后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板影响的有限元分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.34.002

中国组织工程研究 ›› 2015, Vol. 19 ›› Issue (34): 5418-5422.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.34.002

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后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板影响的有限元分析

张党锋¹，马巍¹，戈朝晖²，张飞³，曾思翔¹

¹西安交通大学第一附属医院骨科，陕西省西安市 710061；宁夏医科大学附属医院脊柱外科，宁夏回族自治区银川市 750004； ³内蒙古医科大学第三附属医院骨科，内蒙古自治区包头市 014000)

出版日期:2015-08-20 发布日期:2015-08-20
通讯作者: 马巍，博士，主任医师，西安交通大学第一附属医院骨科，陕西省西安市 710061
作者简介:张党锋，男，1982年生，陕西省周至县人，汉族，西安交通大学在读博士，主治医师，主要从事脊柱外科及关节外科的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(30960391)

Effect of bone cement amount on adjacent vertebral endplate during percutaneous kyphoplasty: a finite element analysis

Zhang Dang-feng¹, Ma Wei¹, Ge Zhao-hui², Zhang Fei³, Zeng Si-xiang¹

¹Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061, Shaanxi Province, China; ²Department of Spine Surgery, Affiliated Hospital of Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, Ningxia Hui Autonomous Region, China; ³Department of Orthopedics, the Third Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Baotou 014000, Inner Mongolia Autonomous Region, China

Online:2015-08-20 Published:2015-08-20
Contact: Ma Wei, M.D., Chief physician, Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061, Shaanxi Province, China
About author:Zhang Dang-feng, Studying for doctorate, Attending physician, Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061, Shaanxi Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 30960391

摘要/Abstract

摘要：

背景：最近研究表明经皮椎体后凸成形后存在相邻椎体骨折的问题，推测骨水泥泄露可能是其中的重要原因。
目的：探讨经皮椎体后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板的生物力学影响。
方法：建立骨质疏松性椎体压缩骨折病理三维有限元模型，分别在骨折椎体内填充10%，20%和30%椎体容积的骨水泥，分析轴向压缩、前屈和后伸三种情况下相邻椎体终板应力的变化情况。
结果与结论：与填充前相比，骨水泥容积按10%，20%和30%填充后，相邻椎体终板各种情况下的应力均增加，且随着骨水泥填充容积增加而增加。说明经皮椎体后凸成形中骨水泥用量增加，会导致相邻椎体骨折增加的概率。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 骨生物材料, 骨质疏松症, 经皮椎体后凸成形, 骨水泥, 骨折, 相邻椎体, 终板, 应力, 有限元分析, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Recent studies have proved the presence of adjacent vertebral fractures after percutaneous kyphoplasty, suggesting that cement leakage may be an important reason.
OBJECTIVE: To investigate the effect of bone cement amount during percutaneous kyphoplasty on adjacent vertebral endplate using finite element analysis.
METHODS: Three-dimensional finite element pathological model of Osteoporotic vertebral compression fracture was established using finite element analysis, and 10%, 20% and 30% volume of bone cement were filled, respectively. Then the adjacent vertebral endplate stress under the axial compression, anteflexion and rear protraction were analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with that before operation, the adjacent vertebral endplate stress increased with the increase in filled bone cement volume, suggesting that the increased amount of bone cement will lead to the increasing of adjacent vertebral re-fractures.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Osteoporotic Fractures, Vertebroplasty, Computer Simulation

中图分类号:

R318

张党锋，马巍，戈朝晖，张飞，曾思翔. 后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板影响的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(34): 5418-5422.

Zhang Dang-feng, Ma Wei, Ge Zhao-hui, Zhang Fei, Zeng Si-xiang. Effect of bone cement amount on adjacent vertebral endplate during percutaneous kyphoplasty: a finite element analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(34): 5418-5422.

图/表（结果） 2

参考文献

[1] 赵永生.老年骨质疏松性胸腰椎压缩骨折的微创治疗对策[D].济南:山东大学,2013.
[2] Svejme O, Ahlborg HG, Nilsson JÅ, et al. Early menopause and risk of osteoporosis, fracture and mortality: a 34-year prospective observational study in 390 women. BJOG. 2012; 119(7):810-816.
[3] Komemushi A, Tanigawa N, Kariya S, et al. Percutaneous vertebroplasty for osteoporotic compression fracture: multivariate study of predictors of new vertebral body fracture. Cardiovasc Intervent Radiol. 2006;29(4):580-585.
[4] 江天蔚,王澍.单侧椎弓根旁入路 PKP治疗骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折的疗效分析[J].中国现代手术学杂志,2015,19(1): 43-45.
[5] 甘锋平,谢兆林,江建中,等.中西医结合治疗老年骨质疏松性椎体压缩骨折疗效观察[J].现代中西医结合杂志,2012,21(16): 1715- 1716.
[6] Phillips FM, Ho E, Campbell-Hupp M, et al. Early radiographic and clinical results of balloon kyphoplasty for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 2003;28(19):2260-2265; discussion 2265-2267.
[7] Klazen CA, Lohle PN, de Vries J, et al. Vertebroplasty versus conservative treatment in acute osteoporotic vertebral compression fractures (Vertos II): an open-label randomised trial. Lancet. 2010;376(9746):1085-1092.
[8] Bai B, Jazrawi LM, Kummer FJ, et al. The use of an injectable, biodegradable calcium phosphate bone substitute for the prophylactic augmentation of osteoporotic vertebrae and the management of vertebral compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 1999;24(15):1521-1526.
[9] Garfin SR, Buckley RA, Ledlie J, et al. Balloon kyphoplasty for symptomatic vertebral body compression fractures results in rapid, significant, and sustained improvements in back pain, function, and quality of life for elderly patients. Spine (Phila Pa 1976). 2006;31(19):2213-2220.
[10] 徐晖,赵敬凯,陈鸥,等.后凸成形术中骨水泥量对相邻椎体终板影响的有限元分析[J].中华创伤杂志,2012,28(3):227-231.
[11] 冯杰,戴维享,王栋,等.单侧椎弓根旁入路与双侧椎弓根入路行椎体后凸成形术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折的效果比较[J].中国医药导报,2013,10(34):60-64.
[12] 徐攀峰.经皮椎体后凸成形术治疗骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折的临床应用[D].杭州:浙江大学,2008.
[13] 张伟.单侧椎弓根外入路与双侧椎弓根入路 PVP 治疗胸椎骨质疏松性椎体压缩骨折的临床对比研究[D].银川:宁夏医科大学,2014.
[14] 刘仕友,路青林,郑伟,等.椎体后凸成形椎间盘骨水泥渗漏时行相邻椎体预防性强化的有限元分析[J].中国组织工程研究,2012, 16(22): 4001-4005.
[15] 刘仕友.椎体后凸成形椎间盘骨水泥渗漏相邻椎体预防性强化的有限元分析[D].济南:山东大学,2012.
[16] Lien SB, Liou NH, Wu SS. Analysis of anatomic morphometry of the pedicles and the safe zone for through-pedicle procedures in the thoracic and lumbar spine. Eur Spine J. 2007;16(8): 1215- 1222.
[17] Zoarski GH, Snow P, Olan WJ, et al. Percutaneous vertebroplasty for osteoporotic compression fractures: quantitative prospective evaluation of long-term outcomes. J Vasc Interv Radiol. 2002;13(2 Pt 1):139-148.
[18] De Negri P, Tirri T, Paternoster G, et al. Treatment of painful osteoporotic or traumatic vertebral compression fractures by percutaneous vertebral augmentation procedures: a nonrandomized comparison between vertebroplasty and kyphoplasty. Clin J Pain. 2007;23(5):425-430.
[19] 刘中浩,彭国栋,林勇,等.肌间隙入路并伤椎植骨内固定治疗胸腰椎骨折[J].中华创伤杂志,2013,6(4):168-169.
[20] 陈柏龄,谢登辉,黎艺强,等.单侧PKP骨水泥注射过中线分布对压缩性骨折椎体两侧刚度的影响[J].中国脊柱脊髓杂志,2011, 21(2): 118-121.
[21] 徐宝山,胡永成,闫广辉,等.经皮椎体成形术和后凸成形术的相关问题探讨[J].中华骨科杂志,2009,29(5):430-436.
[22] Molina GS, Campero A, Feito R, et al. Kyphoplasty in the treatment of osteoporotic Vertebral Compression Fractures (VCF) : procedure description and analysis of the outcomes in 128 patients. Acta Neurochir Suppl. 2011;108:163-170.
[23] Jensen ME, Evans AJ, Mathis JM, et al. Percutaneous polymethylmethacrylate vertebroplasty in the treatment of osteoporotic vertebral body compression fractures: technical aspects. AJNR Am J Neuroradiol. 1997;18(10):1897-1904.
[24] Lieberman IH, Dudeney S, Reinhardt MK, et al. Initial outcome and efficacy of "kyphoplasty" in the treatment of painful osteoporotic vertebral compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 2001;26(14):1631-1638.
[25] Theodorou DJ, Theodorou SJ, Duncan TD, et al. Percutaneous balloon kyphoplasty for the correction of spinal deformity in painful vertebral body compression fractures. Clin Imaging. 2002;26(1):1-5.
[26] Ryu KS, Park CK, Kim MC, et al. Dose-dependent epidural leakage of polymethylmethacrylate after percutaneous vertebroplasty in patients with osteoporotic vertebral compression fractures. J Neurosurg. 2002;96(1 Suppl):56-61.
[27] Voormolen MH, Mali WP, Lohle PN, et al. Percutaneous vertebroplasty compared with optimal pain medication treatment: short-term clinical outcome of patients with subacute or chronic painful osteoporotic vertebral compression fractures. The VERTOS study. AJNR Am J Neuroradiol. 2007;28(3):555-560.
[28] Perry A, Mahar A, Massie J, et al. Biomechanical evaluation of kyphoplasty with calcium sulfate cement in a cadaveric osteoporotic vertebral compression fracture model. Spine J. 2005;5(5):489-493.
[29] Evans AJ, Jensen ME, Kip KE, et al. Vertebral compression fractures: pain reduction and improvement in functional mobility after percutaneous polymethylmethacrylate vertebroplasty- retrospective report of 245 cases 1. Radiology. 2003;226(2): 366-372.
[30] Zoarski GH, Snow P, Olan WJ, et al. Percutaneous vertebroplasty for osteoporotic compression fractures: quantitative prospective evaluation of long-term outcomes. J Vasc Interv Radiol. 2002;13(2 Pt 1):139-148.
[31] Cheung G, Chow E, Holden L, et al. Percutaneous vertebroplasty in patients with intractable pain from osteoporotic or metastatic fractures: A prospective study using quality-of-life assessment. Can Assoc Radiol J. 2006; 57(1):13-21.
[32] Voormolen MH, Lohle PN, Fransen H, et al. Percutaneous vertebroplasty in the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures: first short term results. Ned Tijdschr Geneeskd. 2003;147(32):1549-1553.
[33] Fessl R, Roemer FW, Bohndorf K. Percutaneous vertebroplasty for osteoporotic vertebral compression fractures: experiences and prospective clinical outcome in 26 consecutive patients with 50 vertebral fractures. Rofo. 2005; 177(6):884-892.
[34] Kumar K, Verma AK, Wilson J, et al. Vertebroplasty in osteoporotic spine fractures: a quality of life assessment. Can J Neurol Sci. 2005;32(4):487-495.
[35] Frey ME, Depalma MJ, Cifu DX, et al. Percutaneous sacroplasty for osteoporotic sacral insufficiency fractures: a prospective, multicenter, observational pilot study. Spine J. 2008;8(2):367-373.
[36] Winking M, Stahl JP, Oertel M, et al. Polymethylmethacrylate- vertebroplasty. A new and effective method of pain treatment in vertebral compression. Dtsch Med Wochenschr. 2003; 128(48):2525-2530.
[37] He SC, Teng GJ, Deng G, et al. Repeat vertebroplasty for unrelieved pain at previously treated vertebral levels with osteoporotic vertebral compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 2008;33(6):640-647.
[38] Khanna AJ, Reinhardt MK, Togawa D, et al. Functional outcomes of kyphoplasty for the treatment of osteoporotic and osteolytic vertebral compression fractures. Osteoporos Int. 2006;17(6):817-826.
[39] Diamond TH, Champion B, Clark WA. Management of acute osteoporotic vertebral fractures: a nonrandomized trial comparing percutaneous vertebroplasty with conservative therapy. Am J Med. 2003;114(4):257-265.
[40] McGraw JK, Lippert JA, Minkus KD, et al. Prospective evaluation of pain relief in 100 patients undergoing percutaneous vertebroplasty: results and follow-up. J Vasc Interv Radiol. 2002;13(9 Pt 1):883-886.
[41] Wilhelm K, Stoffel M, Ringel F, et al. Preliminary experience with balloon kyphoplasty for the treatment of painful osteoporotic compression fractures. Rofo. 2003;175(12): 1690-1696.
[42] Alvarez L, Alcaraz M, Pérez-Higueras A, et al. Percutaneous vertebroplasty: functional improvement in patients with osteoporotic compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 2006;31(10):1113-1118.
[43] Legroux-Gérot I, Lormeau C, Boutry N, et al. Long-term follow-up of vertebral osteoporotic fractures treated by percutaneous vertebroplasty. Clin Rheumatol. 2004;23(4): 310-317.
[44] Tsou IY, Goh PY, Peh WC, et al. Percutaneous vertebroplasty in the management of osteoporotic vertebral compression fractures: initial experience. Ann Acad Med Singapore. 2002; 31(1):15-20.
[45] Rousing R, Hansen KL, Andersen MO, et al. Twelve-months follow-up in forty-nine patients with acute/semiacute osteoporotic vertebral fractures treated conservatively or with percutaneous vertebroplasty: a clinical randomized study. Spine (Phila Pa 1976). 2010;35(5):478-482.
[46] Anselmetti GC, Corgnier A, Debernardi F, et al. Treatment of painful compression vertebral fractures with vertebroplasty: results and complications. Radiol Med. 2005;110(3):262-272.
[47] Kim C, Mahar A, Perry A, et al. Biomechanical evaluation of an injectable radiopaque polypropylene fumarate cement for kyphoplasty in a cadaveric osteoporotic vertebral compression fracture model. J Spinal Disord Tech. 2007; 20(8):604-609.
[48] Lim TH, Brebach GT, Renner SM, et al. Biomechanical evaluation of an injectable calcium phosphate cement for vertebroplasty. Spine (Phila Pa 1976). 2002;27(12):1297- 1302.
[49] Wu XT, Jiang XJ, Zhang SD, et al. Biomechanical evaluation of vertebroplasty using calcium sulfate cement for thoracolumbar burst fractures. Chin J Traumatol. 2007;10(6): 327-333.
[50] Sietsma MS, Hosman AJ, Verdonschot NJ, et al. Biomechanical evaluation of the vertebral jack tool and the inflatable bone tamp for reduction of osteoporotic spine fractures. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34(18):E640-644.
[51] Tohmeh AG, Mathis JM, Fenton DC, et al. Biomechanical efficacy of unipedicular versus bipedicular vertebroplasty for the management of osteoporotic compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 1999;24(17):1772-1776.
[52] Tomita S, Kin A, Yazu M, et al. Biomechanical evaluation of kyphoplasty and vertebroplasty with calcium phosphate cement in a simulated osteoporotic compression fracture. J Orthop Sci. 2003;8(2):192-197.
[53] Kayanja MM, Togawa D, Lieberman IH. Biomechanical changes after the augmentation of experimental osteoporotic vertebral compression fractures in the cadaveric thoracic spine. Spine J. 2005;5(1):55-63.
[54] Bai B, Jazrawi LM, Kummer FJ, et al. The use of an injectable, biodegradable calcium phosphate bone substitute for the prophylactic augmentation of osteoporotic vertebrae and the management of vertebral compression fractures. Spine (Phila Pa 1976). 1999;24(15):1521-1526.

引言

骨质疏松症是老年骨科中常见疾病，而骨质疏松性椎体压缩骨折是骨质疏松症的最常见并发症之一^[1-2]。由于疼痛、脊柱畸形等原因，骨质疏松性椎体压缩骨折患者往往活动量减少，肺活量降低，严重影响患者生存质量^[3]。随着中国人口老龄化进程的加快，骨质疏松性椎体压缩骨折的发生率逐年上升，且女性发病率高于男性^[4-5]。由于骨质疏松性椎体压缩骨折患者多为老年人群，合并症多，以往多采取卧床休息、佩带支具、口服钙片和止痛药等保守治疗。早期有效改善骨质疏松性椎体压缩骨折患者的症状对于提高患者生活质量及寿命均有着重要的临床意义。骨质疏松性椎体压缩骨折致痛的机制十分复杂，归结起来主要是由于椎体骨折后局部稳定性遭到破坏，局部压力、骨折端的异常活动刺激椎体内神经末梢导致疼痛^[6]。此外，骨折后椎体的骨膜及其附着韧带因椎体形态改变，刺激相应支配神经也是导致疼痛的原因之一^[7-8]。经皮椎体后凸成形是近年兴起的一种治疗骨质疏松症性胸腰椎压缩性骨折重要手段，且取得了良好的疗效，且可有效减轻患者疼痛、稳定脊椎、恢复脊柱生理曲度^[9]。骨水泥注入椎体后能使椎体骨折界面的得到稳定并预防其发生微动，且增强了椎体刚度和强度；骨水泥具有热效应；骨水泥释放的单体对组织细胞具有直接毒性，可能导致神经末梢的直接损伤而引起痛觉减退是经皮椎体后凸成形治疗骨质疏松性椎体压缩骨折缓解疼痛的机制^[10]。但最近研究表明经皮椎体后凸成形后存在相邻椎体骨折的问题，推测骨水泥泄露可能是其中的重要原因^[11]。实验拟采用人体CT资料建立经皮椎体后凸成形前后的脊柱胸腰段三维有限元模型，探讨经皮椎体后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板的生物力学影响。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

材料方法

设计：生物力学模型研究。

时间及地点：实验于2015年在西安交通大学第一附属医院完成。

对象：健康女性志愿者，年龄45岁，实验获得其知情同意。实验经西安交通大学第一附属医院伦理委员会批准。

方法：

骨质疏松性椎体压缩骨折病理三维有限元模型的建立：以志愿者胸腰椎段CT资料作为标准，利用Pro/Englneer软件(美国参数技术公司)、Freeform Modeling System-自由造型模型系统(PHANTOM Omni 公司)和ANSYS 10.0(美国ANSYS公司)建模。参照徐晖等^[10]对正常和骨质疏松椎体的骨密度测量计算的研究结果来设定材料性质参数，实验共划分88 734个单元，128 774个结点。

经皮椎体后凸成形模拟：ANSYS 10.0从所建立的骨质疏松性椎体压缩骨折病理三维有限元模型中提取T₁₂椎体模拟手术过程(图1)，把平行椎体上表面下方的部分松质骨单元的材料性质改变成骨水泥的材料性质，设置弹性模量和泊松比分别为3 000 MPa和0.41，容积按10%，20%和30%分别2.7，5.3和8.0 mL。各部分单元数、节点数和材料性质见表1。

设定有限元边界条件和载荷：假定该脊柱功能单位的最下位椎体(L₁)固定，L₁椎体下缘所有节点在X、Y、Z轴3个方向上的位移均为0，无任何方向的位移和旋转。T₁₁上表面进行力矩加载，在3个平面上移动。载荷分布于T₁₁上位终板的所有节点和后部结构中最上部的相应节点。对T₁₁-L₁三维有限元模型以及T₁₂植入不同剂量骨水泥后的模型进行轴向加载为500 N、4 N/m的力矩模拟前屈和后伸等情况加载试验。观察不同加载试验下包括模型结构位移、应变和应力分布。

结果表达：将终板分为前部、后部、左侧、右侧和中间5部分，分别计算各部分Von Mises应力。由软件将不同情况下各部分应力以云图形式显示出来，通过应力分布图和应力值来表现Von Mises应力，单位为N/m²。

主要观察指标：采用Von Mises应力作为主要的生物力学分析指标观察模型各个部分在轴向载荷下的应力分布和受力大小变化。

统计学分析：数据采用SPSS 13.0分析。

讨论

早期有效的改善骨质疏松性椎体压缩骨折患者的症状对于提高患者生活质量及寿命均有着重要的临床意义^[12]。目前，经皮椎体后凸成形是主要治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的主要微创手术方法，且可有效减轻患者疼痛、稳定脊椎、恢复脊柱生理曲度^[13]。自经皮椎体后凸成形在临床应用以来，骨水泥注射量的多少一直存在争议，目前尚无统一的标准规定。且骨水泥注射量受椎体的压缩程度、术者的经验和熟练程度、骨水泥的黏稠度、注射时间、个体间椎体大小等多种因素影响^[14]。越来越多的研究显示骨水泥注射量与临床止痛效果无直接联系。有研究发现胸腰段椎体平均使用2.0-6.0 mL骨水泥量便可取得较好的临床止痛效果，也有学者认为胸椎注入 2.0-3.0 mL 骨水泥，腰椎注入 3.0-5.0 mL骨水泥，97%患者的疼痛得到有效缓解^[15-16]。此外，也有学者对骨水泥在椎体内的分布与疗效的关系展开分析。既往研究证明，当骨水泥在椎体内分布面积达 15%时即可恢复椎体原有刚度，而与骨水泥填充量无关^[12]。Garfin等^[9]认为相同剂量骨水泥在椎体内均匀分布后其椎体生物力学指标的恢复明显高于椎体内局部分布，同时还证实了均匀分布后脊柱稳定性优于偏侧分布。但近来研究显示，经皮椎体后凸成形后存在相邻椎体骨折的问题，推测与骨水泥泄露有关^[17-20]。本实验采用有限元分析经皮椎体后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板的生物力学影响，由于骨质疏松性椎体压缩骨折好发于胸腰段(T₁₁-L₂)，本实验选择有T₁₂压缩骨折的T₁₁-L₁节段来建模。有限元分析的主要优势在于不但消除了个体的差异性，降低实验成本，同时实验条件可随意控制，可以同时测得外部的受力情况和内部的应力变化。

本实验结果显示，与填充前相比，骨水泥填充后，相邻椎体终板应力增加，且随着骨水泥填充容积增加而增加，提示经皮椎体后凸成形中骨水泥用量增加，会导致相邻椎体骨折增加的概率。徐晖等^[10]采用有限元分析，认为经皮椎体后凸成形后相邻椎体终板应力的增加与骨水泥充填量呈正相关，骨水泥填充量的增加，相邻椎体骨折概率呈上升趋势，与本实验结果一致。刘仕友^[15]利用有限元方法，研究经皮椎体后凸成形椎间盘骨水泥渗漏对相邻椎体的生物力学影响，发现骨水泥渗漏可能会导致相邻椎体应力增高，进而导致相邻椎体的继发骨折。骨水泥渗漏是经皮椎体后凸成形中常见的并发症，与注射骨水泥的量密切相关，注射量过大过快，水泥注射时过于稀薄，以及手术操作不当均可导致骨水泥渗漏^[21-25]。

止痛与恢复骨折椎体的硬度和刚度是评价经皮椎体后凸成形的常用指标。经皮椎体后凸成形缓解患者疼痛的具体机制尚不明确，可能是由于骨水泥注入椎体后，增强了椎体刚度和强度，增加了运动节段的稳定性，且骨水泥具有热效应，使得周围骨组织及神经末梢坏死，从而缓解了患者的疼痛。恢复骨折椎体的硬度和刚度也与骨水泥用量密切相关^[26-54]。张伟^[13]认为单侧手术入路与双侧手术入路经皮椎体后凸成形中骨水泥注入量为3.0 mL，90%以上患者疼痛得到缓解，效果满意，认为应使用小剂量骨水泥治疗骨质疏松性椎体压缩骨折。综上所述，经皮椎体后凸成形中骨水泥用量增加，会导致相邻椎体骨折增加的概率。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

后凸成形中骨水泥量对相邻椎体终板影响的有限元分析

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[1]	徐峰, 康辉, 魏坦军, 席金涛. 椎弓根螺钉不同固定方法治疗胸腰椎骨折的生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1313-1317.
[2]	姜勇, 罗翼, 丁永利, 周勇, 闵理, 唐凡, 张闻力, 段宏, 屠重棋. 骶骨精准切除影响骨盆稳定性的冯米斯应力特征及临床验证[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1318-1323.
[3]	张冲, 刘志昂, 姚帅辉, 高军胜, 姜岩, 张陆. 局部应用氨甲环酸减少老年股骨颈骨折全髋关节置换后引流的安全和有效性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1381-1386.
[4]	陈心敏, 李文标, 熊凯凯, 熊晓燕, 郑利钦, 李木生, 郑永泽, 林梓凌. 钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折：最佳骨水泥量有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1404-1409.
[5]	杜秀鹏, 杨朝晖. 65岁以下嵌插型股骨颈骨折初始畸形程度对颈缩短的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1410-1416.
[6]	张超, 吕欣. 髋臼骨折固定后的异位骨化：危险因素、预防及其治疗进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1434-1439.
[7]	周继辉, 李新志, 周游, 黄卫, 陈文瑶. 髌骨骨折修复内植物选择的多重问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1440-1445.
[8]	王德斌, 毕郑刚. 尺骨鹰嘴骨折-脱位解剖力学、损伤特点、固定修复及3D技术应用的相关问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1446-1451.
[9]	胡凯, 乔晓红, 张永红, 王栋, 秦泗河. 空心螺钉和钢板内固定修复移位型跟骨关节内骨折：基于15篇随机对照试验的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1465-1470.
[10]	袁俊, 杨家福. 局部氨甲环酸浸润在非骨水泥全膝关节置换过程中止血效果的评价[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 873-877.
[11]	侯广原, 张继学, 张志军, 孟祥晖, 段文, 高维陆. 骨水泥强化椎弓根螺钉内固定治疗伴骨质疏松腰椎退行性疾病的1年随访[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 878-883.
[12]	和利, 田维, 徐嵩, 赵晓宇, 苗军, 贾健. 影响髂腰内固定治疗创伤性脊柱骨盆分离疗效的因素[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 884-889.
[13]	杨卫强, 丁童, 杨卫可, 蒋振刚. 组合式可变应力接骨板内固定干预山羊股骨骨折断端的骨组织细胞功能及骨密度变化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 890-894.
[14]	张磊, 马丽, 扶世杰, 周鑫, 喻林, 郭晓光. 肩关节镜下双排锚钉固定治疗肩关节前脱位伴肱骨大结节撕脱骨折[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 895-900.
[15]	张经, 王斌, 吕欣. 解剖型髓内钉在四肢管状骨骨折治疗中的应用：把持与抗旋转能力更强[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 917-922.