个体化颈椎椎间融合器的三维有限元分析

摘要

目的 探讨个体化颈椎椎间融合器(个体化Cage)的即刻稳定性及防下沉性能.方法 提取1例神经根型颈椎病患者的颈椎CT骨三维数据,通过三维有限元前处理软件设计个体化Cage结构模型,使用三维有限元分析软件进行个体化Cage的有效性、即刻稳定性及防下沉性能分析.结果 有限元模型在轴向压缩位移模拟上的预测结果与体外实验数据及学者们所建模型的预测结果无明显差异(P>0.05),而颈椎运动范围(ROM)角度模拟失真(P<0.05).在轴向压缩、前屈、后伸及侧弯运动下,个体化Cage植入后C6椎体轴向压缩位移均明显减少,C6皮质骨与松质骨强度值得到提升(P<0.05);颈椎前屈、后伸及侧弯运动时刚度值明显增高(P<0.05),而在轴向压缩运动时刚度值无明显变化(P>0.05).个体化Cage植入后,各结构在各方向颈椎运动中的最大Von-Mises应力均较前明显提升(P<0.05);应力云图可见C5、C6及个体化Cage均有应力集中区域,其压缩位移波动于0.03～0.11 mm之间.结论 个体化Cage具有良好的即刻稳定性及防下沉性能.