半坚强与坚强内固定邻近节段腰椎间盘角位移及应力的比较

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.09.009

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

USS坚强内固定系统：是由椎弓根钉、棒等组件组成的脊柱融合系统，由通用公司提供。USS坚强内固定+椎体融合术后明显减少了固定节段的活动度，腰椎整体活动度降低，同时为了代偿融合节段的活动度，邻近节段的活动度明显增大，因此椎间盘内应力异常升高。

Isobar半坚强内固定系统：是一种基于椎弓根螺钉的半坚强内固定腰椎后路动态钉棒固定系统，该系统的核心技术在于动态棒包含一个受控动关节，具有±0.4 mm的纵向位移、±2.25°的伸屈及侧屈三维活动度，在融合节段邻近起到铰链式减震器作用，配合其椎弓根螺钉采用万向钉的潜在运动功能，使得该系统能在各个运动方向上都能减少相应椎间盘及小关节承载的负荷，并有效维持间高度及活动度。

背景：理论上腰椎半坚强内固定能够减缓邻近节段退变，但目前仍缺乏生物力学研究结果支持。

目的：以Isobar TTL装置为例利用有限元方法分析半坚强内固定对邻近节段腰椎间盘生物力学的影响。

方法：根据USS坚强内固定系统和Isobar TTL半坚强内固定系统的材料参数分别导入已通过验证的L₂-S₅腰骶椎模型，构建双节段固定的腰椎内固定模型，各施加垂直负荷为400 N，扭矩为7.5 N•m，分别记录屈伸、侧屈、旋转等工况下邻近节段腰椎间盘角位移及最大von Mises应力值变化。

结果与结论：USS坚强内固定及Isobar TTL半坚强内固定后，邻近节段腰椎间盘屈伸、侧屈和旋转时的角位移及最大von Mises应力值均较自然状态增大。但与USS坚强内固定相比，Isobar TTL半坚强内固定在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转、右旋转时，角位移分别降低19.2%，15.1%，11.1%，12.2%，18.4%和22.1%，最大von Mises应力值分别降低33.0%，20.2%，23.9%，18.6%，28.8%和28.0%。提示与坚强内固定相比，半坚强内固定能在一定程度上减轻邻近节段椎间盘的活动度和应力。

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

ORCID: 0000-0003-4538-6181 (吕建华)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 腰椎, 非融合, 动态稳定系统, 半坚强内固定, 坚强内固定, 邻近节段退变, 有限元分析, 角位移, 生物力学

Abstract:

BACKGROUND: Theoretically, lumbar semi-rigid fixation can slow down the degeneration of adjacent segments, but there is still a lack of biomechanical support.
OBJECTIVE: To explore the biomechanical effect of semi-rigid fixation system, taking Isobar TTL for instance, on adjacent segment disc by means of finite element analysis.
METHODS: The finite element models of USS and Isobar TTL were constructed by putting respective parameters into a validated L2-S5 lumbar model. The angular displacement and von Mises stress of adjacent segments were recorded when the models were subjected to 400 N preload and 7.5 N•m moment of forces under different conditions: flexion, extension, lateral bending and axial rotation.
RESULTS AND CONCLUSION: The angular displacement and inter-vertebral disc stress of adjacent segments in the USS and Isobar TTL models were higher than those of an intact state in every condition. But the values in Isobar TTL model were lower than the USS model in varying degrees. Compared with the USS model, the decrease rates of angular displacement in Isobar TTL model for flexion, extension, left bending, right bending, left axial rotation and right axial rotation were 19.2%, 15.1%, 11.1%, 12.2%, 18.4% and 22.1%, respectively. The decrease rates of von Mises stress were 33.0%, 20.2%, 23.9%, 18.6%, 28.8% and 28.0%, respectively. The results suggested that the Isobar TTL, when compared with the USS, partially reduced the angular displacement and inter-vertebral disc stress of adjacent segments.

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吕建华，唐昭惠，陈凯，李明，张秋林. 半坚强与坚强内固定邻近节段腰椎间盘角位移及应力的比较[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(9): 1275-1281.

Lv Jian-hua, Tang Zhao-hui, Chen Kai, Li Ming, Zhang Qiu-lin. Comparison of angular displacement and stress of adjacent segment disc treated with semi-rigid and rigid fixation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(9): 1275-1281.

图/表（结果） 2

2.1 腰椎三维有限元模型的有效性验证有限元的应用主要为医学提供力学特性理论依据。模型建立后，不但能反应细微结构特点，而且还具有可重复性。一个有效的建模关系着试验结果的可靠与否。本模型通过加载前屈、后伸、侧屈、轴向旋转等工况，测量腰椎间盘的角位移和压力，并与Shim等^[11]的实验结果进行比较，证实本模型有效。

2.2 各种载荷下邻近节段椎间盘的角位移变化相比自然状态，USS坚强内固定和Isobar TTL半坚强内固定将L₄-S₁节段固定，邻近节段椎间盘(即L_3/4椎间盘)各方向的角位移均不同程度增大。前屈时分别增大14.6%和11.8%；后伸时角位移分别增大18.5%和15.7%；左侧屈时分别增大7.2%和6.4%；右侧屈时增大7.4%和6.5%。左旋时分别增大13.6%和11.1%；右旋时分别增大14.0%和10.9%(图3)。

与USS坚强内固定相比，Isobar TTL半坚强内固定的L_3/4椎间盘角位移在屈曲、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋、右旋时分别减小19.2%，15.1%，11.1%，12.2%，18.4%和22.1%。

2.3 各种载荷下邻近节段椎间盘的椎间盘最大von Mises应力值变化无论USS坚强内固定还是Isobar TTL半坚强内固定，邻近节段椎间盘最大von Mises应力值较自然状态均有所增大。前屈时分别增大10.3%和6.9%；后伸时角位移分别增大16.8%和13.4%；左侧屈时分别增大4.6%和3.5%；右侧屈时增大4.3%和3.5%。左旋时分别增大5.2%和3.7 %；右旋时分别增大5.0%和3.6%(图4)。

与USS坚强内固定相比，Isobar TTL半坚强内固定的L_3/4椎间盘最大von Mises应力值在屈曲、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋、右旋时分别减小33.0%，20.2%，23.9%，18.6%，28.8%和28.0%。

参考文献

[1] Khoueir P, Kim KA, Wang MY. Classification of posterior dynamic stabilization devices. Neurosurgical Focus. 2007;22(1):E3.

[2] Prud'homme M, Barrios C, Rouch P, et al. Clinical Outcomes and Complications After Pedicle-anchored Dynamic or Hybrid Lumbar Spine Stabilization: A Systematic Literature Review. J Spinal Disord Tech. 2015;28(8):E439-448.

[3] Kaner T, Ozer AF. Dynamic stabilization for challenging lumbar degenerative diseases of the spine: a review of the literature. Adv Orthop.2013;2013:753470.

[4] Sengupta DK, Herkowitz HN. Pedicle screw-based posterior dynamic stabilization: literature review. Adv Orthop. 2012;2012:424268.

[5] 彭超,何智勇,母建松,等.Dynesys 动态稳定系统置入内固定与后路腰椎间融合修复腰椎退行性病的比较[J]. 中国组织工程研究,2014,18(44):7117-7121.

[6] 杨波,万盛钰,曾勉东,等.Dynesys系统治疗腰椎退行性疾病对邻近节段的影响[J].中国组织工程研究, 2013, 17(17): 3057-3064.

[7] 丁立祥,陈迎春,张亘瑗,等.后路动态稳定系统内固定治疗腰椎间盘突出症的稳定性评价[J].中国组织工程研究, 2013,17(22):4123-4129.

[8] Wang JC，Arnold PM，Hermsmeyer JT, et al．Do lumbar motion preserving devices reduce the risk of adjacent segment pathology compared with fusion surgery:a systematic review. Spine. 2012;37(22):S133-143.

[9] 闫家智,吴志宏,汪学松,等.腰椎三维有限元模型建立和应力分析[J].中华医学杂志,2009,89(17):l162-1165.

[10] Rahm MD, Hall BB. Adjacent segment degeneration after lumbar fusion with instrumentation: a retrospective study. Spinal Disord.1996;9(5):392-400．

[11] Shim CS, Park SW, Lee SH, et al. Biomechanical evaluation of an interspinous stabilizing device, Locker. Spine(Phila Pa 1976). 2008;33(22 Suppl): E820-827.

[12] Lee JC, Choi SW. Adjacent Segment Pathology after Lumbar Spinal Fusion. Asian Spine J. 2015;9(5): 807-817.

[13] Hilibrand AS, Robbins M. Adjacent segment degeneration and adjacent segment disease: the consequences of spinal fusion? Spine J. 2004;4(6 Suppl):190S-194S.

[14] Yang BH, Li HP, Zhang T, et al. The incidence of adjacent segment degeneration after cervical disc arthroplasty(CDA): a meta-analysis of randomized controlled trials. PLoS One. 2012;7(4):e35032.

[15] Botelho RV, Moraes OJ, Fernandes GA, et al. A systematic review of randomized trials on the effect of cervical disc arthroplasty on reducing adjacent-level degeneration. Neurosurg Focus. 2010;28(6):E5.

[16] Skeppholm M, Lindgren L, Henriques T, et al. The Discover artificial disc replacement versus fusion in cervical radiculopathy--a randomized controlled outcome trial with 2-year follow-up. Spine J. 2015;15(6):1284-1294.

[17] Hilibrand AS, Robbins M. Adjacent segment degeneration and adjacent segment disease: the consequences of spinal fusion? Spine J. 2004;4(6 Suppl):190S-194S.

[18] Li ZH, Li FN, Yu SZ, et al. Two year follow-up results of the Isobar TTL semi-rigid rod system for the treatment of lumbar degenerative disease. J Clin Neurosci. 2013; 20:394-399.

[19] Ren C, Song Y, Liu L, et al. Adjacent segment degeneration and disease after lumbar fusion compared with motion-preserving procedures: a meta-analysis, Eur J Orthop Surg Traumatol.2014;24 (Suppl 1):S245-S253.

[20] 周盛源,陈雄生,贾连顺,等.棘突间动态稳定装置Coflex预防腰椎融合术后相邻节段退变的短期随访疗效观察[J].中华外科杂志,2012,9:772-775．

[21] Cabello J, Cavanilles-Walker JM, Iborra M, et al. The protective role of dynamic stabilization on the adjacent disc to a rigid instrumented level. An in vitro biomechanieal analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2013;133:443-448．

[22] Putzier M, Hoff E, Tohtz S, et al.Dynamic stabilization adjacent to single-level fusion:part II．No clinical benefit for asymptomatic，initially degenerated adjacent segments after 6 years follow-up．Eur Spine J.2010; 19(12):2181-2189．

[23] Krag MH, Seroussi RE, Wilder DG, et al. Internal displacement distribution from in vitro loading of human thoracic and lumbar spinal motion segments: experimental results and theoretical predictions. Spine.1987;12(2):1001-1007.

[24] Tang S, Meng X. Does disc space height of fused segment affect adjacent degeneration in ALIF? A finite element study. Turk Neurosurg.2011;21(3):296-303.

[25] 朱立新,王健,曹延林,等.基于CT数据构建人体腰骶椎的有限元模型[J].中国组织工程研究,2012,6(30): 5511-5515．

[26] Schmidt H, Galbusera F, Rohlmann A, et al. What have we learned from finite element model studies of lumbar intervertebral discs in the past four decades? J Biomech. 2013;46(14):2342-2355.

[27] Carpenter RD. Finite element analysis of the hip and spine based on quantitative computed tomography. Curr Osteoporos Rep. 2013;11(2):156-162.

[28] 刘建航,靳安民,段扬,等.半坚强内固定系统与USS坚强内固定系统的三维有限元分析比较[J].第二军医大学学报, 2013, 34(4):416-420.

[29] Galbusera F, Bellini CM, Anasetti F, et al. Rigid and flexible spinal stabilization devices: a biomechanical comparison. Med Eng Phys.2011;33:490-496.

[30] Barrey C, Perrin G, Champain S. Pedicle-Screw-Based Dynamic Systems and Degenerative Lumbar Diseases: Biomechanical and Clinical Experiences of Dynamic Fusion with Isobar TTL. ISRN Orthop. 2013;2013: 183702.

[31] 李建江,楚戈,杨涛,等.经皮椎间孔镜下TESSYS技术修复腰椎固定融合后邻近节段退行性变[J].中国组织工程研究, 2015,19(26):4186-4190.

引言

材料方法

1.1 设计三维有限元分析。

1.2 时间及地点于2014年3至10月在解放军第二军医大学附属长海医院完成。

1.3 材料

USS坚强内固定系统：是由椎弓根钉、棒等组件组成的脊柱融合系统，由通用公司提供。

Isobar半坚强内固定系统：是一种基于椎弓根螺钉的半坚强内固定腰椎后路动态钉棒固定系统，该系统的核心技术在于动态棒包含一个受控动关节，具有±0.4 mm的纵向位移、±2.25°的伸屈及侧屈三维活动度。

1.4 对象试验志愿者为1名24岁健康男性志愿者，身高177 cm，体质量66 kg，既往无脊柱外伤、脊柱侧弯、脊柱结核或肿瘤等病史。利用双排螺旋CT机行腰椎全长薄层扫描。扫描条件：电压120 kV，层厚1.25 mm，扫描范围为L₂-S₅。所得数据以标准Dicom格式保存。参与试验的志愿者自愿参加，对试验过程完全知情同意，并签署“知情同意书”；试验方案获医院伦理委员会批准。

1.5 方法

建立正常L₂-S₅节段有限元模型：将CT扫描所得数据导入Mimics15.0软件进行表面模型建模，输出STL文件，在Geomagic studio 12.0中修补、降噪及曲面化，导出STP格式，在Pro/E 5.0中组装模型；依据腰椎间盘解剖形态特点在Pro/E 5.0中曲面建模，整体导出IGES格式，在Hypermesh 12.0中进行有限元网格划分。腰椎各种韧带模拟为Truss单元，根据各自起止点设定和椎体模型结合。骨质、终板、椎间盘、关节囊及韧带的材料参数根据大多数文献公认的数据进行建模^[9]。所建有限元模型见图1。

USS坚强内固定和Isobar TTL半坚强内固定模型建立：见图2。利用逆向工程软件Geomagic studio 12.0的建模功能，将传统USS坚强内固定系统和Isobar TTL半坚强内固定系统各部件模型分别导人Hypermesh 12.0，根据各内固定制造公司提供的数据及相关文献，将植入物材料的弹性模量、泊松比等材料参数(表1)以及特征值输入(设定微动棒屈伸、侧屈活动度为±2°，轴向移动范围±0.2 mm)。利用Hypermesh 12.0和Pro/E5.0等软件将不同方案的腰椎后路内固定系统和人体L₂-S₅的有限元模型结合。腰椎模型单元总数为423 327，节点总数为114 543。椎间盘包含终板、髓核、纤维环以及纤维环纤维层。韧带及纤维环采用只承受拉伸载荷的truss单元。采用EMBEDED耦合约束椎弓根钉与椎体骨质，获得不同的固定模型。定义内固定和椎体设置为非弹性固定，接触状态为Coupling。上下终板和椎间盘之间、椎体与小关节之间的接触状态为Tie，上下关节突之间的接触为有限的滑动，摩擦系数0.1。计算边界在骶骨与股骨头接触部位设定全自由度固定约束。

加载及计算：实验共加载垂直载荷+前屈扭矩、垂直载荷+后伸扭矩、垂直载荷+左侧屈扭矩、垂直载荷+右侧屈扭矩、垂直载荷+左旋扭矩和垂直载荷+右旋扭矩共6种载荷。垂直载荷为400 N，扭矩为7.5 N•m。

1.6 主要观察指标观察自然状态、USS坚强内固定和Isobar TTL半坚强内固定后前屈、后伸、左右侧屈、左右旋状态下椎间盘活动度和椎间盘应力情况，分别用腰椎间盘角位移和最大von Mises应力值表示。Rahm等^[10]认为上方邻近节段常比下方邻近节段更易发生退变，上方相邻节段的发生率为25.5%，下方相邻节段仅为2.6%。故本研究取固定后上一节段椎间盘的角位移和最大应力数值，分别进行比较分析。

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讨论

近年来，由于腰椎融合数量的增多，使得邻近节段退变和邻近节段退变性疾病成为了学术界讨论越来越多的话题^[12-13]。邻近节段退变性疾病是指与手术节段相邻的节段发生新的退变，并伴有神经受压迫、脊柱不稳等症状的疾病。而邻近节段退变只代表影像上的改变，并无临床症状。截至目前，它们的发病机制仍不清楚。邻近节段退变究竟是与年龄相关的自然退变，还是节段的融合手术所导致的，还存在争议。有学者对同时期的一些文献分析显示，颈椎融合或非融合对邻近节段退变发展的影响差异并无显著性意义^[14-16]。

对腰椎而言，因为解剖结构与颈椎存在差异，结果有待进一步证实。Hilibrand等^[17]认为融合手术虽然可能在一定程度上加速邻近节段退变，但并不是导致邻近节段退变的独立因素。邻近节段退变还与年龄、性别、术前相邻节段的椎间盘退变情况等多因素相关。

在寻找如何避免或减轻邻近节段退变的办法中，非融合技术或动态稳定技术逐渐成了研究热点。腰椎非融合稳定技术包括棘突间动态稳定系统(如Wallis、Coflex等)和经椎弓根动态稳定系统(如Dynesys、Isobar TTL等)，旨在保留固定节段的部分运动和减少对邻近节段的不良影响。理论上，种类繁多的非融合技术都拥有降低邻近节段退变发生率的潜在优势，但是只有很少一小部分的研究会针对这类技术的短板进行详细报道。

此次研究选取以椎弓根螺钉为基础的半坚强内固定Isobar TTL进行试验分析，结果提示此种半坚强内固定较USS坚强内固定能够减少部分应力遮挡，降低邻近节段椎间盘的角位移和应力。椎间盘角位移及最大von Mises应力值与USS坚强内固定相比，在前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转、右旋转时，角位移分别降低19.2%，15.1%，11.1%，12.2%，18.4%和22.1%；von Mises最大应力值分别降低33.0%，20.2%，23.9%，18.6%，28.8%和28.0%。然而，坚强内固定状态较自然状态的邻近节段椎间盘的角位移和应力值并没有成倍地增加，增加最大者也不超过20%。动态稳定下的相应值又只减少这么小的程度，到底对延缓邻近节段椎间盘退变的真正意义有多大实在难于知晓。

在各门类动态稳定系统的临床应用中，多数都获得了良好的短期疗效，远期疗效报道较少。因此，关于腰椎非融合后邻近节段退变性疾病的发病情况的研究少之更少。Li等^[18]对接受Isobar TTL固定的患者进行术后长期随访，并复查MRI，发现居然有高达39%的患者在术后2年内发生了邻近节段退变，8%的患者出现了临床症状，通过正规的保守治疗无效，不得不需要接受翻修手术。这么高的邻近节段退变发生率和再手术率，并没有显示出比传统融合手术优越。不禁让人们对动态稳定系统或者半坚强稳定系统的优势产生怀疑。

虽然有Meta分析指出，非融合术后的邻近节段退变、邻近节段退变性疾病发生率和再手术率分别都低于融合手术的相应发生率^[19]，但纳入分析的文献存在一些缺陷，说服力并不够。经过查阅文献，不难发现融合与非融合的混合应用比较常见，本研究Isobar TTL半坚强内固定也是采取这种混合方式。周盛源等^[20]认为Coflex与后路腰椎椎体间融合联合应用有助于延缓邻近节段退变。Cabello等^[21]通过体外生物力学研究，推测Topping-off相邻节段比PLIF相邻节段承受的代偿应力小，发生邻近节段退变的风险和程度要轻。然而，Putzier等^[22]前瞻性随机对照研究比较了单纯责任节段的融合与混合固定的临床疗效，认为后者不但内固定失败率较高，而且会导致邻近节段退变继续转移。因此，不建议对相邻无症状节段退变进行预防性非融合固定。

有限元分析是生物力学试验的重要手段^[23-25]，可以模拟复杂的体内力学环境，直接测量结构内部的力学反应，它已广泛应用于脊柱生物力学的各种研究^[26-27]。刘建航等^[28]通过三维有限元分析比较Isobar TTL和USS固定后的力学分布特点。前者在前屈、后伸、侧屈、旋转工况下，邻段椎间盘应力分别增加了6.2%，9.7%，3.6%，3.8%。而后者分别增加了8.5%，13.5%，4.3%，4.8%。本研究的结果也显示，无论是Isobar TTL半坚强固定或是USS坚强内固定，腰椎上一节段的椎间盘角位移和最大von Mises应力值均增加。其中，USS固定后前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转和右旋转时增加的的最大von Mises应力值分别是10.3%， 16.8%，4.6%，4.3%，5.2%和5.0%。Isobar TTL固定后以上值分别是6.9%，13.4%，3.5%，3.5%，3.7 %和3.6%。而邻近节段的活动度改变情况，本实验采用椎间盘的角位移变化来衡量。USS组各方向各增大14.6%，18.5%，7.2%，7.4%，13.6%，14.0%；Isobar组各增大11.8%，15.7%，6.4%，6.5%，11.1%，10.9%。无论是应力还是活动度，两系列数据的共同特点是USS组数值均略高于Isobar组数值，并无成倍以上的关系。通过该结果可以充分说明Isobar TTL半坚强固定装置虽然借助它的动态组件所提供的±0.4 mm的纵向位移和±2.25°三维自由活动度保留了固定节段的部分活动度，分担了固定节段椎间盘的部分应力，通过缓冲作用减轻了部分应力遮挡，但势必继续增加上一节段椎间盘的应力和活动度，增加的程度与USS坚强内固定后的结果相近，亦会导致退变的继续转移。相信其他非融合动态稳定系统也存在着与生物力学相矛盾的设计缺陷。

Galbusera等^[29]的一项研究表明，目前在临床上应用中的所谓的动态稳定系统，只能保留很小一部分的活动度，并不适于脊柱功能单位的生物力学行为。局部的活动度并不是最重要的参考指标，还应该将瞬时旋转中心、应力分散情况和小关节应力等指标都考虑在内。由于各自的设计缺陷，当今的这些动态稳定系统还与理想的设计存在不小差距。

那么非融合动态稳定系统应该如何发展呢？作者认为，一方面，要继续寻找更符合生物力学的非融合设计；另一方面，要寻找更匹配的适应证，将现有的非融合技术更好地应用。就继续以Isobar TTL装置为例，Barrey等^[30]认为此装置可以分散应力，避免应力遮挡，与颈椎微动钢板类似，按照Wolff定律，增加了植骨部分的应力将有助于融合。他们将该装置作为动态融合技术联合椎间植骨融合应用于18例腰椎退变性疾病的患者，并进行长时间的随访(平均随访时间10.2年)，均获得了良好的临床效果和98%的融合率，无相关并发症和二次手术情况。这再次说明良好的骨融合可能得益于适当的微动和承重。诸如此类的创造性应用，为动态稳定系统的临床应用开阔了新视野，拓展了新方向。然而，Dynesys装置则无法用于上述手术，原因在于它是软性动态系统，无法限制旋转活动，产生的剪切力对融合十分不利。

脊柱微创技术和内镜技术的迅猛发展为脊柱外科医师提供了新的手段。特别是随着内镜技术适应证的不断拓宽，以往只能够通过融合、非融合手术的患者可以选择微创手术解决实际临床问题。即使是选择了融合治疗的患者，如果邻近节段发生退变疾病，保守治疗和微创手术亦能够提供补救^[31]。因此，对非融合技术领域的进一步探索似乎不再显得那么迫切。

本文还存在一些不足之处。一方面，三维有限元模型是模拟人体各种组织结构的特性进行建构的。尽管技术再先进，精确度再高，还是与正常人体或多或少存在一定的差异。所以实验结果不能完全精确反映真实人体的力学情况。另一方面，本实验只是着重研究、阐述内固定后邻近节段椎间盘的活动度和应力改变，没有进一步研究邻近节段的小关节等后部结构的生物力学改变。再次，各种非融合内固定是针对治疗腰椎的退行性疾病而设计的。置入内固定物的同时，必定涉及减压手术程序，后方骨质、韧带的破坏不可避免，因此力学传导将发生改变。而本研究仅仅在正常腰椎模型上进行内固定，并未建构减压后的模型，与真实情况存在差异，影响准确性。今后将不断改进技术，继续深入探索。

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