Morphological Design and Study of a 3D Printed Integrated Fusion Device Based on CT Measurement Data Assisted Anterior Lumbosacral Spine / Diseño Morfológico y Estudio de un Dispositivo de Fusión Integrado Impreso en 3D Basado en Datos de Medición de TC Asistida de Columna Lumbosacra Anterior

ABSTRACT

SUMMARY: To measure and study the anatomical morphological data of the lumbar 5 to sacral 1 intervertebral space with the aid of CT and design an anatomical anterior lumbosacral 3D printed integrated interbody fusion for the treatment of degenerative lumbosacral spine diseases. 100 adults (50 of each sex) who underwent CT examination of the lumbar spine in our hospital were selected, and their lumbar 5 to sacral 1 intervertebral space anatomical data were measured, including the anterior lumbar convexity angle, different sagittal and coronal heights, and the sagittal and coronal diameters of the superior and inferior endplates. The measured data were also statistically analyzed, and morphological design and study of the 3D printed integrated fusion device in the anterior lumbosacral spine was performed by applying computer software. When comparing the coronal and sagittal diameters of the superior and inferior endplates from lumbar 5 to sacral 1, the differences were statistically greater in men than in women (P0.001). When comparing the height at different positions in the median sagittal plane, both males and females showed an anterior high and posterior low pattern. In the coronal plane, both males and females showed the highest height in the middle position (P0.001). CT can measure the anatomical data of the lumbosacral spinal hiatus more accurately. The 3D-printed anterior integrated fusion device of the lumbosacral spine designed according to the analysis of the data results is more in line with the anatomical structure of the lumbosacral spine, fits well with the superior and inferior endplates, and effectively restores the height and anterior convexity angle of the lumbosacral space.

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue medir y estudiar los datos morfológicos anatómicos del espacio intervertebral lumbar 5 a sacro 1 con la ayuda de TC y diseñar una fusión intersomática integrada anatómica lumbosacra anterior impresa en 3D para el tratamiento de enfermedades degenerativas de la columna lumbosacra. Se seleccionaron en nuestro hospital 100 adultos (50 de cada sexo) que se sometieron a un examen de TC de la columna lumbar y se midieron los datos anatómicos del espacio intervertebral lumbar 5 al sacro 1, incluyendo el ángulo de la convexidad lumbar anterior, diferentes alturas sagital y coronal, y los diámetros sagital y coronal de las placas terminales superior e inferior. Los datos medidos también se analizaron estadísticamente y se realizó el diseño morfológico y el estudio del dispositivo de fusión integrado impreso en 3D en la columna lumbosacra anterior mediante la aplicación de software informático. Al comparar los diámetros coronal y sagital de las placas terminales superior e inferior desde lumbar 5 hasta sacro 1, las diferencias fueron estadísticamente mayores en hombres que en mujeres (P 0,001). Al comparar la altura en diferentes posiciones en el plano mediano, tanto hombres como mujeres mostraron un patrón anterior alto y posterior bajo. En el plano coronal, tanto hombres como mujeres mostraron la altura más alta en la posición media (P0,001). La TC puede medir los datos anatómicos del hiato espinal lumbosacro con mayor precisión. El dispositivo de fusión anterior integrado impreso en 3D de la columna lumbosacra diseñado de acuerdo con el análisis de los resultados de los datos está más en línea con la estructura anatómica de la columna lumbosacra, se adapta bien a las placas terminales superior e inferior y restaura eficazmente la altura y la parte anterior del ángulo de convexidad del espacio lumbosacro.