不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析

doi:10.12307/2024.077

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (21): 3293-3298.doi: 10.12307/2024.077

• 骨与关节生物力学 bone and joint biomechanics • 上一篇下一篇

不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析

唐福波，钟远鸣，李智斐

广西中医药大学第一附属医院，广西壮族自治区南宁市 530001

收稿日期:2023-04-20 接受日期:2023-06-16 出版日期:2024-07-28 发布日期:2023-09-27
通讯作者: 李智斐，硕士，主任医师，教授，广西中医药大学第一附属医院，广西壮族自治区南宁市 530001
作者简介:唐福波，男，1982年生，广西壮族自治区容县人，回族，2006年广西医科大学毕业，副主任医师，主要从事脊柱脊髓疾病的诊治研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(81760874，82260942)，项目负责人：钟远鸣；广西重点研发计划项目(桂科AB20159018)，项目负责人：钟远鸣；广西中医药重点学科建设项目(GZXK-Z-20-21)，项目认责人：钟远鸣；广西壮族自治区中医药管理局计划课题项目(GXZYA20220025)，项目负责人：唐福波；广西自然科学基金面上项目(2023GXNSFAA026101)，项目负责人：李智斐；广西中医临床优秀人才培养对象(Guangxi TCM [2022] No.14)，项目负责人：李智斐

Finite element mechanical analysis of different screw-rod internal fixation methods in lateral lumbar fusion

Tang Fubo, Zhong Yuanming, Li Zhifei

First Affiliated Hospital, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530001, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China

Received:2023-04-20 Accepted:2023-06-16 Online:2024-07-28 Published:2023-09-27
Contact: Li Zhifei, Master, Chief physician, Professor, First Affiliated Hospital, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530001, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
About author:Tang Fubo, Associate chief physician, First Affiliated Hospital, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530001, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 81760874, 82260942 (to ZYM); Guangxi Key Research & Development Plan Project, No. Guike AB20159018 (to ZYM); Guangxi Key Discipline Construction Project of Traditional Chinese Medicine, No. GZXK-Z-20-21 (to ZYM); Guangxi Zhuang Autonomous Region Traditional Chinese Medicine Administration Plan Project, No. GXZYA20220025 (to TFB); General Project of Guangxi Natural Science Foundation, No. 2023GXNSFAA026101 (to LZF); Guangxi TCM Clinical Excellent Talent Training Target, No. Guangxi TCM[2022]14 (to LZF)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

力学响应：是指物体对外部力学刺激的反应。力学响应通常指物体在受到外力作用时，其形变、应力和应变等物理量的变化。目前，国内外生物力学研究学者逐渐意识到材料的力学响应在生物医学的重要性，了解生物体内植入物的力学响应对于理解其生理和病理过程、医疗设备设计和优化等具有重要作用。
植入物仿真：是一种使用计算机模拟和仿真技术来模拟和研究脊柱内固定植入物在脊柱内的行为和性能的方法。通过在脊柱内置入金属棒、螺钉、钢板等，以固定和稳定脊柱的结构，帮助恢复脊柱的稳定性和功能。相应的仿真可以应用于脊柱生物力学研究、植入物设计和优化等领域。通过建立脊柱内固定植入物的数学模型，结合生物力学仿真，可以模拟和预测植入物在脊柱内的运动、应力、应变等力学响应，从而帮助优化植入物的设计、性能和安全性。

背景：考虑到脊柱固定的稳定性，目前临床在进行侧路椎间融合时大多采用后路双边椎弓根螺钉固定的手术方式，且多数为两期手术完成。侧卧位的后路单侧、侧方椎体钉棒固定的固定方式，也有可能会提供较好的力学稳定性，所带来的手术时间缩短、风险与花费降低等获益考量值得进一步研究。

目的：比较4种不同侧路椎间融合内固定方式的生物力学特性。
方法：建立正常 L3-5有限元模型，在验证其有效性基础上模拟4种不同内固定方式，即后路双侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model A)、后路单侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model B)、侧路双侧螺钉+侧路融合模型(Model C)及侧路单侧螺钉+侧路融合模型(Model D)。分别比较各模型在生理活动范围下的稳定性、螺钉内固定和椎间融合器的应力差异。

结果与结论：①对所有重构模型，在融合节段(L4-5)的活动范围均显著下降，Model A的活动范围下降更明显；②在模型的屈伸、侧屈和轴向旋转运动状态，侧路置钉的峰值应力与后路置钉的峰值应力的差异分别超过67.74 MPa、80.10 MPa和43.95 MPa；③在不同重建模型内固定应力分布方面，Model A和Model B螺钉的应力分布主要集中在椎弓根螺钉的体部，而Model C和Model D的峰值应力主要集中在螺钉的尾部；④提示Model A能够获得最好的稳定性，并且能够降低 cage下沉及移位的风险；而Model B亦能够提供较好的稳定性，在保证稳定和固定的前提下能成为侧路融合的替代选择；⑤此外在选择侧路置钉的内固定时，Model C能获得与Model D相似的效果，但在临床诊疗上面对腰椎后伸不稳定的患者需谨慎选择侧路的单侧内固定，亦应避免过度后伸以降低螺钉松动和疲劳断裂的发生率。

https://orcid.org/0009-0009-6125-2301 (唐福波)；https://orcid.org/0000-0002-4667-7039 (李智斐)

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: 椎间融合, 侧路融合, 内固定, 仿真, 有限元, 生物力学, 优化分析

Abstract: BACKGROUND: Taking into account the stability of spinal fixation, the preferred approach for lateral lumbar interbody fusion is commonly the utilization of posterior bilateral pedicle screws, typically performed in two stages. An alternative method involving the posterior approach of unilateral fixation using lateral vertebral nail rods in the lateral decubitus position has shown potential for enhanced mechanical stability. This technique also offers additional advantages such as reduced operation time, lowered risks, and decreased costs, making it a promising area for further investigation.
OBJECTIVE: To compare the biomechanical effect of lateral lumbar interbody fusion with four different types of posterior instruments.
METHODS: A validated L3-5 finite element model was modified to simulate four different types of lateral lumbar interbody fusion: Model A: posterior bilateral pedicle screw fixation; Model B: posterior unilateral pedicle screw fixation; Model C: lateral bilateral screw fixation; Model D: lateral unilateral screw fixation. The stability in the range of physiological motion, and the stress difference of screw fixation and interbody fusion apparatus were compared among the models.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) When compared with the intact model, all reconstructive models displayed decreased motion range at L4-5. Model A had a more obvious range of motion decline. (2) In the flexion, lateral flexion and axial rotation, the differences between the peak stress of the lateral screw fixation and the peak stress of the posterior screw fixation were more than 67.74 MPa, 80.10 MPa and 43.95 MPa, respectively. (3) In terms of internal fixed stress distribution in different reconstructed models, the stress distribution of Model A and Model B screws was mainly concentrated in the body of the pedicle screw, while the peak stress of Model C and Model D screws was mainly concentrated in the tail of the screw. (4) It is suggested that Model A could obtain the best stability and reduce the risk of cage sinking and displacement. Model B could also provide better stability, and could be a choice for lateral fusion on the premise of ensuring stability and fixation. (5) Besides, Model C could achieve the same effect as Model D when the lateral road screw was selected. However, patients with lumbar instability should be cautious to choose unilateral lateral internal fixation, and excessive extension should be avoided to reduce the possibility of screw loosening and fixation fatigue.

Key words: interbody fusion, lateral fusion, internal fixation, simulation, finite element, biomechanics, optimized analysis

中图分类号:

唐福波, 钟远鸣, 李智斐. 不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(21): 3293-3298.

Tang Fubo, Zhong Yuanming, Li Zhifei. Finite element mechanical analysis of different screw-rod internal fixation methods in lateral lumbar fusion[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(21): 3293-3298.

图/表（结果） 6

2.1 模型有效性验证此次研究使用正常L3-L5模型进行验证，并将运动范围的结果与LIU等[25]、DAHL等[26]有限元研究和体外研究结果进行比较。研究结果的相近证实了模型的合理性，可以作进一步分析。同时，正常模型的数值亦为4种不同侧路融合的重构模型提供参考的基值。详见图2。

2.2 不同侧路融合的内固定置入重建模型在不同生理应力下 ROM的比较从图3可见，与完整模型相比，所有手术模型均显著降低了L4-L5节段的ROM。在屈伸ROM方面，Model A和Model B较正常模型降低了95.81%和94.16%，而Model C和Model D则分别降低了92.35%和92.53%。在侧屈ROM方面，由于为右侧置钉，Model C和Model D的右侧屈ROM限制最多，分别降低了97.56%和97.59%的活动度。在轴向旋转ROM的比较中，Model A和Model B通过脊柱三柱的固定，分别降低了98.53%和98.31%的ROM。在4个内固定模型的单独比较中，Model A和Model B在屈伸工况下较Model C和Model D多21.85%-45.26%的ROM限制；而后者在侧屈工况限制最多，较前者增加了约5.26%的ROM限制；在轴向旋转工况的比较中，Model A和Model B在屈伸工况下较Model C和Model D多6.17%-23.26%的ROM限制，见图4。

2.3 各种内固定重建模型的螺钉von Mises峰值应力比较从图5可见，后路椎弓根螺钉和侧路原位螺钉的von Mises峰值应力均发生在所有模型的屈伸运动工况中，后路椎弓根螺钉的峰值应力与侧路原位螺钉的峰值应力比较差异超过67.74 MPa。其中，Model A在屈伸工况的峰值应力最小为61.47 MPa，分别较Model B减少了21.24%、较Model C减少了32.80%以及较Model D减少了46.91%的峰值应力。螺钉最大的Von Mises峰值应力出现在Model D的后伸工况，达到69.25 MPa。在侧屈的运动工况中，后路椎弓根螺钉的峰值应力与侧路原位螺钉的峰值应力比较差异超过80.10 MPa，前者较后者少负载54.15%-60.73%的螺钉峰值应力。然而，单侧和双侧的螺钉固定在侧屈工况比较中差异并不显著，如Model A和Model B的螺钉应力差异为3.71 MPa，以及Model C和Model D的螺钉应力差异为2.05 MPa。在轴向旋转的运动工况比较中发现，后路椎弓根螺钉的峰值应力与侧路原位螺钉的峰值应力比较差异为43.95 MPa，前者较后者少负载30.58%-38.70%的螺钉峰值应力。单侧和双侧的螺钉固定在此工况比较中差异也并不显著。在螺钉应力分布云图的比较中发现，Model A和Model B螺钉的应力分布主要集中在椎弓根螺钉的体部，而Model C和Model D的峰值应力主要集中在原位螺钉的尾部，详见图6。

2.4 各种内固定重建模型的螺钉的椎间融合器Von Mises 峰值应力比较不同重构模型在各种运动工况下椎间融合器Von Mises峰值应力比较见图7。总体来说，后路椎弓根螺钉固定较侧路原位螺钉固定承载的融合器峰值应力小，椎间融合器最大的Von Mises峰值应力出现在Model C和Model D的后伸工况。在屈伸运动工况的比较中，前者较后者少承载39.37%的峰值应力；在侧屈、轴向旋转的运动工况中，前者较后者少承载13.01%和42.86%的峰值应力。在右侧屈的运动工况中显示，右侧置入螺钉的Model C和Model D的椎间融合器较后路置入螺钉的Model A和Model B少承载9.65%-32.57%峰值应力；而左侧屈的工况相反，前者较后者多39.24%-41.39%的峰值应力。

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引言

作为一种微创手术，侧方腰椎椎间融合术(lateral lumbar interbody fusion，LLIF)近年逐渐受到脊柱外科医生的重视，并在国内得到广泛的开展。这种腰大肌侧方入路避免了前路手术造成的前方大血管损伤风险，以及降低了后路手术的神经损伤及轴性痛风险。成功的椎间融合有助于优良的手术疗效。尽管保留了前后纵韧带，stand-alone LLIF被部分学者报道术后1年的随访中发现，有70%的病例出现轻度至中度的融合器沉降，30%的病例出现重度融合器沉降[1]。TOWERS等[2]也报道了stand-alone LLIF手术的融合器出现侧方滑移。因此，为了追求良好的椎间融合效果，国内临床脊柱外科医师大多推荐使用辅助钉棒系统内固定。
习惯于经典后路腰椎椎间融合术和经椎间孔腰椎椎间融合术的脊柱外科医生可能更多地选择坚强的后路椎弓根钉内固定[3-5]，但双侧的椎弓根螺钉固定需俯卧位翻身完成，且多数为两期手术。侧卧位的后路单侧、侧方椎体钉棒固定的固定方式，也有可能会提供较好的力学稳定性，所带来的手术时间缩短、风险与花费降低等获益考量值得进一步研究。HIYAMA等[6]报道单侧椎弓根螺钉固定可在侧卧位进行，无需俯卧位翻身，这种做法可能有助于缩短手术时间并减少出血。但椎弓根螺钉的单侧固定具有不均匀的刚度，可能在侧屈、旋转活动中缺乏良好的固定效能[7-8]。另外，LLIF手术可在侧路减压的基础上置入螺钉原位固定，其避免了后方结构的损伤，增强脊柱功能单元的力学承载性能[9]。侧路原位螺钉也避免了二期的螺钉置入，减少了后方的椎旁肌剥离等损伤风险。然而，侧路原位螺钉是在相对有限的空间内置入，双侧的侧路螺钉可能会对输尿管、交感干、腰大肌、生殖股神经等邻近组织造成更高的损伤风险[10-11]。而关于侧路原位螺钉的生物力学研究仍尚未有报道。
因而，此次研究的目的是探讨不同钉棒内固定方式在LLIF中的力学响应，将建立LLIF的三维有限元模型，并观察LLIF手术置入后路、侧路螺钉内固定对节段活动范围(range of motion，ROM)、融合器的应力、应变等变化表征，为该手术的螺钉置入策略提供有限元仿真的力学依据。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 设计生物力学模型建模及有限元分析探讨不同钉棒内固定方式在LLIF中的力学响应。
1.2 时间及地点实验于2023年1-3月在广西中医药大学第一附属医院脊柱外科完成。
1.3 材料选择健康成年人志愿者腰椎CT扫描数据中的几何细节，志愿者为男性，25岁。此次研究经广西中医药大学第一附属医院医学伦理委员会批准(医院伦理批件号：论审2022-031-08，审批时间：2022-08-10)，志愿者知情同意并自愿参与此次研究。
1.4 方法
1.4.1 L3-5正常有限元模型建立建立了L3-L5的三维非线性有限元模型，模型由3个椎体、2个椎间盘和相关韧带组成。使用Mimics 软件(19.0版本； Materialise公司，比利时)处理CT Dicom格式并转化成实体模型，获得初始的L3-L5三维椎体几何结构。其后，导入Geomagic Studio软件(2015版本；Geomagic公司，美国)，经修复、去噪等平滑处理后转为nurbs格式文件。将L3-L5椎体导入到Solidwork CAD软件(2017版本；Solidwork公司，美国)后重建椎间盘、关节软骨等椎间实体结构。最后，将其导入Abaqus有限元软件(2016版本；Dassault公司，美国)进行网格划分和模拟分析。

该模型中椎体由松质骨和一层厚度为1.0 mm的皮质骨和0.5 mm的终板组成[12-13]。椎间盘由髓核、纤维环基质和3层纤维环纤维组成，其中髓核约占椎间盘43%[14]。纤维环纤维如同一层网状和环状纤维黏附在基质的表面，相对于横向平面倾斜15°-45°[15]。7条韧带包括前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘上韧带、棘间韧带、横突间韧带，关节囊的重建位置参考了相关解剖文献以精确模拟其所在的位置结构[16]。椎体松质骨和后方结构被建模为各项同性、线弹性的四面体实体单元；纤维环基质和髓核被建模为六面体实体单元，并模拟为不可压缩的流体样材料属性[17]；纤维环纤维及脊柱韧带被建模为仅承受张力的1D桁架单元。划分网格后进行质量检查和校正，对于低质量网格再次导入Geomagic Studio软件中进行优化处理。有限元模型中各构成部件的材料属性参考既往生物力学研究赋值[18-20]，如表1所示。

将韧带两端的节点与椎体节点的接触设定为耦合关系。髓核与纤维环、松质骨与皮质骨、椎间盘与终板均使用绑定约束。小关节之间为相互接触，定义为无摩擦[21]。模型的节点和单元的总数分别为289 921和176 234，详见表2。

1.4.2 建立不同融合和内固定方法的模型在正常的L3-L5有限元模型的基础上，在L4-L5节段建立4种侧路融合的固定模型，行部分关节突切除、椎间盘切除等减压操作，其后在L4-L5节段置入椎间融合器，分别建立以下生物力学模型：后路双侧椎弓根螺钉+侧路融合模型Model A；后路单侧椎弓根螺钉+侧路融合模型Model B；侧路双侧螺钉+侧路融合模型Model C；侧路单侧螺钉+侧路融合模型Model D。内固定、融合器在Solidworks CAD软件中重建并与椎体终板结构精确契合。其中，后路椎弓根螺钉的直径为6.0 mm，长度50.0 mm；侧路螺钉的直径为 4.5 mm，长度 45.0 mm。螺钉之间的连接棒选择放样重建，保证连接棒与螺钉精确契合，后路椎弓根螺钉连接棒直径为 6.0 mm，长度 45.0 mm；侧路螺钉连接棒直径为 4.5 mm，长度 30.0 mm[22]。融合器的设计几何参数为44.0 mm×22.0 mm×9.0 mm。左右侧墙的高度不一，形成具有角度的斜面，角度分别为5°[23]。钉棒内固定和融合器材料特性分别指定钛(E=110 GPa)和聚乙烯醚酮(E=3.6 GPa)材料[14]。螺钉与棒、松质骨与螺钉的连接属性指定为绑定约束。融合器与终板面面接触，摩擦因数设定为0.2[24]。正常L3-L5三维有限元模型、不同内固定模式以及融合器位置的重构模型详见图1。

1.4.3 模型载荷和边界条件正常有限元模型有效性，加载参数基于既往文献及体外实验结果[25-26]，载荷施加在L3椎体的表面上，设定400 N的轴向压缩预载荷，并施加8.0 Nm的扭矩以模拟屈曲、侧屈和轴向旋转的运动。与既往研究的模型进行比较从而验证模型ROM。计算分析所使用的计算机配置Windows 10系统，具备32G存储器的i7处理器，每一工况计算耗时约3.0 h。
1.5 主要观察指标邻近节段L3-L4和融合节段L4-L5活动范围的ROM以及螺钉、融合器的von Mises应力变化情况。

讨论

此次研究从有限元仿真的角度探索LLIF手术的置入内固定的机械力学行为。与完整模型相比，所有手术模型都增加了责任节段的刚度。尽管此次准静态结果仅适用于描述LLIF术后即刻稳定性的影响，它们确实反映了置入融合器的机械性能和总体力学趋势，椎间刚度的增加反映了融合节段抵抗腰椎原有ROM的能力。此外，此次研究重点探讨了现有的后路、侧路钉棒系统辅助固定策略在LLIF手术中的力学机械效果；研究结果发现后路和侧路模型之间的力学响应有较大的差异，其中后路置入椎弓根螺钉的稳定性优于侧路置入原位螺钉，前者在各运动工况下具有优良的固定效应；尤其在屈伸工况，也提示了患者若在术前存在腰椎椎间滑脱，在行LLIF手术的时候更适宜选择使用后路椎弓根固定。更少的融合节段ROM能对椎间内固定结构提供额外的“保护”效果，对比侧路原位螺钉，后路椎弓根螺钉降低了融合器自身的承载应力，从而减少了融合器沉降和移位的风险。
在腰椎前凸的生理曲线基础上，腰椎椎弓根具有背侧-腹侧方向的倾斜度，使腰椎承载的负荷有从后柱传递到前柱的力学趋势[27]。因此，椎弓根螺钉沿着椎弓根置入到前柱，能固定脊柱的三柱结构，提供可靠的稳定效果，从而成为辅助内固定的“金标准”[28]。此次研究结果提示后路双侧椎弓根螺钉的稳定性优于单侧螺钉固定，这也契合了部分研究的发现。ZHONG等[29]纳入包含随机对照试验研究等14项临床论著进行Meta分析，发现在腰椎融合中单侧椎弓根螺钉内固定对比双侧固定治疗腰椎退行性椎间盘疾病的临床效果相仿。单侧椎弓根螺钉天然上有较双侧螺钉固定容易增加断钉和假关节形成的风险。XU等 [8]也报道了在经椎间孔腰椎椎间融合手术中，后路椎弓根螺钉单侧固定与双侧固定一样有效，且减少了失血和手术时间；同时，他也观察到前者可能会比后者发生更多的融合器移位案例。然而，作者发现在屈伸运动中，双侧椎弓根螺钉固定比单侧螺钉固定承载的峰值应力更小，但在侧屈和旋转状态中，两者之间无显著区别，这可能与侧路融合置入的融合器有关。相对于经典的椎间融合手术，侧路融合可以允许在椎间隙中放置更大的椎间融合器，其融合器置入在椎体终板两侧骺环位置，可更好地发挥融合器“撑开-压缩”作用：椎间融合器置入后的撑开力使椎间盘纤维坏和前后韧带处于张力状态，而自身质量及椎盘肌肉则处于动态收缩状态，两种作用力相反，使融合器达到稳态[14]；同时，手术过程中不破坏椎体后方稳定结构，因此，单侧椎弓根螺钉固定理论上能满足椎间融合的需要。从生物力学的角度来看，过多的刚性内固定不仅会加速相邻节段的退变，而且会引起由于螺钉应力遮挡形成相关的骨质疏松[30-31]。DUJIC等[32]进行了一项回顾性影像学研究，表明辅助单侧椎弓根螺钉也有较好的椎间稳定效果，同时相较双侧固定较少发生融合术后邻近节段退变。同时，此文结果表明，Model B的椎间ROM小于2°，虽然这些结果只能描述即时效果，但它们确实反映了总体趋势。椎间融合的稳定是指在小扰动下不发生融合器的大位移，临床上，有研究指出小于5°的ROM被认为是成功的融合[33]。由于有限元仿真研究无法模拟融合过程，椎间ROM被选择进行比较。因此，作者认为在置入更宽的LLIF融合器基础上，后路双侧椎弓根螺钉内固定能够提供最优化的稳定性，单侧置钉亦能提供较好的固定效果，且其可在侧卧位置入，无需翻转俯卧体位，减少了手术时间和术中出血。因此，在保证稳定的前提下，单侧的后路椎弓根螺钉可以作为单节段LLIF手术双侧置钉的替代方案。
在此次研究中，作者也发现了侧路置入原位螺钉能有效减少责任节段的ROM，并为融合器减少了负载响应。在稳定性方面比较发现，单侧和双侧的原位螺钉无明显的差异，然而，由于侧方原位螺钉仅固定脊柱的一柱，更多的应力转移到了螺钉上；Model D峰值应力均值超过100 MPa，尽管钛合金的典型机械性能极限承载强度为825.0-895.0 MPa[34]，但长时间的螺钉应力升高无疑会增加螺钉松动和断裂的风险。在不同重建模型螺钉应力分布方面，后路椎弓根螺钉的应力分布主要集中在螺钉的体部，而侧方原位螺钉的应力主要集中在螺钉的尾部。EL-KADI等[35]也指出了腰椎的螺钉固定更容易在尾部发生断裂。作者也观察到尤其在后伸工况时，侧路单侧原位螺钉承受较大的应力，而其余工况与双侧原位螺钉无明显的差异。提示在临床诊疗上面对腰椎后伸不稳定的患者需谨慎选择侧路的单侧内固定，亦应避免过度的后伸以降低螺钉松动和疲劳断裂的问题。LIANG等[14]提出侧路单侧原位螺钉能作为治疗融合术后发生邻近节段退变的辅助内固定方案。CHOI等[10]进行了一项回顾性临床研究，10例邻近节段退变的患者接受LLIF结合侧路单侧原位螺钉固定手术，3-48个月的中短期随访发现术前症状在术后1周内得到显著改善；影像学提示手术节段的Cobb角和椎间盘高度均较术前显著增加；术后6个月有7例患者获得了坚强的骨性融合，所有患者均未发生融合器沉降，显示了优良的手术疗效；但他们也指出该技术仅适用于治疗不稳程度低的退行性椎间盘疾病，且螺钉对腰大肌和生殖股神经的慢性刺激可能会造成患者不同程度的功能不适，建议不要置入双侧的原位螺钉。
此次研究也存在一定的局限性：目前的模型未能考虑腰椎椎旁的邻近肌肉建模，此次研究模型仅用于观察LLIF术后力学响应的即时特征，然而，目前仿真结果显示的总体力学趋势并不会因简化的材料特性而发生实质性变化。尽管这项研究中的生物力学结果可能并不完美，但它为期待通过LLIF手术治疗腰椎退行性椎间盘疾病的脊柱外科临床医师提供了定量的生物力学依据，也将力学原理应用于临床问题的论治；同时，未来将开展进一步的临床试验来验证评估这项仿真研究的结果。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

不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析

Finite element mechanical analysis of different screw-rod internal fixation methods in lateral lumbar fusion

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