半限制型人工颈椎间盘置换与植骨融合术后下颈椎生物力学特性的有限元分析

发布时间：2017-09-13 10:52

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【摘要】：目的研究Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换术与植骨融合术后下颈椎活动度(range of motion,ROM)、椎间盘应力、韧带张力的生物力学特性以及植入假体力学性能的改变。方法建立C5~6椎间盘退变3种手术方案:Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换和自体髂骨植骨融合有限元模型,同时建立C4~7节段下颈椎原始模型。分析术后下颈椎C4~7节段在矢状面、冠状面及横断面上椎体的生物力学特性变化。结果术后手术节段关节ROM变化:Discover模型增加12.7%~73.1%,Prodisc-C模型增加74%~98%,植骨融合模型下降55.8%~71.8%。Discover置换后上邻近椎间盘应力无明显增加,下邻近椎间盘应力在前屈、后伸、轴向旋转工况下减少33.2%~54.2%,囊韧带张力增幅比Prodisc-C置换后减少30%~40%。Discover假体最大应力(36.72 MPa)出现在前屈工况下,小于Prodisc-C假体的最大应力(42.66 MPa)。结论人工椎间盘置换术可以保留手术节段的运动性能,Discover作为新一代人工椎间盘假体,在减少韧带负担和维持脊柱稳定性方面有所进步。研究结果可为颈椎前路融合手术和人工颈椎间盘置换术的临床研究提供理论依据。
【作者单位】： 上海理工大学医疗器械与食品学院;上海理工大学能源与动力学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室;上海市第一人民医院骨科;
【关键词】： 人工椎间盘置换 颈椎 活动度 生物力学特性 有限元分析
【基金】：国家自然科学基金项目(11502146) 上海市自然科学基金项目(15ZR1429600) 上海市科委科研计划项目(13DZ2260900)
【分类号】：R687;R318.01
【正文快照】： 椎间盘退行性病变被认为是导致脊髓型和神经根型颈椎病的主要病因。颈椎前路减压椎体间植骨融合手术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)经过多年的发展,被公认为是治疗颈椎疾病的金标准。然而鉴于手术的局限性,ACDF术后易引起邻近节段代偿活动度增加,进而导致椎

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