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退变性腰椎侧凸演变过程及相关生物
力学机制的有限元分析(二)


    腰椎退变的形态学变化一般始于椎间盘,柔性易形变的椎间盘保证了腰椎正常的活动度,其形态学改变往往先于关节突关节变形增生、椎间韧带骨化、椎体边缘骨赘形成等骨性结构变化。退变性腰椎侧凸早期椎间盘退变常好发于L2/3, L3/4椎间隙。由于髓核脱水纤维化使得髓核水饱和性下降,髓核体积变小、椎间高度降低,椎体间骨性结构的相对位置关系随之发生变化。骨性接触增加易产生应力过度集中和应力破坏,导致受压侧椎体压缩变形和双侧关节突关节压缩、变形、内聚,从而产生临床影像学易见的腰椎椎体倾斜、侧移或椎体楔形变,负载时椎体间滑移剪力增加;与此同时,关节突关节受压变形内聚后,其限制椎体间旋转和侧移的作用明显减弱且椎间活动度增加,负载时即可出现更为严重的腰椎倾斜、椎体侧向移位以及椎体旋转半脱位,侧凸的腰椎偏离骼骨中垂线而出现显著腰椎倾斜和侧凸畸形。由于侧凸的形成,腰椎各结构的应力分布不均衡和承载部位发生明显变化,腰椎正常的力学稳定性丧失,承载力线偏移脊柱中轴线,导致腰椎各结构受力侧的高应力分布和应力作用下组织结构受压变形。

    由于腰椎受力不平衡而出现椎体左右不对称负载,过高应力作用易致椎间盘损伤退变,受压侧椎间隙变窄、髓核移向对侧维持了该侧原有的椎间高度,椎间盘倾斜导致椎体倾斜使得上段腰椎出现临床影像学上明显可见的腰椎侧凸。在腰椎负载时,新出现的退变性腰椎侧凸临近节段的关节突关节间接触应力和椎体间滑移的剪应力明显增大。侧凸顶椎上方凸侧的关节突关节接触应力增加,顶椎下方同侧的关节突关节接触应力增加。由于侧凸退变上下临近节段的高应力作用导致凸侧关节突关节变形内聚,关节间隙增大使得椎间活动度显著增加、椎体间明显侧向不稳,凸侧关节突关节对椎体侧移和椎体旋转的限制作用减小,在腰椎负载的剪力作用下,椎体向凸侧发生明显的侧移和旋转性脱位。

摘自《退变性腰椎侧凸演变过程及相关生物力学机制的有限元分析》
作者:黄平,博士;学位授权单位:第二军医大学,年度:2013

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