超声骨钻辅助寰椎发育不良型椎弓根置钉的应用效果

颈椎后路钉棒内固定是目前治疗寰枢椎脱位的主要手术策略,手术安全性良好,融合率高[1、2]。寰椎螺钉的置钉方法主要有侧块螺钉和椎弓根螺钉,与侧块螺钉相比,椎弓根螺钉具有更多优势,如更好的生物力学强度[3]、更少的椎旁静脉丛出血、避免对C2神经根的骚扰导致术后枕部神经痛等[4]。椎动脉沟位于寰椎椎弓根上方,与椎动脉和C1神经根紧邻,当椎动脉沟处椎弓根高度(vertebral artery groove height,VAGH)较低时,使用高速磨钻经椎弓根置钉存在较大的神经和血管损伤风险[5、6],尤其当VAGH≤3.5mm时,经椎弓根置入3.5mm的螺钉难度大,对术者的手术技巧和经验要求较高。2021年8月~2023年7月,笔者的手术团队使用超声骨钻完成12例寰枢椎不稳共24枚寰椎椎弓根置钉,效果满意,报道如下。

轴向低频振动对皮质骨钻削进给力的影响试验与分析

为了研究轴向低频振动辅助钻削方式在皮质骨钻削过程中对进给力的影响,对全钻头和横刃部分进给力进行了对比试验,并对切削刃切削单元的运动学和瞬时加工过程进行了分析。对比试验结果表明:在相同的钻削参数下,与常规方式相比,轴向低频振动钻削方式的全钻头进给力最大可减小约60%,横刃部分进给力可减小60%~80%。依据运动学分析和典型骨屑形态对比可以得出:在特定的钻削参数和振动参数配合下,轴向低频振动钻削方式可以实现钻头-工件周期性分离运动,显著影响瞬态加工过程,是进给力显著减小的主要原因之一。

圆弧槽克氏针结构参数对骨钻削的影响

针对在骨科手术中,骨钻削时超过55℃会导致骨组织坏死甚至发生氧化,影响手术效果的问题,采用在针尖表面设计分屑槽等微结构的方法可以有效降低钻削温度。选用圆弧槽克氏针对骨进行钻削实验,通过单因素实验和多因素正交实验法,研究得出了圆弧槽长度、圆弧槽深度、圆弧槽与尖端距离3个圆弧槽克氏针结构参数对骨钻削温度及骨钻削力的影响规律及主次关系。建立了骨钻削温度及骨钻削力的预报模型,对经验模型的回归方程及系数进行了显著性检验,并对其进行参数优化,得出了结构参数的最优组合。

头后仰位骨钻磨除法提升上颌窦底同期种植术

【目的】为解决传统冲顶法提升上颌窦底易致上颌窦黏膜穿孔及适应证窄这一难题。【方法】自2010年10月至2015年4月,共收集患者37例,均为上颌后牙单牙或多牙缺失,剩余垂直骨高度（RBH）（5.32±2.14）mm。采用头后仰位常规骨钻磨除法提升上颌窦底黏膜,同期种植体植入。【结果】37例共植入种植体55枚,上颌窦底提升高度为（4.11±1.88）mm。其中2-4个位点连续提升7例,上颌窦底倾斜者16例,垂直骨量〈5 mm者11例。仅1例（1个种植位点）发生上颌窦黏膜穿孔,但并未影响种植体植入,穿孔率1.82%。所有病例术后未观察到明显的并发症及不良反应。其中30例（44枚种植体）已完成种植修复,平均追踪（18.21±1.44）个月,追踪期内无上颌窦并发症,种植体留存率100%。【结论】采用头后仰位常规骨钻磨除法行上颌窦底提升及同期种植体植入术创伤小,降低了上颌窦黏膜穿孔的几率,临床操作简单,可同时连续提升2-4个种植位点,对于上颌窦底倾斜、垂直骨量〈5 mm的病例亦适用,手术安全,可重复性好,近期临床效果可靠。

弹性弧形骨钻对小牛椎体骨质疏松模型PVP术中骨水泥分布的影响

目的探讨自制弹性弧形骨钻在小牛椎体骨质疏松模型上行PVP术的可行性,并观察其对骨水泥分布的影响。方法采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)浸泡法制备小牛体外骨质疏松椎体,将40个骨质疏松椎体随机分为A、B两组,每组各20个椎体行椎体成形术,A组行常规直钻穿刺,B组采用自制弹性弧形骨钻穿刺,弧形方向朝向穿刺对侧,深度达到椎体中前三分之一终止,对两组穿刺骨钻及骨水泥是否达到或越过椎体矢状中线进行统计分析。结果 EDTA-Na2浸泡法脱钙9 d时成功制备出体外骨质疏松椎体,直钻穿刺组钻头达到或越过椎体矢状中线有7个椎体,骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线11个;弹性弧形骨钻组穿刺钻头达到或越过椎体矢状中线有18个椎体,骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线19个,两组骨钻穿刺效果及骨水泥分布上的差异有统计学意义(P<0.05)。A组9个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,B组4个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,两组间在骨水泥渗漏上无显著性差异(P>0.05)。结论采用自制弹性弧形骨钻在小牛骨质疏松模型上可以顺利实施PVP术,且能实现单侧椎弓根穿刺,骨水泥双侧分布的效果。

定向弧形骨钻用于椎体成形术的实验研究

目的观察自制定向弧形骨钻在体外骨质疏松椎体成形术中的手术效果。方法采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)浸泡法制备小牛体外骨质疏松椎体,将40个成功制备的骨质疏松椎体随机分为A、B 2组,每组20个椎体行椎体成形术,A组常规直钻穿刺,B组采用自制定向弧形骨钻穿刺,弧形方向朝向穿刺对侧,深度达到椎体中前1/3终止,对2组穿刺骨钻钻头距椎体对侧外缘距离、骨水泥是否达到或越过椎体矢状中线进行比较。结果 EDTA-Na2浸泡法脱钙9 d成功制备出体外骨质疏松椎体。A组钻头距对侧椎体外缘(2.50±0.32)cm,与B组(0.90±0.26)cm有显著性差异(t=17.354,P=0.000);A组骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线椎体数为11个,B组19个,2组比较有统计学差异(Fisher’s检验,P=0.004);A组9个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,B组4个椎体,2组骨水泥渗漏无显著性差异(Fisher’s检验,P=0.176)。结论自制定向弧形骨钻通过一侧椎弓根穿刺,可以建立一个达到或越过椎体矢状中线的骨性通道,引导骨水泥向穿刺对侧分布,避免了双侧椎弓根穿刺的弊端,实验效果优于直骨钻,但在骨水泥渗漏的预防方面并未表现出优势。

Sinustech骨钻上颌窦内提升同期植入种植体的近期效果

上颌后牙缺失后,由于上颌窦气腔化加之牙槽骨吸收萎缩,导致该区垂直骨量不足,极大限制了口腔种植技术的应用。Tatum（1975）和Summers（1994）分别提出了上颌窦外提升及内提升术式[1],已成为临床解决上颌后牙区垂直骨量不足的基本方法。开窗式的外提升术可直视下操作,术野清晰,

弹性弧形骨钻用于椎体成形术的实验研究

目的观察自制弹性弧形骨钻在体外骨质疏松椎体成形术中的手术效果,从而探讨其在椎体成形术中的应用价值。方法采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)浸泡法制备小牛体外骨质疏松椎体,将40个骨质疏松椎体随机分为A、B两组,每组各20个椎体行椎体成形术,A组行常规直钻穿刺,B组采用自制弹性弧形骨钻穿刺,弧形方向朝向穿刺对侧,深度达到椎体中前1/3终止,对两组穿刺骨钻及骨水泥是否达到或越过椎体矢状中线进行统计分析。结果 EDTA-Na2浸泡法脱钙9 d时成功制备出体外骨质疏松椎体,直钻穿刺组钻头达到或越过椎体矢状中线有7个椎体,骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线11个;弹性弧形骨钻组穿刺钻头达到或越过椎体矢状中线有18个椎体,骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线19个,两组骨钻穿刺效果及骨水泥分布上的差异有统计学意义(P<0.05)。A组9个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,B组4个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,两组间在骨水泥渗漏上差异无统计学意义(P>0.05)。结论自制弹性弧形骨钻通过一侧椎弓根穿刺,可以建立一个达到或越过椎体矢状中线的骨性通道,引导骨水泥向穿刺对侧分布,避免了双侧椎弓根穿刺的弊端,其实验效果优于直骨钻。

定向弧形骨钻用于椎体成形术的实验研究

目的:观察自制定向弧形骨钻在体外骨质疏松椎体成形术中的手术效果,从而探讨其在椎体成形术中的应用价值。方法:采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)浸泡法制备小牛体外骨质疏松椎体,将40个骨质疏松椎体随机分为A组、B组,每组20个椎体行椎体成形术,A组行常规直钻穿刺,B组采用自制定向弧形骨钻穿刺,弧形方向朝向穿刺对侧,深度达到椎体中前三分之一终止,对两组穿刺骨钻及骨水泥是否达到或越过椎体矢状中线进行统计分析。结果:直钻穿刺组钻头达到或越过椎体矢状中线有7个椎体,骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线11个;定向弧形骨钻组穿刺钻头达到或越过椎体矢状中线有18个椎体,骨水泥分布达到或越过椎体矢状中线19个,两组骨钻穿刺效果及骨水泥分布上差异有统计学意义(P<0.05)。A组9个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,B组4个椎体发生骨水泥椎管内渗漏,两组间在骨水泥渗漏上差异无统计学意义(P>0.05)。结论:自制定向弧形骨钻通过一侧椎弓根穿刺,可以建立一个达到或越过椎体矢状中线的骨性通道,引导骨水泥向穿刺对侧分布,避免了双侧椎弓根穿刺的弊端,其实验效果优于直骨钻。

取骨钻取自体骨混合同种异体骨在口腔种植中的应用

目的探讨取骨钻钻取自体骨碎屑与同种异体骨移植材料混合移植在口腔种植骨量不足病例中的临床应用效果。方法选取34例上颌前牙区骨量不足的种植患者,分为两组:A组,采用新型取骨钻钻取自体骨碎屑,与同种异体骨移植材料按1∶1比例混合后植入骨缺损区;B组,仅采用同种异体骨移植材料植入骨缺损区。术后随访6个月,通过CBCT对比两组植骨术后牙槽骨宽度骨增量(L1)及术后6个月牙槽骨吸收量(L2)。结果 CBCT评估显示A组术后L1与B组相比差异无统计学意义,但6个月后A组L2小于B组,差异有统计学意义(P <0.05)。结论采用自体骨混合同种异体骨的植骨方式骨移植物吸收率较低,能获得理想的成骨效果,同时新型取骨钻的自体骨取骨方式降低了传统自体骨取骨手术难度,是一种简单实用的方法。

基于Python的ABAQUS二次开发在骨钻削仿真中的应用

在骨外科手术中,骨钻孔占据了重要地位,而钻孔温度更是影响骨细胞坏死的重要因素。为了研究在钻孔过程中不同因素对温度的影响,基于ABAQUS有限元软件进行仿真,采用Python脚本语言对ABAQUS软件的前处理模块进行优化,修改钻削模型的Python脚本程序,创建了参数化的骨钻削模型。有效地简化了建立模型的繁琐过程,且建立了友好的人机界面,为用户仿真提供了便捷的分析设计平台。通过实验验证了该功能的可行性,为后续研究不同的钻削用量对钻削温度的影响奠定了基础。

轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升

为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响,基于一种自主研发的低频振动钻削设备,对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验,建立了钻削力和产热速率模型。实验结果表明:轴向低频振动钻削方式的进给力和转矩明显减小,温升降低了3~5℃;通过统计方法确定主轴转速是影响钻削力和温升的最显著因素,并进行了双目标优化。模型计算结果与实验数据趋势相吻合,可以认为轴向低频振动产生的钻头与骨组织周期性分离运动是钻削力和温升减小的主要原因。

基于虚拟仪器的皮质骨钻削温度测量系统设计

对皮质骨在钻削过程中产生的钻削热进行测量和研究,提出一种基于Lab VIEW平台与亚为数据采集卡相结合的钻削温度动态测量系统。该系统采用人工热电偶作为温度传感器,芯片AD595作为信号放大元件,对钻削过程中的温度进行采集和处理,并通过计算机对所采集的数据进行实时显示、存储和查询,以及实现对热电偶的标定等功能,开发出一个相对完整的虚拟仪器温度测量系统。

基于微织构刀具的皮质骨钻削温度研究

仿生摩擦学的研究表明在滑动接触表面上设置合理的表面微织构可以实现减摩抗磨、降低接触面的表面温度等作用。为此,将凹坑型微织构应用到4Cr13不锈钢钻头上,基于Abaqus建立微织构钻头三维骨钻削仿真模型,通过红外热成像仪测得的钻削温度对仿真模型进行验证,并研究该模型钻削温度关于转速和进给量的关系。在研究范围内,随着转速的增大,皮质骨钻削温度升高;随着进给速度的增大,皮质骨钻削温度降低。

基于各向异性皮质骨模型的斜向骨钻削机理研究

利用ABAQUS软件建立各向异性皮质骨仿真模型,采用骨钻削的实验参数进行仿真,对照验证了材料属性设置为各向异性时的有限元模型能够较好地模拟骨钻削过程。利用该各向异性模型探究了钻削角度、进给速度和钻速对钻削温度、轴向力和扭矩的影响规律,通过响应面法构建了温度、轴向力与扭矩关于钻削参数的预报模型。该研究成果更符合骨裂固定手术的实际情境,为智能化骨骼钻削控制系统的开发奠定了基础。

高速微细骨钻过程中切削力与切削温度试验研究

钻骨手术是医学中历史悠久的外科术式之一,现已广泛地应用在颌面修复手术以及修整骨折等方面。钻骨过程中,切削力的大小和切削温度的高低对整个手术的质量有非常重要的影响。此次研究以高速微细切削机床为试验平台,通过一系列试验,研究了骨头高速微细钻孔中进给速度、主轴转速与切削力、切削温度之间的关系,在此基础上为外科手术导航系统的建立提供数据支持。试验结果表明,为了同时保证骨钻过程中的切削力和切削温度都在较低的合理范围内,应该选择高转速和较大的进给量。

骨钻研究现状

骨钻为临床用于外科手术的主要医疗器械之一,在颌面修复以及修正骨折等方面,均具有显著的应用价值。本文在阅读大量文献的基础上,从国内与国外两个角度,对骨钻的研究现状进行了综合阐述,并对研究成果进行了总结分析。