斜外侧腰椎椎间融合侧方钉棒位置对节段活动度、内固定和cage应力的影响

doi:10.12307/2025.847

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (33): 7165-7172.doi: 10.12307/2025.847

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斜外侧腰椎椎间融合侧方钉棒位置对节段活动度、内固定和cage应力的影响

马涛1，李星1，韦亚军2，邓俊才2

1成都中医药大学临床医学院，四川省成都市 610075；2成都中医药大学附属第三医院(西区)脊柱外科，四川省成都市 611730

收稿日期:2024-07-09 接受日期:2024-09-14 出版日期:2025-11-28 发布日期:2025-04-12
通讯作者: 邓俊才，硕士，副教授，硕士生导师，成都中医药大学附属第三医院(西区)脊柱外科，四川省成都市 611730
作者简介:马涛，男，1998年生，陕西省汉中市人，汉族，成都中医药大学骨科学在读硕士，主要从事脊柱相关疾病的研究。
基金资助:
四川省中医药管理局科研专项课题面上项目(2023MS031)，项目负责人：邓俊才；成都中医药大学“杏林学者”学科人才科研提升计划项目(YYZX2022091)，项目负责人：邓俊才

Effects of lateral screw-rod placement positions on segmental range of motion, internal fixation and cage stress during oblique lumber interbody fusion

Ma Tao1, Li Xing1, Wei Yajun2, Deng Juncai2

1Clinical Medical College of Chengdu University of TCM, Chengdu 610075, Sichuan Province, China; 2Department of Spinal Surgery, No.3 Affiliated Hospital of Chengdu University of TCM (West District), Chengdu 611730, Sichuan Province, China

Received:2024-07-09 Accepted:2024-09-14 Online:2025-11-28 Published:2025-04-12
Contact: Deng Juncai, MS, Associate professor, Master’s supervisor, Department of Spinal Surgery, No.3 Affiliated Hospital of Chengdu University of TCM (West District), Chengdu 611730, Sichuan Province, China
About author:Ma Tao, Master candidate, Clinical Medical College of Chengdu University of TCM, Chengdu 610075, Sichuan Province, China
Supported by:
Sichuan Provincial Administration of Traditional Chinese Medicine Special Research Project, No. 2023MS031 (to DJC); Chengdu University of Traditional Chinese Medicine “Xinglin Scholar” Discipline Talent Research Promotion Program, No. YYZX2022091 (to DJC)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

斜外侧腰椎椎间融合：是近年常用的椎间融合术式之一，其通过腰大肌与腹部大血管之间的天然间隙建立通道，在直视下置入融合器，进行腰椎的间接减压与融合，具有手术创伤小、手术时间短、术中出血量少、术后恢复快等优点。
有限元分析：为一种通过计算机建立仿真模型进行生物力学分析的方法，与尸体实验相比具有操作方便、可重复性强等优势，现已广泛应用于脊柱生物力学研究、植入物设计和优化等领域。

背景：斜外侧腰椎椎间融合目前已成为一种成熟的腰椎融合方式，其在同一通道下辅助侧方钉棒固定的方式近年来受到了大家的关注，但目前对于术中侧方钉棒放置的最佳位置没有统一定论，且缺乏相关的生物力学依据。

目的：建立不同的斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钉棒固定模型，评估其对腰椎生物力学的影响，为侧方钉棒置入提供一定的生物力学依据。
方法：采用1名健康成人的计算机断层扫描图像，利用Mimics、Geomagic和SolidWorks软件建立L4-L5 单纯斜外侧腰椎椎间融合无内固定模型及不同置钉位置的侧方钉棒固定模型，其中双钉棒固定模型9种、单钉棒固定模型5种。在Ansys workbench软件中分析各模型屈伸、侧弯及旋转工况下的活动度、内固定和cage的应力峰值。

结果与结论：①所有内固定模型的活动度均小于单纯斜外侧腰椎椎间融合无内固定模型；双钉棒与单钉棒均在贴近L4和L5上终板放置时的活动度最小，且前者对活动度的限制更多；②所有内固定模型的cage应力峰值均小于单纯斜外侧腰椎椎间融合无内固定模型；除右旋工况外，双钉棒放置在L4和L5前上、后下时融合器应力最小，与贴近L4下终板和L5上终板放置时相接近；单钉棒则在贴近L4下终板和L5上终板处放置时最小；③在屈伸工况下，双钉棒在贴近L4和L5上终板放置时内固定应力峰值最小；单钉棒则贴近L4下终板和L5上终板放置时最小；④提示侧方钉棒的位置是影响斜外侧腰椎椎间融合生物力学性能的重要因素之一，双钉棒固定的生物力学性能总体优于单钉棒；当双钉棒贴近椎体上终板放置时可以获得最好的生物力学稳定性，一定程度降低螺钉断裂的风险；而当双钉棒放置在上下椎的前上和后下象限或紧邻上下终板时可以极大降低cage沉降的发生率。

https://orcid.org/0009-0009-4456-0775 (马涛)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 斜外侧腰椎椎间融合, 侧方钉棒, 钉棒位置, 有限元分析, 生物力学

Abstract: BACKGROUND: Oblique lumber interbody fusion has become a mature lumbar fusion method at present, and its method of assisting lateral screw-rod fixation under the same channel has attracted attention in recent years. However, there is currently no consensus on the optimal intraoperative placement of lateral screw-rod, and there is a lack of relevant biomechanical evidence.
OBJECTIVE: To establish various oblique lumber interbody fusion combined with lateral screw-rod fixation models, evaluate their impact on lumbar spine biomechanics, and provide biomechanical foundations for the implantation of lateral screw-rod.
METHODS: Using CT images of a healthy adult, the L4-L5 Stand-Alone oblique lumber interbody fusion model and lateral screw-rod fixation models with different screw placement positions were established by using Mimics, Geomagic and SolidWorks software, including nine double screw-rod fixation models and five single screw-rod fixation models. Ansys Workbench software was employed to analyze the range of motion, peak stress of internal fixation and cage under conditions of flexion, lateral bending, and rotation.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The range of motion of all internal fixation models was less than Stand-Alone oblique lumber interbody fusion model. Both single screw-rod and double screw-rod showed the least range of motion when placed close to the upper endplates of L4 and L5, and the former had more restrictions on the motion. (2) The peak stress of cage in all internal fixation models was lower than Stand-Alone oblique lumber interbody fusion model. Except for right rotation condition, double screw-rod was minimal cage stress when placed anterior superior and posterior inferior quadrants of L4 and L5, which was similar to that when placed proximaly to L4 lower and L5 upper endplates; screw-rod showed minimal stress when placed proximally to L4 lower and L5 upper endplates. (3) Under flexion-extension condition, double rod- screw exhibited minimal internal fixation stress when positioned close to the upper endplates of L4 and L5; single-rod fixation showed minimal stress when placed proximally to L4 lower and L5 upper endplates. (4) It is indicated that the position of lateral screw-rod is one of the important factors that affect the biomechanical properties of oblique lumber interbody fusion, double screw-rod performs better biomechanical properties than single-rod fixation. The best biomechanical stability can be obtained when double screw-rod is placed close to the upper endplate of the vertebral body. The risk of cage subsidence is greatly reduced when the double screw-rod is placed in the anterior superior and posterior inferior quadrants of the upper and lower vertebrae or adjacent to the upper and lower endplates.

Key words: oblique lumber interbody fusion, lateral screw-rod, screw-rod placement, finite element analysis, biomechanics

中图分类号:

马涛, 李星, 韦亚军, 邓俊才. 斜外侧腰椎椎间融合侧方钉棒位置对节段活动度、内固定和cage应力的影响[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(33): 7165-7172.

Ma Tao, Li Xing, Wei Yajun, Deng Juncai. Effects of lateral screw-rod placement positions on segmental range of motion, internal fixation and cage stress during oblique lumber interbody fusion[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(33): 7165-7172.

图/表（结果） 6

2.1 模型有效性验证将此次研究正常L4-L5三维有限元模型所测活动度与YAMAMOTO等[32]的体外研究进行对比，发现两者活动度接近且大致处于大体模型的标准差之间，说明此次研究所建立的L4-L5正常腰椎有限元模型是有效可靠的(图6)，可行进一步的生物力学分析。

2.2 L4-5活动度比较表2展示了各内固定模型的L4-5活动度，与Stand-Alone模型相比，所有内固定模型各工况下活动度均有所下降。双钉棒模型中Model E具有最小的活动度，单钉棒模型中Model J的活动度最小，两者内固定均贴近椎体上终板处放置。Model E在屈伸、左右侧弯、左右旋转工况下活动度分别较Stand-Alone模型下降了48.0%，47.1%，76.9%，65.7%，50.0%及42.1%，Model J分别下降了33.0%，29.8%，69.2%，60.0%，40.9%及26.3%。Model E 的各工况下活动度小于Model J，在屈伸、左右侧弯、左右旋转下分别较Model J低22.4%，24.7%，25.0%，14.3%，15.4%及21.4%。双钉棒中Model E-I相较于与之对应的单钉棒Model J-N整体活动度更小，其中Model I和Model J的活动度最大，两者均未贴近终板。由于为左侧置钉，各模型左侧弯活动度均低于右侧弯，双钉棒较单钉棒限制更多，其中Model E左侧弯活动度较右侧弯低25.0%，Model J左侧弯活动度较右侧弯低14.3%。

2.3 cage应力峰值比较表3展示了各模型不同工况下cage的应力峰值，所有内固定模型各工况下cage应力峰值均小于Stand-Alone模型。在侧方双钉棒固定模型中，除右旋外，Model A在其余工况下cage的应力峰值均小于其他模型，此时的侧路双钉棒位于L4和L5前上、后下象限；Model G除右旋外各工况下的cage最大应力峰值与Model A接近，屈伸、左右侧弯、左旋工况下分别差0.479，3.455，2.941，0.974，0.861 MPa，其钉棒位置贴近L4和L5上终板处；大多数双钉棒模型的cage最大应力峰值位于前屈工况下。单钉棒固定模型中Model L各工况下的活动度最低，即钉棒贴近L4、L5椎间相邻终板放置时；单钉棒模型cage最大应力峰值均位于前屈工况下。双钉棒中Model E-I的cage应力峰值整体小于与之对应的单钉棒Model J-N。所有侧方双钉棒与单钉棒固定模型在左侧弯工况下的cage应力峰值均小于右侧弯工况。图7展示了部分内固定模型的cage等效应力分布云图。

2.4 内固定应力峰值比较表4展示了各模型内固定的应力峰值。所有模型内固定最大应力峰值均位于屈伸工况下。双钉棒固定模型中，Model E在屈伸工况下内固定峰值应力最小，分别为129.240，158.450 MPa，其在屈伸工况下内固定峰值应力均小于单钉棒模型，Model E屈伸工况下分别较Model J减少32.2 %，28.9%，较Model K减少41.7%，30.1%，较Model L减少18.1%，7.1%，较Model M减少39.4%，13.2%，较Model N减少32.5%，26.4%。在单钉棒固定模型中，Model L在屈伸工况下内固定具有最小的峰值应力，分别为157.820，170.560 MPa，Model N在左右侧弯工况下有最小内固定峰值应力。与活动度及cage应力峰值规律相一致，双钉棒中Model E-I的内固定应力峰值整体也较与之对应的单钉棒Model J-N小。大部分模型左侧弯工况下的内固定峰值应力大于右侧弯。在应力分布上，应力主要集中在螺尾及连接棒上，最大应力位于钉棒、螺钉以及钉棒与皮质骨交界处。图8展示了部分内固定模型钉棒系统屈伸工况下的等效应力分布云图。

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引言

近几十年来，随着脊柱融合技术的不断发展，脊柱外科学界已经探索出了多种腰椎椎间融合术式，如经椎间孔腰椎椎间融合术、极外侧腰椎椎间融合术、斜外侧腰椎椎间融合术(oblique lumber interbody fusion，OLIF)等[1]。斜外侧腰椎椎间融合术于 1997年首次由 MAYER[2]教授提出，由 SILVESTRE等[3]于2012年在MAYER教授的基础上改良形成。目前该术式已经成为用于治疗各种腰椎疾病的国际热门微创新技术，OLIF通过腰大肌与腹部大血管之间的天然间隙建立手术通道，避免了前路手术造成的前方大血管损伤风险及后路手术对后方肌肉、韧带等结构的破坏，降低了神经损伤、术后腰痛等的发生风险[4-6]，并且能够直接切除大量病变椎间盘组织，放置更大的椎间融合器，增加了其与椎体的接触面积和植骨空间，大幅提升了融合器的支撑强度，使手术节段的稳定性明显增强，提高了融合的成功率[7-10]。虽然单纯斜外侧腰椎椎间融合术(Stand-Alone OLIF)有独特的优势，但是其应用也有一定的条件，术后终板塌陷、融合器沉降、移位等潜在风险也已成为了困扰脊柱外科医师的主要问题[11-13]。因此，为了避免这些并发症的发生，实现良好的椎间融合效果，现脊柱外科医师大多推荐辅助内固定系统，如后路椎弓根螺钉固定、侧方钢板或钉棒固定等，许多有限元研究也表明OLIF辅助内固定比Stand-Alone OLIF具有更好生物力学性能[14-16]。目前OLIF联合后路椎弓根螺钉固定被视为“金标准”[17]，其生物力学优势及临床疗效已得到充分认可[18-19]，但患者需要在侧卧位后重新定位于俯卧位进行椎弓根螺钉固定，这无疑增加了额外的切口和对脊柱后部区域的手术暴露，且多为二期手术。为了缩短手术时间、降低手术风险与患者费用，近年来OLIF联合侧方钉棒固定的方式逐渐受到了大家的关注，有研究表明，与Stand-Alone OLIF比较，OLIF联合侧方钉棒固定可显著降低融合器沉降的发生率[20]，也有研究显示 OLIF联合侧方钉棒固定治疗单节段腰椎退行性失稳可实现 OLIF联合椎弓根螺钉固定同等的临床疗效[21]。
但目前很少有生物力学系统研究侧方钉棒对OLIF的生物力学影响，且侧方双钉棒与单钉棒固定之间的生物力学差异研究也颇少，大多集中在与不同固定方式之间的对比。虽有学者建议应该将侧方单钉棒紧贴相邻的终板放置[22-23]，他们的临床回顾性研究表明这样可以有效改善相关的影像学指标，降低融合器沉降等并发症的发生率，原因是螺钉贴近终板处且突破对侧皮质置入，形成了“三皮质”的固定方式，固定强度更高，但这些观点尚缺乏生物力学的研究来证实，而对于在非相邻终板处置钉时是否也能到达相同的效果尚未可知。此外，早期KANADA等[24]将双钉棒的4枚螺钉按照近似梯形结构摆放，但实际临床中可以根据椎体大小调整为多种放置形式，而对于哪种方式才能实现最好的生物力学性能还没有过研究。因而，此次研究通过有限元技术分析OLIF术中侧方钉棒的放置位置对固定节段活动度、融合器和钉棒系统应力峰值变化等生物力学的影响，为OLIF手术的侧方钉棒置入策略提供一定的力学仿真依据。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计有限元仿真分析OLIF术中侧方钉棒不同放置位置对腰椎生物力学的影响。
1.2 时间及地点实验于2024年1-6月在成都中医药大学附属第三医院(西区)完成。
1.3 对象招募1名26岁健康成年男性志愿者，身高175 cm，体质量 65 kg，无脊柱疾病及相关手术史。采用64排螺旋CT(西门子公司，德国)对志愿者腰椎进行连续断层扫描，层厚为0.5 mm，将腰椎计算机断层摄影图像以DICOM格式保存。参与试验的志愿者为自愿参加，对资料的采集和用途完全知情同意，并签署了“知情同意书”。此次研究经成都中医药大学附属第三医院(西区)医学伦理委员会批准(医院伦理批件号：K-2023-026，审批时间：2023-06-09)。
1.4 方法
1.4.1 正常L4-L5三维几何模型建立首先将DICOM格式的志愿者腰椎计算机断层摄影图像导入Mimics Research 21.0(Materialise公司，比利时)，通过阈值分割、区域增长、手工切割的方法将L4-L5节段椎体独立分割出来，建立 L4-L5节段三维模型，然后将Mimics生成的三维模型导入逆向工程软件Geomagic Wrap 2017(Geomagic公司，美国)中进行打磨、修补、光顺、构造曲面片等一系列处理，同时创建松质骨，最后将得到的模型导入三维建模软件Solidworks 2017(达索公司，美国 )中，参考腰椎解剖结构进一步重建皮质骨、松质骨、椎间盘、软骨终板和关节突软骨等结构，见图1A，B。其中皮质骨厚度为1 mm，软骨终板厚度为0.5 mm，髓核约占椎间盘总体积的50%[25-26]，关节突软骨与相应上下关节面紧密贴合，厚度根据上下关节突间距而定。

1.4.2 融合器及钉棒几何模型的建立此次研究中所用cage模型参照美敦力Clydesdale融合器参数，在 Solidworks 2017软件中建立，融合器为插入式，长、宽、高为45 mm×18 mm×12 mm，上下面有倒齿结构，呈 6°夹角，见图1C。钉棒同样也仿照实体建立而成：螺钉的规格为 6.5 mm×50 mm(直径×长度)，连接棒直径为50 mm，长度由实际情况调整，见图1D，E。

1.4.3 OLIF手术模型的建立在 Solidworks 2017软件中，参照临床的OLIF术式建立相应的手术模型，首先去除手术区域的椎间盘和上下软骨终板，然后从左侧椎间隙置入cage，放置在椎体中1/2区域[27]，其余结构保留完整，建立Stand-Alone OLIF模型，其余模型均在此模型基础上建立。

侧方双钉棒内固定模型构建：①方法一：将L4、L5椎体矢状面大致划分为前上、前下、后上、后下4个象限(图2)，按照L4前上、后下或前下、后上与L5前上、后下或前下、后上组合的方式置入钉棒，进针点尽量靠近每个区域中心，共产生4种组合方案(图3中Model A-Model D)。②方法二：将同一椎体2枚螺钉共同贴近L4和L5上终板、L4上终板和L5下终板、L4下终板和L5上终板、L4和L5下终板及L4和L5椎体中部放置，共5种放置方案(图3中Model E-Model I)。

侧方单钉棒内固定模型建立：参照双钉棒中方法二，共5种(图4中Model J-Model N)。所有侧方螺钉均穿透椎体对侧皮质。

1.4.4 有限元模型的建立将建立好的手术模型导入ANSYS Workbench 17.0中进行添加韧带、材料赋值、网格划分等预处理。材料值参考既往有限元研究[28-29]，见表1，共建立6条主要韧带，分别为前纵韧带、后纵韧带、横突间韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带，使用仅受拉力的弹簧模拟韧带[30-31]。关节突关节接触方式设置为“No Separation”，其余接触类型设置为绑定模式。为了提高计算的效率和准确性，将网格类型设置为四面体网格，关节软骨网格尺寸为0.5 mm，螺钉为1 mm，其余物体为2 mm，L4-L5正常有限元模型见图5。

1.4.5 有限元模型的载荷及边界条件在ANSYS Workbench 17.0中将 L5椎体下表面固定，在L4上表面沿Z轴施加400 N垂直轴向向下的预载荷，并在L4上表面向X、Y、Z不同方向施加10 N·m的力矩，模拟腰椎前屈、后伸、左右弯曲和左右旋转6种不同的生理运动。通过比较固定节段活动度、cage和内固定应力峰值，探讨各种内固定方式下OLIF的生物力学差异。
1.5 主要观察指标在上述载荷及边界条件下，对所建立的L4-L5正常腰椎有限元模型进行有效性验证。同时分析不同OLIF有限元模型各工况下融合节段的活动度、内固定和cage应力峰值的差异，为临床OLIF侧方钉棒置入提供一定的生物力学依据。

讨论

OLIF辅助侧方钉棒内固定可以通过同一手术通道进行，术中无需变换体位、增加额外的伤口，可以有效降低手术创伤、时间及麻醉风险，具有优势，同时也符合OLIF术式的微创理念。然而无论是侧方单钉棒还是双钉棒内固定都属于非对称性固定，都有可能在腰椎长期不当活动时出现融合器的沉降、融合节段的失稳，甚至钉棒断裂现象的发生等，因此侧方钉棒内固定如何选择置钉的位置才能更好地降低上述并发症的发生是目前该术式最值得关注的问题。此次研究通过有限元仿真技术发现所有内固定模型各工况下的活动度及cage应力均小于Stand-Alone模型，说明了辅助侧方钉棒固定的确可以有效减少固定节段的活动度，并降低融合器的应力，这与前人的研究保持一致。
TAO等[33]在对OLIF联合不同内固定方式的一项有限元研究中发现，侧方单钉棒固定可以增加节段稳定性，改变融合器应力。HAO等[18]在对几种OLIF内固定方式的生物力学有限元比较中发现侧方双钉棒固定也可以增加节段稳定性，降低cage应力。近年来唐福波等[34]也通过有限元研究发现OLIF联合侧方单钉棒或双钉棒都可以有效减少责任节段的活动度与融合器的负载。但是这些研究中对于侧方钉棒如何放置都没有明确说明，没有考虑置钉位置对生物力学的影响，而此次研究发现固定节段活动度、内固定及融合器应力会随着侧方钉棒置钉位置而发生变化，目前国内外也很少有人关注到这一点。
此次生物力学研究发现所有内固定模型各工况下的活动度及cage应力均小于Stand-Alone模型，证实了辅助侧方钉棒固定可以进一步减少固定节段的活动度，并降低融合器的应力。同时作者发现固定节段活动度、内固定及融合器应力也的确会随着侧方钉棒置钉位置及方式的改变而有所不同。此次研究中Model E和Model J活动度均低于其他模型，虽然两者存在钉棒数量上的差异，但均是贴近L4和L5上终板放置，由此两者都形成了“三皮质”的固定方式，使得螺钉与更多的皮质骨接触，一定程度增加了螺钉的把持效果，使固定更加牢靠；此外这样还可以使相对活动的L4椎体整个被钉棒系统所夹持，更好地限制了L4-5的相对活动；并且由于其为左侧置钉，所以对于左侧屈活动度较右侧屈的限制更多，符合临床实际；同时也因为Model E为双钉棒固定，可以固定脊柱的两柱，而Model J为单钉棒，其只能固定脊柱的一柱，因此Model E较Model J可以更多地限制固定节段的活动度。在内固定应力上，双钉棒Model E在屈伸工况下最小，其余工况下也相对较低，而此次研究中脊柱主要以屈伸活动为主，因此按照此种置钉方式可以极大提高固定节段的稳定性及其降低断钉风险的发生，有利于术后节段的融合，提示在临床上对于节段失稳的患者，尤其是屈伸不稳，可以参照双钉棒Model E的置钉方式。
此次研究也发现，单钉棒中Model L的融合器应力最低，其钉棒是贴近L4下终板和L5上终板处放置，可能是由于其相对于其他模型离椎间隙更近，更好地发挥了撑开椎间隙的作用，进一步使得cage负载减少。而双钉棒中Model A对于融合器应力的改善上整体效果最好，其是将钉棒放置在L4和L5前上、后下象限，4枚螺钉形成类似平行四边形的结构，这为临床双钉棒系统的置入提供了新的参考，而不仅仅局限于KANADA等[24]提出的梯形置钉方式；其次Model G和Model A融合器应力整体上接近，说明此两种钉棒放置方式在OLIF术后减少cage负载的能力相当。Model G与单钉棒Model L置钉位置相类似，但总体上Model G中融合器的应力小于Model L，这是因为双钉棒可以更好地使应力负载分散，提供更均匀的应力分布，进一步使融合器的应力集中区域减少，有助于降低融合器移位或下沉的风险，促进与骨的融合。
虽然OLIF辅助侧方单钉棒也能减少融合节段的活动度，降低融合器及钉棒的负载，较双钉棒固定操作更简单、损伤也更小，但其所受应力全部由其独立承担，无法像双钉棒固定系统一样使应力分散，无疑增加了术后螺钉松动和疲劳断裂的风险。其次，侧方单钉棒仅仅只能固定脊柱的一柱，对椎体的活动限制远不如双钉棒，CHIO等[35]的研究也指出，在每个椎体中使用一个侧向螺钉难以控制矢状面的旋转。此次研究中也发现双钉棒Model E-I与单钉棒Model J-N钉棒置入位置一致，但Model E-I的节段活动度、融合器及钉棒应力值整体小于Model J-N，进一步证实了OLIF联合双钉棒固定的生物力学效果强于单钉棒；此外Model I 和Model N未贴近终板处放置，仅穿破2层皮质骨，其节段活动度又大于其他模型，进一步提示侧方钉棒贴近终板放置可以更好地降低固定节段活动度。
此次研究所建立的有限元模型尽管贴近临床实际，但也存在着一些不足：首先只重建了骨骼与韧带，没有对椎旁肌肉及软组织进行建模，不能完全模拟人体的生物力学情况；其次只建立了容易发生退变的L4-L5单节段，未考虑到邻近节段对研究的影响，并且未模拟Cage植骨的过程，具有一定的局限。在今后的研究中，可以考虑加入肌肉并建立多节段模型增加研究的可靠性。
综上所述，OLIF联合侧方钉棒固定可以有效提高固定节段稳定性，降低cage负载，钉棒的放置位置也是影响固定节段的生物力学性能的一个重要因素。双钉棒固定的生物力学性能总体优于单钉棒，临床上，为进一步提高术后固定节段的稳定性、防止术后cage沉降与疲劳断钉的发生，最好选择双钉棒固定。当双钉棒贴近椎体上终板放置时可以获得最好的生物力学稳定性，一定程度上降低螺钉断裂的风险；而当双钉棒放置在上下椎的前上和后下象限或紧邻上下终板时可以极大降低cage沉降的发生率。但是此次研究模型的建立是通过计算机软件完成的，其钉棒及融合器的位置可调控性高，处于较为理想化的状态，在实际手术过程中钉棒的放置可能会受到各种条件的限制，如椎体的大小可能会导致双钉棒放置困难，如何选择置钉的位置及置钉方式需依手术实际情况而定，此次研究仅为临床提供了一定的参考。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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斜外侧腰椎椎间融合术(OLIF)做为一种微创新技术，自2014年引入中国大陆，现已在国内广泛展开，其通过腰大肌与腹部大血管之间的天然间隙建立手术通道，避免了前路手术造成的前方大血管损伤风险及后路手术对后方肌肉、韧带等结构的破坏，并且其能够直接切除大量病变椎间盘组织，放置更大的椎间融合器，增加了其与椎体的接触面积和植骨空间，大幅提升了融合器的支撑强度，使手术节段的稳定性明显增强，提高融合的成功率。#br#

不加内固定的斜外侧腰椎椎间融合术虽然有其优点，但术后容易发生终板塌陷、融合器沉降、移位等风险，为了避免这些并发症的发生，现脊柱外科医师大多推荐辅助内固定系统,最经典的方式是联合后路椎弓根钉固定，但术中需要调换体位，同时也额外增加了切口，且多为二期手术，进一步增加了手术时间、患者痛苦及手术费用。为了降低上述问题的发生率，改进后路内固定的不足，近年来侧方钉棒固定的方式逐渐受到了大家的关注，从理论上讲，侧前钉棒内固定可以从原来的减压手术通道进入，保留腰椎后方的生理稳定，进一步发挥了OLIF手术的微创技术优势，然而无论是侧方单钉棒还是双钉棒内固定都属于非对称性固定，都有可能在腰椎长期不当活动时出现融合器的沉降、融合节段的失稳，甚至钉棒断裂现象的发生等。理论上侧方钉棒放置在椎体的形式有多种，而如何选择置钉的位置才能更好的降低上述并发症的发生是目前关于该术式最应该关注的问题，国内外目前还没人对这个问题深入探讨，虽然国内有专家提出“前路三皮质螺钉固定”理论，即将侧方螺钉贴近椎体相邻终板出放置，但是其理论尚缺乏生物力学的研究来证实，而对于在非相邻终板处置钉是否也能到达相同的效果尚未可知，另外实际上目前关于OLIF侧方钉棒的生物力学影响研究很少，且临床中侧方双钉棒与单钉棒固定如何选择没有同一定论，关于他们之间的生物力学差异研究也颇少，而本研究通过有限元仿真技术来分析不同类型的侧方单钉棒与双钉棒固定方式弥补了目前研究的不足，同时也为OLIF手术的侧方钉棒置入策略提供了一定的力学仿真依据。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

斜外侧腰椎椎间融合侧方钉棒位置对节段活动度、内固定和cage应力的影响

Effects of lateral screw-rod placement positions on segmental range of motion, internal fixation and cage stress during oblique lumber interbody fusion

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