刚性固定和动态固定治疗腰椎峡部裂三维有限元分析

摘要

目的 采用三维有限元分析方法探讨刚性固定和动态固定在腰椎峡部裂治疗中的稳定性、邻近节段退变以及内固定断裂风险问题.方法 选取3例L4椎体双侧峡部裂患者,利用Mimics、Solidworks、HyperMesh等软件构建L4椎体双侧峡部裂骨骼及内固定有限元模型,分别设定刚性固定、动态固定、未固定3种模型,并对模型施加500 N应力和10 N·m扭力弯矩,模拟腰椎在垂直、前屈、后伸、旋转、侧弯5种运动状态,收集腰椎位移、L3～4椎间盘应力、内固定应力数据.结果 相同运动状态下,腰椎位移在垂直、侧屈、旋转状态时动态固定大于刚性固定,但差异均无统计学意义(P>0.05),前屈、后伸状态动态下固定大于刚性固定(P<0.05).邻近节段L3～4椎间盘应力比较:垂直状态下刚性固定与动态固定比较差异无统计学意义(P>0.05);前屈、后伸、侧屈、旋转状态下刚性固定大于动态固定(P<0.05).内固定应力比较:垂直、侧屈、旋转状态下刚性固定均大于动态固定(P<0.05),前屈状态下动态固定与刚性固定比较差异无统计学意义(P>0.05),后伸状态动态下固定大于刚性固定(P<0.05).结论 动态固定节段应力能够达到与刚性固定相似的稳定性;动态固定对邻近节段影响明显减小,可以减少邻椎病的发生;除后伸状态外,断裂风险动态固定均低于刚性固定.