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目的:设计一种新型的“肾形”纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)腰椎间融合器,通过三维有限元分析,研究其在经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)手术中相应生物力学特性。方法:1.根据n-HA/PA66复合材料的特点、人体腰椎的力学特点、不同椎体节段、个体差异设计出不同型号的“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器(Cage)。2.选取一正常健康男性,30岁,对其L3-L5节段进行扫描,获得原始DICOM格式数据,以Simpleware软件建模,以Ansys软件构建有限元模型并进行应力分析。3.验证模型的有限性。4.对比研究“肾形”及传统“子弹头形”n-HA/PA66腰椎间融合器在TLIF手术中的有限元分析。结果:1.成功设计了新型的“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器。其形态特点符合脊柱的生物力学特性2.建立了正常人的L3-L5节段的三维有限元模型,并验证其合理性,证实可用于后续临床研究。3.成功建立了传统的“子弹头形”n-HA/PA66腰椎间融合器及新型的“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器的TLIF手术三维有限元模型,计算得到6种不同运动工况下两种模型椎体、Cage、椎弓根螺钉系统的位移、应力云图。4.两种TLIF手术有限元模型位移云图提示L4-L5节段位移均明显较正常人模型变小。椎弓根螺钉系统位移云图在两种模型间区别不大。Cage应力云图显示6种工况下,传统cage应力集中区域分布大于“肾形”cage。结论:1.设计的新型“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器在外形上具有植入方便,上下齿状接触面可防止滑脱的特点。2.建立的正常人L3-L5椎体三维有限元模型可用于后续临床研究。3.植入椎间融合器及椎弓根螺钉内固定系统的腰椎模型稳定性较正常模型明显增强。4.新型“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器活动度以及表面应力集中区域小于传统“子弹头形”n-HA/PA66腰椎间融合器,提示其稳定性较高,表面应力较分散,可防止应力集中带来的融合器下沉。5.从单纯力学角度分析,设计的新型“肾形”n-HA/PA66腰椎间融合器具有一定的应用前景。