椎弓根单向螺钉及万向螺钉置入内固定修复腰椎骨折的生物力学比较

摘要

背景：已有研究对腰椎骨折的固定方式进行了三维有限元分析,但关于腰椎骨折椎弓根螺钉内固定三维有限元分析的研究不多。目的：以有限元法分析腰椎椎弓根单向螺钉及万向螺钉置入内固定修复腰椎骨折的生物力学特点。方法：建立腰椎骨折椎弓根单向螺钉及万向螺钉内固定模型,以三维有限元法分析正常腰椎模型、腰椎骨折椎弓根单向螺钉及万向螺钉内固定模型的最大轴向位移、最大弯曲度、椎弓根螺钉固定系统上的最大应力以及椎间盘的最大应力,并进行对比分析。结果与结论：1单向钉固定组和万向钉固定组在前屈、后伸、左侧弯和右侧弯时的最大轴向位移均明显低于正常腰椎组（P〈0.05-0.01）,万向钉固定组在以上各方位的最大轴向位移均低于单向钉固定组;2单向钉固定组和万向钉固定组在各方位的最大弯曲度均明显低于正常腰椎组（P〈0.05-0.01）,万向钉固定组在各方位时的最大弯曲度均低于单向钉固定组;3万向钉固定组在各方位时椎弓根螺钉固定系统上的最大应力均低于单向钉固定组（P〈0.05-0.01）;4单向钉固定组和万向钉固定组在各位置动作时椎间盘的最大应力分布均明显低于正常腰椎组（P〈0.05-0.01）,万向钉固定组在各方向动作时椎间盘的最大应力分布低于单向钉固定组;5结果表明,腰椎骨折椎弓根单向螺钉和万向螺钉内固定均可以承载大部分应力,明显降低腰椎的最大轴向位移、最大弯曲度、椎弓根螺钉固定系统上的最大应力以及椎间盘的最大应力,其中万向螺钉的内固定稳定性优于单向螺钉。