Author:
Stognii A.V.,Pyatikop V.O.,Yaresko O.V.,Popsuyshapka K.O.,Pidgayska O.O.,Karpinsky M.Yu.
Abstract
Актуальність. Існує широкий спектр конструкцій і видів матеріалів кейджів для спинномозкових імплантатів, які можуть використовуватися при спондилодезі хребта, але імплантати часто викликають ушкодження замикальної пластини, що може призвести до травми й біомеханічної нестабільності. Існує чотири різних типи матеріалів, які використовують для виготовлення кейджа: металевий, керамічний, полімерний і композитний. Мета: проаналізувати напружено-деформований стан нового міжтілового опорного пристрою і порівняти його з міжтіловою опорою з матеріалу PEEK хребетного блоку L5-S1 і заднього спондилодезу. Матеріали та методи. Була використана інтактна модель таза з крижем і блоком хребців L3-L5. У модель були внесені наступні зміни: міжхребцевий диск L5-S1 був замінений стандартною міжтіловою опорою з матеріалу PEEK. Задній спондилодез L4-S1; міжхребцевий диск L5-S1 був замінений новою міжтіловою опорою. Задній спондилодез L4-S1. Без урахування ваги нижніх кінцівок на верхню поверхню тіла хребця L3 і його суглобові відростки прикладали силу в 422 Н. Результати. Напруження в хребцях L3 і L4 практично не відрізняються від показників моделі в нормі незалежно від типу міжтілової опори. У хребцях L5 і S1 рівень напружень значно перевищує показники моделі в нормі. Імплантат нової конструкції забезпечує значно нижчий рівень напружень на передній поверхні хребця S1 і навколо фіксуючих гвинтів у ньому. Міжтілова опора приймає на себе основне навантаження, про що свідчить величина напружень у ній, яка втричі перевищує максимальний рівень напружень в імплантаті з матеріалу PEEK. Це дозволяє розвантажити елементи транспедикулярної конструкції, що підтверджується низьким рівнем напружень на всіх фіксуючих гвинтах і по всій довжині опорного стрижня. Висновки. Характер розподілу напружень у блоці хребців L3-S1 не змінився порівняно з моделлю PEEK. У тілах хребців L4 і S1 рівень напруження незначно підвищився порівняно з моделлю PEEK, а в хребці L5 знизився. Використання більш жорсткої міжтілової опори дозволило знизити напружений стан на вході фіксуючих гвинтів до кістки хребця S1. Більш високий рівень напруження в самій міжтіловій опорі порівняно з моделлю PEEK не є критичним щодо міцності для металу.
Publisher
Publishing House Zaslavsky
Reference21 articles.
1. Попсуйшапка К.О., Тесленко С.О., Попов А.І., Карпінський М.Ю., Яресько О.В. Дослідження напружено-деформованого стану моделей хребта залежно від обсягу руйнування хребця Th6 і варіанту остеосинтезу. Травма. 2022. Т. 23. № 5. С. 53-64. DOI: https://doi.org/10.22141/1608-1706.5.23.2022.916.
2. Нехлопочин А.С., Нехлопочин С.Н., Карпинский М.Ю., Швец А.И., Карпинская Е.Д., Яресько А.В. Математический анализ и оптимизация конструктивных характеристик стабилизирующих телозамещающих систем для субаксиального цервикоспондилодеза с применением метода конечных элементов. Хирургия позвоночника. 2017. Т. 14. № 1. С. 37-45.
3. Ben-Hatira F., Saidane K., Mrabet A. A finite element modeling of the human lumbar unit including the spinal cord. J. Biomedical Science and Engineering. 2012. 5. 146-152. http://dx.doi.org/10.4236/jbise.2012.53019.
4. Srinivas G.R., Kumar M.N., Deb A. Adjacent Disc Stress Following Floating Lumbar Spine Fusion: A Finite Element Study. Asian Spine J. 2017. 11(4). 538-547. DOI: https://doi.org/10.4184/asj.2017.11.4.538.
5. Zhang Z., Fogel G.R., Liao Z., Sun Y., Sun X., Liu W. Biomechanical evaluation of four surgical scenarios of lumbar fusion with hyperlordotic interbody cage: A finite element study/ Bio-Medical and Materials Engineering. 2018. 29. 485-497. DOI: 10.3233/BME-181004.