前后聯(lián)合經(jīng)傷椎單節(jié)段加壓融合治療胸腰椎骨折有限元分析.pdf

1、目的: 應(yīng)用三維有限元模型對一種新的治療胸腰椎骨折的方法-前路異體皮質(zhì)骨支撐后路經(jīng)傷椎單節(jié)段加壓融合法的生物力學(xué)性能進(jìn)行分析。 方法: 選取一無慢性腰背痛及胸腰椎外傷史的青年志愿者(男，20歲)，先行x線檢查，初步排除脊柱疾患的存在，用MRI機(jī)對胸腰段進(jìn)行層厚1mm的連續(xù)掃描，利用MRI圖像和Simpleware軟件建立T12-L2椎體三維模型，模擬L1椎體骨折，并分別模擬后路短節(jié)段椎弓根釘固定(PF)、前路植骨

2、內(nèi)固定(AF)和前路異體皮質(zhì)骨板支撐后路經(jīng)傷椎單節(jié)段加壓融合(CF)三種治療方法，將三種模型分別導(dǎo)入Ansys8.0有限元分析軟件，加載500N壓力和10NM扭矩，模擬人胸腰部正常生理屈伸，左右側(cè)彎和扭轉(zhuǎn)，比較三種模型在不同生理活動下的力-位移和力矩-旋轉(zhuǎn)角度變化，并記錄三種方法固定后椎體結(jié)構(gòu)和內(nèi)固定器械的應(yīng)力分布情況。 結(jié)果: 垂直加壓時CF比通常的PF剛度增加39.6％，比AF剛度增加11.3％；屈曲情況下，CF旋轉(zhuǎn)

3、角度比PF減小25.2％，比AF減少7.1％；右側(cè)彎時CF旋轉(zhuǎn)角度比PF減小39.5％，比AF減少46.2％；左、右扭轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)角度比PF分別減小62.0％和57.5％，比AF減少66.0％和66.8％。PF內(nèi)固定物最大應(yīng)力出現(xiàn)在扭轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，最大值為121Mpa；CF中內(nèi)固定物最大應(yīng)力出現(xiàn)在左側(cè)彎過程當(dāng)中，最大值為81.4Mpa。PF中椎體最大應(yīng)力出現(xiàn)在屈曲過程當(dāng)中，最大值為40.1 Mpa，主要發(fā)生在L1椎體內(nèi)；AF模型中椎體最大應(yīng)力

4、出現(xiàn)在右側(cè)彎過程當(dāng)中，最大值為106Mpa，主要發(fā)生在植入的三面皮質(zhì)髂骨塊內(nèi)；CF模型中椎體最大應(yīng)力出現(xiàn)在左側(cè)彎過程當(dāng)中，最大值為50.6Mpa，主要發(fā)生在植入的皮質(zhì)骨板的左下方，即與L1椎體內(nèi)左側(cè)螺釘?shù)倪B接處。 結(jié)論: 1、采用前路異體骨支撐后路經(jīng)傷椎加壓融合方法，模型在垂直壓縮、屈曲、右側(cè)彎和左右扭轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前路植骨內(nèi)固定和后路短節(jié)段椎弓根釘固定兩種方法；后路短節(jié)段椎弓根釘固定方法在后伸，前路植骨內(nèi)固

5、定法在左側(cè)彎過程中比較穩(wěn)定，有各自優(yōu)勢。但總的來說，對于胸腰椎爆裂骨折，前路異體骨支撐后路經(jīng)傷椎加壓融合方法治療后脊柱更加穩(wěn)定。 2、前路異體骨支撐后路經(jīng)傷椎加壓融合比后路短節(jié)段椎弓根釘固定，通過增加前方植骨，減少了內(nèi)固定的應(yīng)力，降低了內(nèi)固定器械失敗的幾率和應(yīng)力遮擋效應(yīng)，這樣更有利于骨折愈合。 3、植骨區(qū)的最大應(yīng)力，前路植骨內(nèi)固定比前路異體骨支撐后路經(jīng)傷椎加壓融合明顯增高，易出現(xiàn)髂骨塊骨折塌陷，有可能導(dǎo)致遲發(fā)性后凸畸形及