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椎弓根延长术中离断部位对腰椎稳定性影响的有限元分析(二)


    根据脊柱“三柱理论”,脊柱的前柱和中柱承担整个脊柱载荷的80%。后端离断的部位位于承担脊柱载荷较小的后柱与中柱交界的部位,保留了承担载荷较大的前中柱的完整性。另外,决定椎弓根螺钉置入稳定性的重要因素是钉-骨接触面积及钉与密质骨接触面积占总面积的比例。增加密质骨与螺钉的接触面积,理论上可以增强螺钉的最大抗拔出力。前端离断,螺钉前段接触的主要是椎体的松质骨,后段接触的主要是富含密质骨成分的椎弓根和椎板。后端离断,螺钉前段接触的是椎体松质骨及富含密质骨的椎弓根,后段接触的是富含密质骨的部分椎弓根及椎板。行椎弓根后端进行离断,可以为前部增加一定长度的坚强椎弓根。因此可以认为椎弓根后端离断较前端离断椎弓根螺钉具有较大的最大抗拔出力。这些可能是椎弓根前端离断对脊柱的稳定性造成的影响大于从椎弓根后端离断的原因。

    有限元结果显示,离断组椎弓根螺钉VonMises最大应力值只有40MPa,而传统开放加压手术所采用的椎弓根螺钉-钉棒/钉板系统所产生的最大应力值达数百兆帕,可见单节段椎弓根螺钉固定对脊柱的应力改变影响并不是很大。另外,AP组与PP组的比较发现,不同的离断部位,主要影响旋转工况下的活动度,这可能与关节面的形态相关。有限元法的研究只是一种模拟,尸体标本实验及在体临床试验的情况尚不得知。就文献情况而言,目前仅报道了椎弓根前端离断延长的临床应用,椎弓根后端离断的解剖学可行性和临床适用性均需要进一步的研究证实。

    综上所述,有限元模型分析结果表明椎弓根后端离断延长相对前端离断具有更好的稳定性,并且与前端离断相比,对邻近节段活动度的影响没有明显差异,这为临床开展椎弓根离断延长椎管扩大成形术离断部位的选择提供了生物力学依据。


《椎弓根延长术中离断部位对腰椎稳定性影响的有限元分析》
作者:房亚峰,吴卫东,张晋元,钱蕾,李鹏,孙培栋,欧阳钧

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