腰椎皮质骨钉道螺钉在骨质疏松症患者中应用的三维有限元分析

目的比较椎弓根皮质骨钉道(cortical bone trajectory,CBT)螺钉和传统椎弓根钉道(traditional trajectory,TT)螺钉抗拔出力、螺钉及椎体稳定性的差异。方法回顾性选取复旦大学附属华山医院2015年3月至9月骨质疏松症患者7例,年龄57～63岁,平均(61.4±3.1)岁,均为女性,骨密度T值均<-2.5 SD。使用Mimics和Abaqus 6.9建立L4椎体模型,选用TT螺钉(直径为6.5 mm、长度为45 mm)和CBT螺钉(直径为5.0 mm、长度为35 mm)模拟置钉,分析并比较两种螺钉的轴向抗拔出力、上下左右载荷情况下螺钉载荷位移比及前屈后伸、轴向及侧屈旋转工况下椎体载荷位移比情况。结果 CBT螺钉组的抗拔出力[(1 013.2±279.1)N]较TT螺钉组[(1 277.1±331.3)N]高出26.04%(t=3.128,P=0.024)。CBT螺钉组在受到上下左右应力时载荷位移比明显大于TT螺钉组(t=3.217,P=0.021;t=3.216,P=0.021;t=3.214,P=0.017;t=3.221,P=0.016)。CBT螺钉组椎体前屈、后伸载荷位移比明显大于TT螺钉组(t=2.733,P=0.034;t=2.712,P=0.031);而TT螺钉组椎体轴向、侧屈旋转载荷位移比较CBT螺钉组高(t=3.941,P=0.011;t=4.432,P=0.007)。结论相比TT螺钉,CBT螺钉具有更强的抗拔出力及螺钉稳定性,且椎体前屈、后伸的稳定性强于TT螺钉固定。CBT螺钉内固定为骨质疏松患者的腰椎手术提供了更多的选择。