颅底凹陷寰枢椎脱位不同材料关节间融合器力学性能的有限元分析

目的：研究颅底凹陷寰枢椎脱位(Basilar invagination with atlantoaxial dislocation, BI-AAD)后路内固定治疗技术中不同材料寰枢椎关节间融合器对颈椎生物力学性能的影响。方法：根据BI-AAD患者寰枢椎侧方关节形态结构，结合临床后路内固定手术方案，建立枕骨–上颈椎植入寰枢椎关节间融合器结合悬臂复位技术的三维有限元模型，分析Ti/PEEK和Ti两种材料的寰枢椎关节间融合器对颈椎寰枢关节稳定性的影响、关节间融合器和C2终板的应力分布特征。结果：Ti/PEEK和纯Ti材料的寰枢椎关节间融合器结合悬臂复位技术治疗BI-AAD后，颈椎在前屈、后伸、侧弯和旋转工况下寰枢椎关节活动度(Range of motion, ROM)较BI-AAD病变模型分别降低了98.76%、97.36%、97.74%、97.97%和99.2%、97.74%、97.74%、98.07%；C2终板、关节间融合器上下撑开壳体和内支撑环的应力峰值均呈现Ti/PEEK材料最低，壳体断裂风险相对较小。结论：Ti/PEEK和纯Ti材料的寰枢椎关节间融合器均可提供BI-AAD手术后椎体的稳定性，Ti/PEEK材料关节间融合器整体结构的应力较小，使沉降风险降低，更为安全可行。

颅底凹陷寰枢椎脱位(BI-AAD)是一种复杂的颅颈交界区畸形，患者主要表现出寰枕融合、枕髁与寰椎外侧骨融合、外侧寰枢关节高度丢失、枕颈间不稳等特征[1]。BI-AAD 复位融合技术已成为主要的治疗手段，其中后路侧方关节松解结合悬臂复位内固定技术取得良好的临床手术效果[2]，通过使用关节间融合器(cage)结合C2 椎弓根螺钉(C2 Pedicle Screw, C2PS)和后路枕骨板(Occipital Plate, OP)共同进行固定，来恢复患者正常寰枢椎间的高度和角度。目前临床手术中使用的静态融合器结构的高度和角度是固定的，对于不同患者的颅颈交界区不同畸形程度实施手术时存在一定的困难，设计和研发可调节高度和角度的寰枢椎关节间融合器对临床手术方案的实施和治疗效果的提高具有重要的意义。