摘要：
文題釋義：
有限元分析：是一種有效的離散化數值計算方法，使用數學逼近來模擬實際的物理系統。由於其具有模擬實驗花費時間短、費用少、可模擬複雜的臨界條件、力學效能測試全面並且可以重複等優點，已被普遍應用於臨床脊柱學科的研究。
改良皮質骨軌跡置釘技術：一種基於傳統皮質骨軌跡置釘技術改良而來的脊柱外科內固定置釘技術，其對原先的置釘解剖參照、進釘點位置及釘道軌跡等予以一系列改進，包括：置釘點的內移(使入釘點周緣的骨皮質增厚)、螺釘與椎弓根內側壁相接觸(增加了螺釘的把持力)，避免了關節突關節與螺釘尾端發生撞擊而導致的退變；另外，更大的置釘外展角度使螺釘頭端與椎體上終板外側皮質骨相接觸時又可以增加螺釘的長度，進一步提高內固定的穩定性。
背景：根據現有皮質骨軌跡置釘技術的不足，作者提出了改良皮質骨軌跡置釘技術，但尚不清楚改良皮質骨軌跡置釘技術實際的力學效能表現。
目的：透過有限元方法，對比改良皮質骨軌跡置釘技術與傳統椎弓根螺釘技術應用於骨質疏鬆腰椎後生物力學效能上的差異。
方法：獲取4具人骨質疏鬆椎體標本的CT掃描資料，建立L4椎體有限元模型，建立螺釘模型，改良皮質骨軌跡置釘技術選用4種規格(直徑為4.5，5.0，5.5，6.0 mm，長度均為40 mm)的螺釘，傳統椎弓根螺釘技術選用2種規格(直徑為6.0，6.5 mm，長度均為45 mm)的螺釘。首先，對螺釘依次進行安全性測試，置釘時導致椎弓根骨皮質發生破壞者被排除。確定安全直徑後，分析螺釘的單釘拔出力、螺釘穩定性及椎體穩定性。
結果與結論：①螺釘安全性測試：傳統椎弓根螺釘技術選用直徑6.5 mm、改良皮質骨軌跡置釘技術選用直徑6.0 mm螺釘置入時存在骨質破壞的風險，其餘直徑螺釘無風險，該兩組直徑螺釘被排除後續測試；傳統椎弓根螺釘技術螺釘安全直徑為6.0 mm，改良皮質骨軌跡置釘技術螺釘安全直徑為4.5，5.0，5.5 mm；②單釘拔出力：傳統椎弓根螺釘技術組(直徑6.0 mm)螺釘的單釘拔出力低於改良皮質骨軌跡置釘技術組(直徑5.5，5.0，4.5 mm)(P < 0.05)；③螺釘穩定性：改良皮質骨軌跡置釘技術組(直徑5.5，5.0 mm)上、下、左、右方向的載荷位移比均大於傳統椎弓根螺釘技術(直徑6.0 mm)(P < 0.05)；④椎體穩定性：改良皮質骨軌跡置釘技術組(直徑5.5 mm)前屈、後伸、側屈、旋轉工況下的載荷位移比均大於傳統椎弓根螺釘技術(直徑6.0 mm)，改良皮質骨軌跡置釘技術組(直徑5.0 mm)前屈、後伸工況下的載荷位移比大於傳統椎弓根螺釘技術(直徑6.0 mm)(P < 0.05)；⑤結果提示：在L4椎體，綜合螺釘的安全性和力學效能考慮，改良皮質骨軌跡螺釘直徑5.0 mm是比較理想的選擇。
https://orcid.org/0000-0003-2978-7049 (周志豪)
中國組織工程研究雜誌出版內容重點：人工關節；骨植入物；脊柱；骨折；內固定；數字化骨科；組織工程
關鍵詞: 骨質疏鬆, 腰椎, 有限元分析, 皮質骨軌跡置釘技術, 生物力學, 椎弓根螺釘技術
引用本文: 周志豪, 阿拉法特·卡哈爾, 王軼希, 劉東山, 希爾艾力·麥麥提, 石文傑, 帕爾哈提·熱西提. 傳統椎弓根螺釘與改良皮質骨軌跡置釘技術的生物力學效能有限元分析[J]. 中國組織工程研究, 2022, 26(18): 2789-2794.
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