侧方置入,但其置入体内后不具有调节椎间融合器高度的能力和调节腰椎滑移的复位功能。基于以上原因,课题组设计了一种新型的侧前方入路一体式可撑开可复位椎间融合器(OLIF+IERC),并不断深入研究其生物力学性能。目的:探究OLIF+IERC模型,相比于正常腰椎有限元模型、传统的单纯斜前方腰椎椎间融合术(oblique lumber interbody fusion,OLIF)无螺钉固定系统(Stand-alone OLIF)模型、OLIF联合后路双侧椎弓根钉棒固定(OLIF+BPS)模型的生物力学性能差异。方法:对已建立并验证有效的正常模型(L_(3)-S_(1))进行适当的修改,建立3种OLIF手术有限元模型:Stand-alone OLIF模型、OLIF+BPS模型及OLIF+IERC模型。通过对各模型施加500 N的随动载荷和不同方向上(前屈、后伸、侧弯、轴向旋转)7.5 N·m的力矩载荷,比较不同模型的各生物力学指标差异。结果与结论:①对于L_(4)-L_(5)的运动范围、融合器上最大应力及最大终板应力:OLIF+IERC模型在轴向旋转时低于其他手术模型,Stand-alone OLIF模型在各运动姿态下均最高,OLIF+BPS模型在前屈、后伸及侧弯时最低;②综合分析得出:OLIF+IERC模型的生物力学稳定性、抵抗椎间融合器沉降和椎间盘高度降低的能力,在各运动姿态下均优于Stand-alone OLIF模型,在轴向旋转的运动姿态下优于OLIF+BPS模型;③研究建议:腰椎退行性患者在今后进行手术治疗时,可以考虑采用OLIF联合一体式可伸缩可复位融合器固定的手术方式。该研究为腰椎退行性疾病的治疗提供了有价值的参考。

腰椎间盘退变与侧前方入路腰椎椎体间融合术(OLIF)的生物力学研究

目的将正常腰椎、腰椎退变和腰椎融合相结合,全面分析它们之间的生物力学关系。方法建立正常腰椎(L3~S1)有限元模型,并对其进行验证。然后通过改变正常腰椎模型的几何形态(椎间隙高度,前缘骨赘尺寸,椎间盘面积)以及退化节段的重要组织(髓核、纤维环基质和终板)的材料属性,建立3种腰椎退变模型(轻度、中度和重度),其中L4~5为退变节段。

运动加载方式对颈椎间盘退变后小关节力的影响

目的应用有限元法确定运动加载方式对颈椎间盘退变后小关节力的影响。方法建立了正常颈椎(C3~7)有限元模型,并对其进行了验证。然后,通过改变正常颈椎模型的几何形态(椎间隙高度、前缘骨赘的大小、终板硬化程度)以及退化节段的重要组织(髓核、纤维环基质和终板)的材料属性,分别对轻度、中度和重度退变的颈椎进行模拟,其中C5~6节段为退变节段。在随动压缩载荷下(73.6 N),对所有模型施加1 N·m力矩以确定颈椎的运动范围、小关节力和小关节应力分布。