三维有限元法分析不同骨密度对单纯斜外侧腰椎椎间融合后融合器下沉的影响

背景：单纯斜外侧腰椎椎间融合的临床应用受患者骨密度影响较大，但该手术适应的骨密度目前国内外均无相关研究的报道。目的：比较不同骨密度下单纯斜外侧腰椎椎间融合模型的生物力学性能。方法：以健康成年男性志愿者的CT数据为基础，建立L3-S1正常对照有限元模型（M0组）、正常骨密度（T值>-1.0 SD）L4-5单纯斜外侧腰椎椎间融合有限元模型（M1组）、骨量减少（-2.5 SD<T值<-1.0 SD） L4-5单纯斜外侧腰椎椎间融合有限元模型（M2组）和骨质疏松（T值≤-2.5 SD） L4-5单纯斜外侧腰椎椎间融合有限元模型（M3组）。在L3椎体表面施加运动力矩10 N·m来模拟人体6种工况下的腰椎生物力学特性，评估L4-5节段的运动范围及骨性终板和Cage应力分布情况。结果与结论：（1）相同工况下，与M0组相比，M1、M2和M3组L4-5节段活动度均减少，其中以M3组减少幅度最大；（2）在前屈、后伸、左右侧弯工况下，与M0组比较，M1、M2、M3组骨性应力均明显增加；在左右旋转工况下，与M0组比较，M1、M2、M3组骨性终板应力不同程度的增加；相同工况下与M1组比较，M2组骨性终板应力降低不明显，M3组骨性终板应力增加明显；（3）相同工况下与M1组比较，M2组Cage应力降低不明显，M3组Cage应力增加明显；（4）结果提示，骨质疏松患者进行单纯斜外侧腰椎椎间融合手术存在Cage下沉的风险，对于骨密度T值>-2.5 SD的患者行单纯斜外侧腰椎椎间融合手术可以改善生物力学稳定性。