斜外侧入路椎间融合术不同内固定方式的有限元分析

摘要

目的斜外侧入路椎间融合术(OLIF)术中采用何种内固定方式仍然存在一定争议。文中旨在比较OLIF采用不同内固定方式的生物力学稳定性。方法选择1例31岁健康男性志愿者,采用64排螺旋CT扫描其腰椎,通过Mimics 19.0、Geomagic Studio 2013和SolidWorks 2017等软件建立L3-L5的三维模型,并模拟OLIF手术,建立5种不同固定方式的OLIF有限元模型:双侧椎弓根螺钉固定、侧方单钉棒固定、侧方双钉棒固定、侧方单钉棒+同侧关节突螺钉固定、侧方单钉棒+对侧关节突螺钉固定。验证模型有效之后,模拟脊柱前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转运动模式,分析各模型固定节段活动度及应力分布特点。结果在固定节段活动度上,双侧椎弓根螺钉固定效果最好,在6种活动状态下活动度均较小;侧方单钉棒固定在各个方向活动状态下椎体活动度均为最大;侧方单钉棒+同/对侧关节突螺钉和双侧椎弓根螺钉固定活动度类似。在融合器最大应力上,双侧椎弓根螺钉固定除了左侧弯时应力稍大外,其余活动状态时应力均较小;侧方单钉棒+同侧关节突螺钉固定除了在后伸时融合器应力较大外,余各方向活动时应力均较小;侧方单钉棒+对侧关节突螺钉固定除了前屈时应力稍大外,其余方向活动应力均较小。在内固定最大应力上,双侧椎弓根螺钉固定在各个方向活动时内固定应力均最小;侧方单钉棒+对侧关节突螺钉次之,最大应力出现在前屈和右侧弯(123.05 MPa、91.74 MPa)。结论在OLIF术中,双侧椎弓根螺钉固定的生物力学效果最好,侧方单钉棒+对侧关节突螺钉的固定效果和双侧椎弓根螺钉相似,且临床操作较为简便,手术损伤相对较小,为临床选择提供了参考价值。