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目的研制一种专门应用于极外侧入路腰椎椎间融合术(XLIF)和斜行腰椎椎间融合术(OLIF)的解剖型纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)椎间融合器(cage),通过三维有限元分析,研究其在XLIF/OLIF手术中生物力学属性。方法1.根据国人腰椎解剖学特点、n-HA/PA66材料属性设计不同型号的椎间融合器。2.将设计的椎间融合器在尸体标本上进行预手术实验,验证其规格的在不同腰椎节段适用性。3.建立正常人腰3~腰5的脊柱三维有限元模型,并验证该模型的有效性。4.在上述正常人有限元模型基础上,对L4-L5节段模拟XLIF/OLIF手术过程,分别装配子弹头型cage和解剖型cage,分析两种cage的最大应力值和应力分布情况,以及两组模型中L4-L5椎体活动度比较。结果1.成功设计并研制出一种新型腰椎解剖型n-HA/PA66椎间融合器,其独特的左右侧墙倾斜角度(2°~8°)和与上终板贴合部位的“鼓面”设计,能更好符合腰椎生理曲度和椎间盘结构。2.通过在尸体标本上的预手术实验,验证不同规格的cage能够满足不同腰椎节段的椎间植入。3.正常腰3~腰5的三维有限元模型在不同载荷状态下的腰椎活动度在文献报道的结果范围内。4.在L4-L5节段模拟XLIF/OLIF手术三维有限元分析中,在前屈、后伸、侧弯、旋转6种不同工况下,解剖型cage最大应力值分别为56.91、61.78、35.82、52.28、31.76、32.45MPa,子弹头cage的最大应力值分别为134.83、79.17、71.31、114.96、76.85、78.77MPa,同时从应力云图可以直观显示解剖型cage的蓝色区域较子弹头型cage多且均匀,表明前者整体所受表面应力较后者小且分散。从L4-L5椎体位移值和位移云图可以看出,在6种不同工况下,解剖型cage组的椎体活动度分别为0.51、0.42、0.34、0.31、0.27、0.24,子弹头cage组的椎体活动度分别为0.67、0.48、0.37、0.37、0.28、0.24,而正常人椎体活动度分别为:3.83、2.74、2.14、2.13、2.01、1.98。两组的活动度均明显小于正常人椎体的活动度,且解剖型cage组L4-L5椎体活动度要小于子弹头cage组。结论1.新型腰椎解剖型n-HA/PA66椎间融合器,在外形上具有较大的终板接触面积和植骨融合容积,能够满足XLIF/OLIF手术植入需要。2.建立的正常腰3~腰5三维有限元模型经验证有效,可以用于后续的三维有限元分析。3.在腰椎XLIF/OLIF手术中应用新型解剖型n-HA/PA66椎间融合器可以降低cage最大应力值,避免应力集中,同时减少椎体活动度。