内固定系统中在螺钉受拔出负载时腰椎的受力分析

任航宁， 居来提·买提肉孜*， 帕尔哈提·热西提， 罗辉卿

(1.新疆大学机械工程学院， 乌鲁木齐 830047； 2.新疆医科大学第一附属医院， 乌鲁木齐 830047)

随着近些年人口结构变化，65岁以上老年人占工业化国家总人口的30%[1]，其中腰椎间盘突出[2]、骨质疏松症会严重限制病人机体功能，是困扰老年人日常生活的两大重因[3]。现今缺乏针对骨质疏松症相关脊柱畸变的有效靶向干预治疗。

内固定方法中传统轨迹椎弓根(traditional trajectory，TT)螺钉是较早的一种方案，Santoni 等[4]于2009年提出了新的腰椎椎弓根螺钉置钉路径皮质骨轨迹椎弓根(cortical bone trajectory， CBT)螺钉。在治疗腰椎关节功能性退化疾病时，椎弓根螺钉固定已经成为一种金标准[5]。在前期的研究中发现，TT和CBT置钉技术的解剖参照，置钉点、置钉方向及钉道内皮质骨与螺钉界面之间存在一系列的问题，并且预实验提示这会在很大程度上影响TT技术与CBT技术之间的力学性能。

自内固定理论应用以来，不论TT方式还是CBT方式，置钉后螺钉都存在很大的松动可能，进而引起固定失效[6-7]或植骨不融合[8]。为此从基础解剖学、影像学研究出发，对腰椎皮质骨螺钉技术中上述存在的问题进一步分析[9-10]。近年来对两种固定螺钉整体稳定优越性已有物理对比实验[4，6]，然而针对两种植入类型骨内力学性能的分析鲜有研究。由于有限元分析研究方法可用于获取内部量化物理数据，故通过有限元方法进行螺钉拔出模拟试验，分析CBT螺钉和TT螺钉在骨质疏松腰椎中应用时，评价其生物力学特性，以探索CBT螺钉和TT螺钉在骨质疏松患者腰椎矫正中具有的应用优势的可能机制，为用于临床的新理论提供突破口。……