Вивчення розподілу напружень моделі заднього міжхребцевого спондилодезу поперекового відділу хребта (імплантат PEEK і дистракційний кейдж)

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.