退变对腰椎4~5节段椎间盘生物力学的影响

作     者：庞胤 尹帅 张海峰 刘媛媛 赵长义 

作者机构：沧州医学高等专科学校河北沧州061001 河北省沧州中西医结合医院 河北医科大学 

基　　金：沧州市科学技术研究与发展指导计划项目(162302150) 

出 版 物：《山东医药》 (Shandong Medical Journal)

年 卷 期：2021年第61卷第4期

页      码：55-57页

摘      要：目的建立正常人体腰椎4~5节段(L4~5)有限元模型,基于正常模型建立退变椎间盘有限元模型,分析退变后L4~5椎间盘生物力学的变化。方法选择健康男性志愿者1名,采集其正常腰椎CT和MRI的影像数据,建立正常L4~5有限元模型;通过改变纤维环和髓核的材料属性,建立退变L4~5椎间盘的有限元模型。设定约束条件,并在L4椎体表面分别施加300 N的垂直载荷和10 N•m的力矩,模拟腰椎的负重、前屈、后伸、侧弯、扭转五种生理运动状态;运算求解获得椎间盘整体形变和应力分布云图;测量椎间盘表面应力,分析退变对腰椎间盘生物力学的影响。结果正常L4~5椎间盘纤维环后缘负重、前屈、后伸、扭转时中央区应力均高于外侧区,侧弯时外侧区应力高于中央区(P均0.05)。析因设计的方差分析结果显示三因素(是否退变、测量部位、运动状态)的交互效应均有统计学意义(P均<0.05),各因素间无交互作用。在300 N垂直载荷模拟负重状态时,正常L4~5椎间盘整体形变前部较大,退变椎间盘整体形变减小,形变区域发生后移;退变L4~5椎间盘应力向边缘聚集,纤维环应力在后缘处分布较为集中。与正常L4~5椎间盘比较,退变L4~5椎间盘纤维环应力增大、髓核应力减小(P均<0.05)。结论退变后,L4~5椎间盘应力分布不均,纤维环应力增大,更易发生损伤。

主 题 词：腰椎退变 椎间盘 生物力学 有限元模型 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 100210[100210] 10[医学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-266X.2021.04.014

馆 藏 号：203102042...