简介：摘要目的探讨可动人工腰椎置入后对腰椎活动度、关节突关节及终板应力的影响，为其临床应用奠定生物力学基础。方法选取1名健康成年男性的全腰椎CT数据，构建生理有限元分析模型并进行有效性验证(生理组)。将生理组模型L3椎体及邻近椎间盘切除后复制两组，一组置入可动人工腰椎各组件构建非融合模型(非融合组)，另一组置入钛笼、钛板等构建融合模型(融合组)。于三组加载500 N的轴向载荷和10 Nm扭矩载荷，模拟前屈、后伸、左右侧弯、左右扭转6个方向的运动，对比相同工况下三组手术部位(L2～3、L3～4)及邻近节段(L1～2、L4～5)腰椎活动度和邻近节段关节突关节(J1～2、J4～5)、L2下终板及L4上终板应力峰值。结果非融合组手术部位在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左扭转、右扭转6个方向的活动范围分别为L2～3 3.9°～8.7°、L3～4 3.6°～8.4°，较融合组(L2～3 0.1°～0.2°、L3～4 0.1°～0.1°)明显增大，较生理组(L2～3 2.3°～6.0°、L3～4 2.3°～7.1°)略有增加。非融合组邻近节段活动范围分别为L1～2 1.4°～4.3°、L4～5 1.4°～6.0°，小于融合组(L1～2 2.1°～6.1°、L4～5 3.3°～8.6°)，与生理组(L2～3 2.3°～6.0°、L4～5 2.3°～7.1°)较相似。非融合组邻近节段关节突关节在后伸、左右侧弯、左右扭转方向von Mises应力峰值范围分别为J1～2 7.07～19.21 MPa、J4～5 6.12～12.99 MPa，与生理组(J1～2 8.42～18.53 MPa、J4～5 7.49～11.70 MPa)相近，小于融合组(J1～2 10.54～21.16 Mpa、J4～5 10.63～16.13 MPa)。非融合组L2下终板与L4上终板在上述6个运动方向上的最大von Mises应力分别为29.39～54.72 MPa、32.31～47.87 MPa，较融合组L2下终板(21.20～42.07 MPa)、L4上终板(22.50～36.76 MPa)和生理组L2下终板(11.04～29.55 MPa)、L4上终板(13.12～21.32 MPa)均有明显增加。结论与传统融合假体相比，可动人工腰椎的置入可重建手术部位在屈伸、侧弯、扭转等方向上的活动度，显著降低对邻近节段及邻近节段关节突关节的影响，理论上可减少假体下沉的发生率。