不同入路椎间融合术中腰椎融合器的生物力学性能

陈政宇 李学林 晏怡果

0 引言

腰椎椎间融合术(lumbar interbody fusion，LIF)是脊柱外科常见的手术之一。现如今多采用多孔钛椎间融合器作为手术材料，该材料既有一定的机械刚度，又对腰椎的负荷较小[1-2]。但无论融合器材料如何更新变化，因手术入路方式的不同，还是会对术后结果有一定影响。临床上常用以下4种术式的LIF：前路腰椎间融合术(anterior lumbar interbody fusion ，ALIF)、后路腰椎间融合术(posterior lumbar interbody fusion ，PLIF)、直接外侧腰椎间融合术(direct lateral lumbar interbody fusion ，DLIF)和经椎间孔入路腰椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion ，TLIF)。对于不同入路的LIF，融合器植入的方式以及周围组织的处理也不相同，最终治疗效果也存在一定差异。已有的研究对于不同入路的手术分析不够全面，大多的文献数据仅有两种入路对比，欠缺完整性[3-4]。立足于此，本文通过有限元模型的建立，对比不同入路椎间融合术中腰椎融合器的生物力学性能，旨在对其进行生物力学性能评估对比，为临床提供理论依据。

1 研究方法

1.1 几何模型构建

(1) 器材模型：本次研究的融合器均选用多孔钛合金材质采用3D打印技术制作，设备为EOSINT M280(EOS GmbH公司，德国)。根据4种不同入路制作椎间融合器模型，包括ALIF椎间融合器、PLIF椎间融合器、TLIF椎间融合器以及DLIF椎间融合器。

(2) 三维几何模型：腰椎有限元模型的建立图像均由同一名健康女性所提供(体质量53 kg，身高162 cm)，将所得CT图像导入到Mimics10软件中进行几何模型的建立。有限元的分析以及计算主要通过ABAQUS6软件进行。椎体应包括皮质骨、松质骨和腰椎后部结构，皮质骨厚度1.0 mm，终板厚度为0.5 mm。椎间盘结构应包括纤维环和髓核。……