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腰椎皮质骨螺钉联合椎弓根螺钉固定对融合节段应力影响的有限元分析
文献摘要：
目的:应用三维有限元法分析腰椎皮质骨螺钉(cortical bone trajectory screw,CBTS)联合椎弓根螺钉(pedicle screw,PS)固定对融合节段应力的影响.方法:采集1例正常成年人腰椎三维重建CT数据,应用三维有限元方法建立L3/4节段PS固定(A组)、CBTS固定(B组)和联合固定(C组)腰椎融合模型.固定L5椎体下表面,对模型施加7.5N·m力矩模拟脊柱在生理负荷状态下前屈、后伸、侧屈及旋转运动.分析3组内固定、椎间融合器和椎间植骨的应力峰值,并测量各组在生理运动下L3/4节段的活动度(range of motion,ROM).结果:与A组相比,B组和C组模型在腰椎六维运动下螺钉和连接棒的应力显著增加.其中,在前屈时L3螺钉应力B组较A组增加84.7％,C组较A组增加79.7％;在后伸时L3螺钉应力C组较A组增加47.7％,较B组增加46.3％;在左侧屈时,L3螺钉应力C组较A组增加72.5％,较B组增加30.5％;在右侧屈时,L3螺钉应力C组较A组增加71.9％,较B组增加30.0％.前屈时L4螺钉应力B组较A组增加11.6％,C组较A组增加18.9％;后伸时L4螺钉应力B组较A组增加40.1％,C组较A组增加109.3％.在左右旋转时,L3和L4螺钉应力总和C组较A组增加37.9％,较B组增加1.4％.在左侧屈时,连接棒应力C组较A组增加48.8％,较B组增加13.0％;在右侧屈时,连接棒应力C组较A组增加8.8％,较B组增加4.9％.A、B、C组固定模型Cage的应力总和分别为318.8 MPa、319.6MPa和311.4MPa.在L3/4节段ROM方面,B组在屈、伸方向ROM最小,而在侧屈和侧旋方向ROM最大.结论:CBTS固定技术可增加腰椎融合节段的内固定结构的力学强度.CBTS和PS的联合应用可进一步增加手术节段的力学强度和稳定性,同时获得相似的椎间融合应力环境.
文献关键词：
皮质骨螺钉;椎弓根螺钉;腰椎融合;有限元分析;生物力学
中图分类号：
作者姓名：
潘爱星;刘玉增;海涌;关立;张希诺;丁红涛;李越
作者机构：
首都医科大学附属北京朝阳医院骨科 100020北京市
文献出处：
引用格式：
[1]潘爱星;刘玉增;海涌;关立;张希诺;丁红涛;李越-.腰椎皮质骨螺钉联合椎弓根螺钉固定对融合节段应力影响的有限元分析)[J].中国脊柱脊髓杂志,2022(01):67-74
A类：
B类：
皮质骨螺钉,椎弓根螺钉固定,融合节段,应力影响,三维有限元法,cortical,bone,trajectory,screw,CBTS,pedicle,PS,常成,三维重建,三维有限元方法,L3,腰椎融合,融合模型,L5,椎体,下表面,5N,力矩,脊柱,生理负荷,负荷状态,旋转运动,内固定,椎间融合器,椎间植骨,应力峰值,活动度,range,motion,ROM,六维,接棒,L4,右旋,总和,固定模型,Cage,6MPa,4MPa,固定技术,固定结构,力学强度,联合应用,应力环境,生物力学
AB值：
0.340891
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