前位腰椎椎间融合器.pdf

前位腰椎椎間融合器之有限元素分析 林建宇徐稚雯, 簡志訓, 陳文斌, 中原大學 醫學工程學系 陳世豪 長庚醫院骨科 Finite Element Analysis of Lumbar Interbody Spacers Chien-Yu Lin, Zhi-Wen Xu, Chih-Hsun Chien, Weng-Pin Chen Department of Biomedical Engineering, Chung-Yuan Christian University, Chungli, Taiwan Shih-Hao Chen Department of Orthopaedics, National Cheng Kung University Hospital 摘要 單純植入椎間融合器是否可以用來治 療慢性下背疼痛及恢復椎間盤高度， 目前並無定論，有些手術方式會加入固 定裝置以提高椎體穩定度及骨融合率， 本研究目的是利用有限元素分析法，探討植入不同椎間融合器對應力分佈的影 響。由 L3-L4原始椎體模型修改四種 8度之矩型椎間融合器及一種 0度之圓柱 型椎間融合器，給予 150N模擬自重而植入物與椎體界面摩擦係數設定為 0.4 ， 在 L3 椎體給予 10Nm 力矩，分別模擬前彎、伸展、側彎及扭轉負載，並固定 1 L4 椎體底部所有節點。計算植入不同椎間融合器在不同負載情況下，對小面關 節應力、植入物與終板界面滑動距離與 上椎體旋轉角度的影響。模擬結果證明 有最大椎間融合器與椎體之接觸面積，可以降低小面關節應力及融合器滑動距 離。在承受垂直、前彎、伸展、側彎及扭轉負載下，單純植入複合式椎間融合 器較其它四種椎間融合器加入後固定器 ，擁有較小滑動量。計算在各種負載情 況下之上椎體旋轉角度，單純植入複合式椎間融合器在承受前彎及扭轉負載 下，可以降低椎體旋轉角度，但是在承受伸展及側彎負載下與植入其它融合器 並無顯著差異，而在任一負載情況下加入後側固定器皆可以降低椎體旋轉角度。 關鍵詞：椎間融合器、有限元素分析、 後側固定器、複合式椎間融合器 Abstract Initial promise of stand-alone interbody fusion cage to treat chronic backache and restore disc height has not been maintained. Others use a posterior spinal fixation in conjunction with interbody spacers to enhance the stability and promote fusion rate. The objective of this study was to use finite element analysis (FEA) to investigate the stress distribution after the insertion of several interbody fusion spacers. Four rectangular 8° interbody fusion cage models and one cylinder 0° interbody fusion cage model created according to the anatomic geometry the intact L4-5 model were used to simulate a