国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学测试及有限元分析

摘要：

背景:腰椎棘突间撑开器非融合系统为腰椎退行性疾病提供了一种新的治疗选择.但目前国内临床对于腰椎棘突间撑开系统的应用及研究严重不足,对于适用于国人的国产化腰椎棘突间撑开器更是鲜有报道.目的:通过人体腰椎三维有限元分析技术和山羊腰椎体外生物力学实验分析国产新型棘突间撑开器生物力学特点,验证新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性.方法:①国产新型腰椎棘突间撑开器有限元分析:通过正常成人腰椎CT资料建立L2-L5椎体三维模型,随后依次建立国产新型腰椎棘突间撑开器模型、国产新型腰椎棘突间撑开器腰椎非融合系统模型,赋予腰椎生理情况下的力学条件,对新型撑开器植入前后进行生物力学分析;②国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学分析:获取24只成年雄性山羊腰椎(L1-L5),在L3-4棘突间植入国产新型腰椎棘突间撑开器,撑开器植入前后检测腰椎标本前屈、后伸、侧弯、旋转状态下的腰椎活动度与椎间盘压力.结果与结论:①在撑开器植入后,责任节段后伸时活动范围及椎间盘压力减小,相邻节段活动度和椎间盘压力几乎不受影响,从理论上验证了腰椎棘突间撑开器可以为腰椎退行性疾病的治疗提供了生物力学依据,为预防临椎病贡献了理论参考.②在后伸状态下,L3-4椎体植入撑开器后的椎体活动度明显小于植入前(P<0.05),L2-3、L4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异无显著性意义(P>0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L2-3、L3-4、L4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异均无显著性意义(P>0.05).在后伸状态下,L3-4椎体植入撑开器后的椎间盘压力明显小于植入前(P<0.05),L2-3、L4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异无显著性意义(P>0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L2-3、L3-4、L4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异均无显著性意义(P>0.05).③结果表明,国产新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性均从三维有限元分析和体外动物腰椎标本实验得到了有力验证,为国产新型棘突间撑开器的活体动物实验、临床实验、临床应用以及临床生产提供了有力的依据.

关键词：腰椎棘突间撑开器、有限元分析、生物力学、邻近节段退变、腰椎退变疾病、腰椎、内固定器、组织工程

所属期刊栏目：24

分类号：R459.9;R318;R687.1(治疗学)

资助基金：哈尔滨市科学技术局项目2013AA3BS016;项目负责人:曹杨

在线出版日期：2020-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1897-1904