组配式全骶骨假体用于全骶骨切除术后腰骶部重建的有限元分析

来源：中华骨科杂志2025年第14期北京时间：

作者：卞冬晓,臧杰,黄思议,刘宁,刘胜强,汤小东

单位：北京大学人民医院,北京大学人民医院,北京大学人民医院,北京市3D打印骨科应用工程技术研究中心,北京市3D打印骨科应用工程技术研究中心,北京大学人民医院

摘要：目的 基于有限元分析比较组配式全骶骨假体、一体式全骶骨假体及钉棒系统用于全骶骨切除术后腰骶部重建的生物力学差异。方法 建立三种全骶骨切除后重建的有限元模型，即六棒加前柱重建（钉棒系统）、一体式全骶骨假体重建、组配式全骶骨假体重建，将垂直向下的600 N应力施加到L 椎体，双侧髋臼在各个自由度上均固定，限制其运动，模拟两足站立姿势。比较三种重建方式中全部内置物（包括假体、螺钉和连接棒）上的平均最大应力、髂骨螺钉上的应力分布、纵向连接棒上的应力分布、L 椎体下移距离、一体式全骶骨假体重建与组配式全骶骨假体重建中假体与髂骨接触面上的应力方向。 结果 在全部内置物上六棒加前柱重建的平均最大应力为（217.9±10.2）MPa、一体式全骶骨假体重建为（185.7±21.1）MPa、组配式全骶骨假体重建为（157.4±31.2）MPa，差异有统计学意义（ =12.357， <0.001），其中组配式全骶骨假体重建与六棒加前柱重建的差异有统计学意义（ <0.001）、与一体式全骶骨假体重建的差异无统计学意义（ =0.051）。髂骨螺钉和纵向连接棒上的最大应力：六棒加前柱重建分别为157.2 MPa和105.4 MPa、一体式全骶骨假体重建分别为59.2 MPa和97.8 MPa、组配式全骶骨假体重建分别为58.4 MPa和35.6 MPa。L 椎体下移距离：六棒加前柱重建为（1.05±0.06）mm、一体式全骶骨假体重建为（0.34±0.02）mm、组配式全骶骨假体重建为（0.40±0.05）mm，差异有统计学意义（ =357.730， <0.001），其中组配式全骶骨假体重建、一体式全骶骨假体重建分别与六棒加前柱重建间的差异均有统计学意义（ <0.05），组配式全骶骨假体重建与一体式全骶骨假体重建间的差异无统计学意义（ =0.145）。一体式全骶骨假体髂骨接触面上应力与接触面角度为34.2°，表现为剪切力；组配式全骶骨假体髂骨接触面上应力与接触面角度为88.9°，表现为压应力。 结论 组配式全骶骨假体较一体式全骶骨假体与钉棒系统有更低的峰值应力，组配式全骶骨假体重建的脊柱稳定性与一体式全骶骨假体重建相当，优于钉棒系统重建。

关键词：骶骨;假体和植入物;打印，三维;有限元分析

基金资助：四大慢病重大专项基金项目2024ZD0525800