一种新型椎体后凸成形球囊扩张器的有限元分析

目的 采用有限元法分析一种新型偏心球囊扩张器的生物力学性质,为其临床应用提供依据. 方法 基于健康成年男性T12-L1-L2节段CT图像建立胸腰段骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)有限元模型.模拟经皮椎体后凸成形术过程,分别建立常规球囊扩张器双侧椎弓根穿刺模型(M1)、常规球囊扩张器单侧椎弓根穿刺模型(M2)及新型偏心球囊扩张器单侧椎弓根穿刺模型(M3).对模型施加260 N的预载荷,附加力为8N·M,在压缩、前屈、后伸、左右侧弯及左右旋转7种工况下计算手术椎体、相邻节段终板和椎间盘、后部结构的应力变化情况. 结果 模型M3手术椎体的应力峰值在压缩、后伸、左右旋载荷下较模型M1分别减少20.1％、8.7％、47.1％、41.8％,在前屈、左右侧弯载荷下较模型M1分别增加15.6％、8.1％、4.4％;在压缩、后伸、前屈、左右侧弯载荷下较模型M2增加显著,但在左、右旋载荷下较模型M2减少2.0％、6.8％.3种模型都可以增加相邻节段椎间盘和相邻终板的局部应力,并可使相邻椎体的应力峰值明显增加,模型M3对相邻节段椎间盘及终板的影响介于模型M1、M2之间. 结论 新型偏心球囊扩张器较之以往的常规球囊扩张器单侧穿刺能有效恢复骨折椎体的部分生物力学性质,并可能降低对相邻节段的影响,可以作为OVCF治疗的一种选择.