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人工腰椎间盘置换后腰椎模型的
建立及有限元分析(六)


    人工腰椎间盘的固定方式通常分为两种:即刻固定和长久固定。即刻固定通常是指利用机械方法固定,比如通过螺钉、刺等和周围椎骨装配来获得短暂的固定,但是这种固定方式有一个弊端即无法获得长久固定,其固定时间大概6周左右。还有一种人工腰椎间盘,通常设计出一个短臂结构,通过螺钉与前部椎体固定。但是如果存在连续多个椎间盘需要替换的情况,相邻人工椎间盘之间的短臂结构可能会相互干扰,导致需植入的人工椎间盘不能顺利安装。而无论哪一种即刻固定方式,都可能存在即刻松动的现象,所以人工腰椎间盘获得长久性的固定尤为重要。目前,长久固定方法的原理是利用人工腰椎间盘和椎体表面的组织反应来达到两者的固定效果。通常做法是把植入人工腰椎间盘的表面设计成的多孔结构(如表面喷涂轻基磷灰石)从而使骨组织迅速增长。

    安全性是医疗器械必须考虑的问题之一。人工腰椎间盘在设计时应注意安装方便、手术创伤小、翻修安全等因素。比如人体遭遇强烈撞击或者车祸时,假设假体会被破坏也要保证整个假体变形不会向外突出或者移位而影响到人体周围其他组织。

    椎间盘是位于人体脊柱相邻椎体之间的一个密封体,由髓核、软骨板和纤维环构成。髓核位于椎间盘后半部分,是半液状的胶装物质,大约只占据椎间盘的1/2。髓核由软骨样细胞组成,其间分布着胶原纤维网。其中各层胶原纤维中含有粘多糖、硫酸软骨素,这就增强了髓核与水分结合能力,并且可以改变髓核负荷的分布情况。椎间盘的含水量有逐渐减少的趋势,其中出生时椎间盘含水量可达90%,成年后约减少10%。椎间盘的体积随着载荷情况会发生变化。当椎间盘受到人体负荷作用时,其中的水分和组织液会向外渗透而导致髓核的体积减小;而当作用的负荷变小后,水分会再次进入椎间盘,椎间盘的体积又会恢复。


《人工腰椎间盘置换后腰椎模型的建立及有限元分析》
作者:孟丽娜,硕士;学位授权单位:天津理工大学;年度:2014

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