下腰椎不同融合方式的有限元研究

目的建立正常人L3～5节段有限元模型,研究腰椎椎体间、后外侧以及环形融合方式下融合节段的稳定性,融合相邻节段椎间盘应力的变化。方法选择一名32岁正常男性,采用CT扫描,借助CATIAV5和Marc/MSC.Mentat软件,建立正常人L3～5三维非线性有限元模型。通过模拟手术失稳及在此基础上的椎体间、后外侧及环形融合,建立相应的4种有限元模型。各模型施加载荷,观察其应力分布、融合节段的角位移变化及邻近节段椎间盘的最大有效应力。结果环形融合的稳定性优于椎体间融合与横突间融合,其中以前屈与后伸加载时尤为明显。除前屈外,椎体间融合的稳定性总体优于单纯横突间融合。融合邻近节段椎间盘的最大有效应力均出现于前屈时,然后依次为侧弯、扭转、后伸。椎体间融合时邻近椎间盘的最大有效应力增加最小,横突间融合次之,环形融合时最大。结论下腰椎后路减压后行融合术时,环形融合的稳定性最好,椎体间融合的稳定性优于横突间融合。椎体间融合引起邻近节段退变的可能性最小,环形融合可能性最大,而横突间融合介于二者之间。