圧縮荷重下における椎体・椎間板の応力解析—胸腰椎部粉砕骨折の発生機序について

Stress Analysis of Disc-Body Unit under Axial Compressive Loading: with Special Reference to Mechanism of Burst Fractures of Thoraco-Lumbar Spine

　抄録：胸腰椎部粉砕骨折の発生機序を知る目的で，有限要素法により圧縮荷重下における椎体・椎間板の応力解析を行った．解析には，人屍体摘出腰椎標本の側面X線写真にもとづき2椎体と介在する1椎間板を忠実に描写したモデルを作成し，平面ひずみ問題として行った．椎間板の変性が，圧縮荷重に与える影響も調べるために，髄核に相当する節点に内圧を加え，変性度をシミュレートした．高応力領域は，海綿骨では，髄核直下に，また，皮質骨では，髄核直下と椎体後壁中央部にみられた．髄核直下の高応力領域は，椎間板の変性が進むにつれて，減少する傾向にあった．以上の結果から，粉砕骨折の発生機序を次のように推察した．すなわち，圧縮荷重により，髄核直下の海綿骨とend-plateが破断し，髄核が椎体内に陥入する．その結果，骨折線は，椎体後壁中央部に及び，骨片が脊柱管内に突出する．さらに，椎間板変性の高度な高齢者では，粉砕骨折が少ない理由も推察できた．