Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hiệu suất Sinh cơ học của Khung Fusion Lateral Nghiêng trong các Mô hình với Mật độ Xương Khác nhau: Phân tích Phần tử Hữu hạn
Tóm tắt
Các mô hình phần tử hữu hạn của đốt sống L3-S1 đã được tái cấu trúc bằng cách sử dụng các quét chụp cắt lớp vi tính. Chúng tôi đã so sánh hiệu suất sinh cơ học của một khung fusion bên nghiêng (OLIF) trong các chế độ mật độ xương khác nhau. Mật độ xương thấp là một yếu tố chính hạn chế việc sử dụng khung OLIF độc lập. Bốn mô hình—nguyên vẹn (M0), mật độ xương bình thường với OLIF (M1), mất khối xương với OLIF (M2) và loãng xương với OLIF (M3)—đã được tạo ra dựa trên các quét ba chiều. Các chuyển động gập, duỗi và uốn bên (mỗi chuyển động kéo dài 10 N·m) đã được thực hiện trên bề mặt phía trên của đốt sống L3 với tải trọng nén ban đầu là 500 N. Phạm vi chuyển động (ROM), ứng suất đỉnh ở các mặt phẳng vỏ L4-5, ứng suất khung và ứng suất đĩa liên đốt sống kế cận đã được đánh giá. Các ROM trong các chuyển động sinh lý khác nhau tương tự như những gì được các nhà nghiên cứu trước đó báo cáo. So với M0, ROM L4-5 của tất cả các chuyển động giảm ở M1, M2 và M3, đặc biệt rõ ràng ở M3. Sự phân bố ứng suất trong các mặt phẳng vỏ tăng lên 7.8% ở M1 và M2, thậm chí là 16.2% ở M3. Ứng suất khung gia tăng ít hơn 8.1% ở M1 và M2, nhưng lên đến 25.3% ở M3, đặc biệt trong các chuyển động duỗi và xoay phải. So với M0, ứng suất đĩa liên đốt sống L3-4 và L5-S1 tăng với độ mật độ xương trong tất cả các mô hình còn lại, lên đến 69.8% và 98.3%, tương ứng. Khi loãng xương tiến triển, ứng suất trong đĩa liên đốt sống kế cận cũng tăng lên. OLIF độc lập ở M3 không được khuyến cáo do rủi ro lún khung. OLIF ở M1 và M2 đạt được kết quả tương tự trong nhiều chuyển động cột sống thắt lưng. Trong mô hình M1 và M2 (T > − 2.5), L4–L5 cho thấy độ di động giảm trong tất cả các hướng, tăng độ cứng, hạn chế di chuyển khung, giảm biến dạng và ổn định tốt hơn.
Từ khóa
#OLIF; mật độ xương; phân tích phần tử hữu hạn; ứng suất sinh cơ học; ổn định cột sốngTài liệu tham khảo
Mobbs, R. J., Phan, K., Malham, G., et al. (2015). Lumbar interbody fusion: Techniques, indications and comparison of interbody fusion options including PLIF, TLIF, MI-TLIF, OLIF/ATP, LLIF and ALIF[J]. J Spine Surg., 1(1), 2–18.
Ohtori, S., Orita, S., Yamauchi, K., et al. (2015). Mini-open anterior retroperitoneal lumbar interbody fusion: oblique lateral interbody fusion for lumbar spinal degeneration disease[J]. Yonsei Medical Journal, 56(4), 1051–1059.
Castellvi, A. E., Nienke, T. W., Marulanda, G. A., et al. (2014). Indirect decompression of lumbar stenosis with transpsoas interbody cages and percutaneous posterior instrumentation[J]. Clin Orthop Related Res., 472(6), 1784–1791.
Fujibayashi, S., Hynes, R. A., Otsuki, B., et al. (2015). Effect of indirect neural decompression through oblique lateral interbody fusion for degenerative lumbar disease[J]. Spine, 40(3), 175–182.
Lykissas, M. G., Aichmair, A., Hughes, A. P., et al. (2014). Nerve injury after lateral lumbar interbody fusion: a review of 919 treated levels with identification of risk factors[J]. Spine J., 14(5), 749–758.
Silvestre, C., Mac-Thiong, J. M., Hilmi, R., et al. (2012). Complications and morbidities of mini-open anterior retroperitoneal lumbar interbody fusion: oblique lumbar interbody fusion in 179 patients[J]. Asian Spine J., 6(2), 89–97.
Marchi, L., Abdala, N., Oliveira, L., Amaral, R., Coutinho, E., & Pimenta, L. (2013). Radiographic and clinical evaluation of cage subsidence after standalone lateral interbody fusion[J]. Clinical article J Neurosurg-Spine., 19, 110–118.
Liu, J., & Feng, H. (2020). Oblique Lateral Interbody Fusion (OLIF) with supplemental anterolateral screw and rod instrumentation: a preliminary clinical study. World Neurosurg., 134, e944–e950.
Feng, S., Tian, W., & Wei, Y. (2020). Clinical effects of oblique lateral interbody fusion by conventional open versus percutaneous robot-assisted minimally invasive pedicle screw placement in elderly patients. Orthopaedic Surg, 12(1), 86–93.
Lee, K. Y., Lee, J. H., Kang, K. C., et al. (2020). Minimally invasive multilevel lateral lumbar interbody fusion with posterior column osteotomy compared with pedicle subtraction osteotomy for adult spinal deformity. Spine J., 20(6), 925–933.
Agarwal, N., Faramand, A., Alan, N., et al. (2018). Lateral lumbar interbody fusion in the elderly: a 10-year experience: Presented at the 2018 AANS/CNS Joint section on disorders of the spine and peripheral nerves[J]. J Neurosurgery., 29(5), 525–529.
Yuan, W., Kaliya-Perumal, A. K., Chou, S. M., et al. (2020). Does lumbar interbody cage size influence subsidence? a biomechanical study[J]. Spine, 45(2), 88–95.
Bereczki, F., Turbucz, M., Kiss, R., et al. (2021). Stability evaluation of different oblique lumbar interbody fusion constructs in normal and osteoporotic condition - a finite element based study[J]. Front Bioeng Biotechnol., 9, 749914.
Zhao, X., Du, L., Xie, Y., & Zhao, J. (2018). Effect of lumbar lordosis on the adjacent segment in transforaminal lumbar interbody fusion: a finite element analysis. World Neurosurg., 114, e114–e120.
Ling, Q., He, E., Zhang, H., Lin, H., & Huang, W. (2019). A novel narrow surface cage for full endoscopic oblique lateral lumbar interbody fusion: A finite element study. J Orthopaed Sci, 24(6), 991–998.
Lu, T., & Lu, Y. (2019). Comparison of biomechanical performance among posterolateral fusion and transforaminal, extreme, and oblique lumbar interbody fusion: a finite element analysis[J]. World Neurosurg., 129, e890–e899.
Rohlmann, A., Bauer, L., Zander, T., Bergmann, G., & Wilke, H. J. (2006). Determination of trunk muscle forces for flflexion and extension by using a validated fifinite element model of the lumbar spine and measured in vivo data. Journal of Biomechanics, 39(6), 981–989.
Polikeit, A., Nolte, L. P., & Ferguson, S. J. (2003). The effect of cement augmentation on the load transfer in an osteoporotic functional spinal unit: finite-element analysis[J]. Spine, 28(10), 991–996.
Yamamoto, I., Panjabi, M. M., Crisco, T., & Oxland, T. (1989). Three-dimensional movements of the whole lumbar spine and lumbosacral joint. Spine, 14(11), 1256–1260.
Xiao, Z., Wang, L., Gong, H., et al. (2012). Biomechanical evaluation of three surgical scenarios of posterior lumbar interbody fusion by finite element analysis. Biomedical Engineering Online, 11, 1.
Grimm, B. D., Leas, D. P., Poletti, S. C., et al. (2016). Postoperative complications within the first year after extreme lateral interbody fusion: experience of the first 108 patients[J]. Clin Spine Surg., 29(3), E151–E156.
Pimenta, L., Marchi, L., Oliveira, L., Coutinho, E., & Amaral, R. (2013). A prospective, randomized, controlled trial comparing radiographic and clinical outcomes between stand-alone lateral interbody lumbar fusion with either silicate calcium phosphate or rh-BMP2. J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg., 74, 343–350.
Hresko, M. T., Labelle, H., Roussouly, P., & Berthonnaud, E. (2007). Classification of high-grade spondylolistheses based on pelvic version and spine balance: possible rationale for reduction. Spine, 32(20), 2208–2213.
Huo, Y., Yang, D., Ma, L., et al. (2020). Oblique lumbar interbody fusion with stand-alone cages for the treatment of degenerative lumbar spondylolisthesis: a retrospective study with 1-year follow-Up[J]. Pain Research & Management, 2020, 1–6.
Youssef, J. A., McAfee, P. C., Patty, C. A., et al. (2010). Minimally invasive surgery: lateral approach interbody fusion: results and review[J]. Spine, 35(26S), S302–S311.
Zhang, C., Wang, K., Jian, F., et al. (2018). Efficacy of oblique lateral interbody fusion in treatment of degenerative lumbar disease[J]. World neurosurg., 124, 17–24.
Schiffman, M., Brau, S. A., Henderson, R., et al. (2003). Bilateral implantation of low-profile interbody fusion cages: subsidence, lordosis, and fusion analysis[J]. Spine J., 3(5), 377–387.
Ahmadian, A., Bach, K., Bolinger, B., et al. (2015). Stand-alone minimally invasive laterallumbar interbody fusion: multicenter clinical outcomes[J]. J Clinical Neurosci., 22(4), 740–746.
Zeng, Z., Xu, Z., He, D., et al. (2018). Complications and prevention strategies of oblique lateral interbody fusion technique[J]. Orthopaedic Surgery, 10(2), 98–106.
Guo, H. Z., Tang, Y. C., Guo, D. Q., et al. (2020). Stability evaluation of oblique lumbar interbody fusion constructs with various fixation options: a finite element analysis based on three-dimensional scanning models. World Neurosurg., 138, e530–e538.
Wang, B., Hua, W., Ke, W., et al. (2019). Biomechanical evaluation of transforaminal lumbar interbody fusion and oblique lumbar interbody fusion on the adjacent segment: a finite element analysis. World Neurosurg., 126, e819–e824.
Song, C., Chang, H., Zhang, D., et al. (2021). Biomechanical evaluation of oblique lumbar interbody fusion with various fixation options: a finite element analysis[J]. Orthopaedic Surgery, 13(2), 517–529.
Du, C. F., Cai, X. Y., Gui, W., et al. (2021). Does oblique lumbar interbody fusion promote adjacent degeneration in degenerative disc disease: A finite element analysis[J]. Comp Biol Med, 128, 104122.
Ling, Q., Zhang, H., & He, E. (2021). Screws fixation for oblique lateral lumbar interbody fusion (ol-lif): a finite element study[J]. BioMed Res Inter, 2021, 5542595.
Choy, W., Mayer, R. R., Mummaneni, P. V., et al. (2020). Oblique lumbar interbody fusion with stereotactic navigation: technical note[J]. Global Spine J., 10(2 Suppl), 94S-100S.
Tohmeh, A. G., Khorsand, D., Watson, B., & Zielinski, X. (2014). Radiographical and clinical evaluation of extreme lateral interbody fusion: effects of cage size and instrumentation type with a minimum of 1-year follow-up. Spine, 39(26), 1582–1591.
Fang, G., Lin, Y., Wu, J., Cui, W., Zhang, S., Guo, L., Sang, H., & Huang, W. (2020). Biomechanical comparison of stand-alone and bilateral pedicle screw fixation for oblique lumbar interbody fusion surgery-a finite element analysis. World Neurosurg., 141, e204–e212.