腰椎弹性内固定对邻近椎间盘应力影响的比较分析

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1、腰椎弹性内固定对邻近椎间盘应力影响的比较分析作者：冯伟，靳安民，方国芳，于博，王宇，薛剑【摘要】[目的]分析自行研制腰椎“U”形弹性内固定对邻近节段椎间盘应力的影响。[方法]采用有限元方法分别建立腰椎弹性内固定及刚性内固定术后三维有限元模型，施加垂直压缩、前屈、后伸、侧屈及旋转等各种生理载荷,观察两种模型不同载荷时邻近节段椎间盘的应力变化。[结果]在各种载荷下弹性内固定后邻近节段椎间盘的平均有效应力均小于刚性内固定，椎间盘后外侧更加明显，差异均有统计学意义(P<0.05)。[结论]腰椎“U”形弹性内固定与刚性内固定相比，术后能明显降低邻近节

2、段椎间盘内应力，有利于减少和预防邻近节段退变，有望成为进行腰椎内固定较好的一种装置。.L.编辑。【关键词】弹性内固定;椎间盘;有限元分析;生物力学　　Abstract:[Objective]ToanalyzethechangeofintervertebraldiscVonMisesstressontheadjacentsegmentafter“U”shapedynamicfixationforlumbarentmethod.[Method]Thethree-dimensionalfiniteelementmodelsofthelumbardyna

3、micfixationandrigidfixationics11.11andAbaqus6.51softenteshearingloadof500N,theintervertebraldiscVonMisesstressoftheadjacentsegmentinthedynamicfixationmodelodelunderaxialpressive,flexion,extension,lateralbending,androtationforces,especiallyatlateraloftheintervertebraldisc，andt

4、hereicfixationgroupandrigidfixationgroup(P<0.05).[Conclusion]Inparisonbar“U”shapedynamicfixationsystemmaybeabetterfixationinstrumentforthelumbardegenerativedisease,ent.　　Keyicfixation;intervertebraldisc;finiteelementanalysis;biomechanics　　脊柱融合坚强内固定是目前针对腰椎退行性疾病手术治疗的主要方法，但其术

5、后所造成的邻近节段退变越来越引起人们关注[1]。术后可出现新的症状，常需二次手术治疗，给患者带来较大的痛苦及经济负担，有.L.编辑。　　3讨论　　近年来，随着脊柱外科技术的发展和脊柱内固定器械的日益成熟，脊柱融合坚强内固定在脊柱退变、创伤和肿瘤的手术治疗中得到广泛应用，它能有效地重建脊柱的稳定性，提高融合率。然而随着临床观察及基础水平的研究发现其术后加速邻近节段的退变，出现相邻节段的病理变化，小关节肥大及椎间盘严重退变等并发症，降低了其远期疗效[1]。Chou等[2]随访了32例行腰椎后外侧融合坚强内固定的病例，平均随访56个月，发现有62.5%

6、的病人出现邻近节段的异常表现。陈君生等[4]通过对107例腰椎骨折及腰椎滑脱病人行坚强固定融合术后进行随访6～24个月发现，随访时间越长，出现邻近节段加速退变及腰部疼痛等症状越重。Ghiselli等[5]回顾了215例后路腰椎坚强内固定患者，平均随访6.7年，采用生存分析预测邻近节段出现有症状的退变而需减压及融合者，5年达16.5%，10年达36.1%。　　表2各种载荷下L3、4椎间盘平均有效应力(n=160，MPa，x±s)组别垂直压缩前屈后伸侧屈旋转弹性内固定4.81±4.24△9.82±3.5811.23±5.196.96±2.2813.3

7、3±6.32刚性内固定5.98±4.94△11.75±7.0414.83±7.138.49±5.0817.86±10.59t值2.2603.0925.1633.4894.641P值0.0130.0000.0000.0000.000△表示垂直压缩时应力值单位为10-4MPa图2不同载荷下两模型L3、4椎间盘各部应力大小比较图2a垂直压缩时两模型L3、4椎间盘各部应力比较图2b弹性内固定模型在不同载荷下L3、4椎间盘各部应力比较图2c刚性内固定模型在不同载荷下L3、4椎间盘各部应力比较因此，如何减轻脊柱坚强内固定术后邻近节段退变，减少术后并发症的发生

8、已成为研究热点。一些临床观察和基础研究已经发现内固定强度越大，邻近节段越易出现退变，可见术后邻近节段退变与坚强内固定的使用不无关系。基于