[研究背景]:侧前入路腰椎椎间融合术(Oblique lumbar inter-body fusion,OLIF)是2012年Silvestre首先报道,该术式从腰椎侧前方入路,切口微创,显著减少手术创伤、缩短手术时间、减少术中出血,但目前存在一定并发症发生率,特别是终板骨折与融合器移位,限制其广泛应用。终板骨折与融合器移位常导致术后患者出现剧烈腰痛、下肢放射痛、肌力下降等症状,往往需要再次手术翻修,但目前病因尚未明确。有限元分析通过计算将复杂腰椎生物力学情况近似分解为有限个单元网格,利用有限数量的小单元计算无限逼近真实物理系统,对比分析术后腰椎生物力学的变化。[目的]:通过建立术前正常腰椎及OLIF Stand-alone术后的数字化有限元模型,分析术后腰椎的生物力学变化规律,探讨融合节段上下终板骨折的可能病因。[方法]:建立术前正常腰椎的有限元模型并验证,在已验证基础上建立单节段OLIF Stand-alone术后模型,仿真模拟在前屈、后伸、左右侧弯、轴向旋转6种工况下术前与术后生物力学性能改变。[结果]:1.本研究所建立的有限元模型与国内外专家体内外实验结果一致,证实本研究建立的有限元模型是有效的。2.与术前腰椎活动度(Range of motion,ROM)相比,OLIF术后模型前屈ROM减少85.2%,后伸减少54.2%,侧弯减少62.5%,轴向旋转减少71.4%。3.OLIF stand-alone术后模型测量L4椎体位移分别为:前屈1.10mm,后伸1.48 mm,左侧弯0.57 mm,右侧弯0.66 mm,左向旋转0.33 mm,右向旋转0.32 mm,术后仍保留部分位移活动,以后伸时最大,但均小于3mm。4.L4下终板最大应力在前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转的过程中分别增大至42.7、49.7、38.5、43.0、23.5、20.4MPa,L5上终板最大应力分别增大至47.5、46.5、47.3、45.2、29.1、24.2MPa,同时 OLIF 手术椎间融合器应力为53.5、70.0、49.3、49.3、35.5、31.9MPa。而正常人皮质骨的屈服应力为60MPa,骨质疏松患者皮质骨的屈服应力更低,因此在屈伸过程最大应力已接近骨质疏松患者皮质骨的屈服应力。[结论]:1.本研究的腰椎有限元模型与体内外实验结果一致,其结果可靠,可以进行腰椎生物力学试验。2.单节段OLIF Stand-alone术后腰椎屈伸、侧弯、旋转活动较术前明显减少,活动受限,但后伸减少相对较少,仍保留较大ROM。单节段OLIF Stand-alone术后腰椎存在一定位移活动度,尤其是后伸活动时最明显,建议早期下地活动应佩戴外固定支具以限制腰椎活动。3.术后融合节段上下终板的最大应力显著增加,尤其屈伸活动时为著,当终板最大应力接近皮质骨屈服应力,可能导致终板骨折、融合器移位,尤其是存在骨质疏松基础疾病的患者,建议骨质疏松患者进行辅助后路的椎弓根钉棒系统内固定。