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目的运用三维有限元分析方法验证植骨融合后OLIF辅助单侧椎弓根钉棒固定能否为相应融合固定节段提供足够的椎间稳定性。方法在人正常L3~S1节段CT扫描数据的基础上,利用Mimics、Geomagic、3-matic软件建立人正常L3~S1三维有限元模型(M0),以此为基础联合使用Freeform等软件分别建立L4-5节段OLIF Stand alone模型(M1)、OLIF辅助单侧椎弓根钉棒固定(Wiltse入路)模型(M2)、OLIF辅助双侧椎弓根钉棒固定(Wiltse入路)模型(M3)、PLIF辅助双侧椎弓根钉棒固定模型(M4),MTLIF辅助单侧椎弓根钉棒固定模型(M5)。使用MSC.Patran/Nastran有限元软件设定责任节段椎间为骨性融合后,在L3上表面施加500N预载荷,再施加10N·m的力矩模拟脊椎前屈、后伸、侧屈及旋转等生理活动,观察不同工况下L4-L5节段相对活动度(ROM)、椎间融合器和椎弓根钉棒应力分布状况。结果1、6组有限元模型各运动状态下ROM值由小到大排序为:M3,M4,M2,M5,M1,M0;其中,M1ROM与M0最接近,M2ROM相较M0显著减少,M3ROM在所有模型中最小;M2相比M0、M1在前屈和后伸时稳定性较好,相比M5在后伸和左旋转时稳定性较好,M3相比M2在前屈和后伸时稳定性较好,M4相较M2在后伸和右侧弯时稳定性较好;M2与M0在右侧弯和右旋转时稳定性接近,M2与M1、M3在左右旋转时稳定性接近,M2与M4在前屈和左侧弯时稳定性接近,M2与M5在左右侧弯时稳定性接近;M2各运动状态ROM虽大于M3、M4两组模型,但M2较M0ROM变化幅度远大于M2与M3、M2与M4之间ROM的变化幅度。2、融合器应力峰值方面,除直立时M2应力峰值略高于M1,其余运动状态下OLIF各手术组融合器应力峰值随着附加椎弓根钉棒数量的增加而表现出一定的减少趋势,这种趋势以后伸时表现最明显;后伸时M1融合器应力峰值大于M4,附加单侧椎弓根钉棒固定后的M2与M4相比融合器应力峰值差异明显减小,附加双侧椎弓根钉棒固定后,M3融合器应力峰值低于M4;除后伸状态外,M2融合器应力峰值明显小于M4,M5;所有运动状态下M3融合器应力峰值均较M2减小,除后伸状态时二者应力峰值差异明显,其余状态M2与M4、M2与M5之间的应力差异均明显大于M2和M3之间。3、钉棒应力峰值方面,M2除直立时钉棒应力峰值略高于M5,后伸时高于M4,其余运动状态M2应力峰值均较M4,M5明显下降;M2钉棒应力峰值除右侧弯时明显低于M3,左侧弯时略低于M3,其余运动状态下其钉棒应力峰值均高于M3,但这种应力差异除右侧弯和后伸时较明显外,其余状态M2与M4、M2与M5之间的应力差异均明显大于M2和M3之间。4、五组手术模型钉棒及椎间融合器应力峰值均远未达到其屈服强度。结论1、本研究建立了正常脊柱(L3-S1)有限元模型,结合前人研究结果对模型进行了有效性验证,证明模型具备有效性,可用于下一步的实验研究。2、OLIF辅助单侧椎弓根钉棒固定模型手术节段稳定性优于OLIF Stand alone、MTLIF辅助单侧椎弓根钉棒固定模型,略差于OLIF辅助双侧椎弓根钉棒固定模型及PLIF辅助双侧椎弓根钉棒模型。3、OLIF辅助单侧椎弓根钉棒模型可以为相应融合固定节段提供足够的椎间稳定性。