3D打印钛合金椎间融合器置入治疗脊髓型颈椎病的临床疗效及颈椎矢状位参数变化

目的探讨3D打印钛合金椎间融合器(3D Cage)置入治疗脊髓型颈椎病的临床疗效及颈椎矢状位参数变化。方法回顾性研究我院2018年7月至2020年1月收治的接受单节段颈椎前路椎间盘切除植骨融合术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)的脊髓型颈椎病病人39例,按照置入的融合器类型分为两组,使用3D Cage的病例纳入3D组(18例),使用聚醚醚酮椎间融合器(PEEK Cage)的病例纳入常规组(21例)。对比两组的住院时间、手术时间、术中出血量,记录术前、术后3 d及末次随访时的疼痛视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分、日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association,JOA)评分、颈椎功能障碍指数(neck disability index,NDI),测量术前、术后3 d及末次随访时的椎间隙高度、C2-7Cobb角、C2-7矢状面偏移距离(C2-7SVA)、T1倾斜角。结果两组的住院时间、手术时间、术中出血量、融合率以及末次随访的JOA评分、VAS评分和NDI比较,差异均无统计学意义(P均>0.05)。术后3 d,两组的椎间隙高度、C2-7Cobb角及T1倾斜角均较术前明显增加(P均<0.05)。3D组术后3 d的椎间隙高度和C2-7Cobb角分别为(9.3±0.9)mm、20.8°±7.3°,末次随访时为(8.7±0.8)mm、18.6°±7.5°,均明显高于常规组(P均<0.05);末次随访时T1倾斜角为24.2°±5.4°,明显大于常规组(P<0.05)。常规组末次随访时椎间隙高度为(7.2±0.9)mm,T1倾斜角为20.7°±5.0°,均较术后3 d时明显减小(P均<0.05)。C2-7SVA在组间及同组内各时间点的数值比较,差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论3D Cage置入治疗脊髓型颈椎病临床疗效确切,并且在维持椎间隙高度、颈椎曲度和T1倾斜角方面更具优势。

3D打印钛合金椎间融合器联合含PRP同种异体骨在ACDF中的应用效果

目的分析3D打印钛合金椎间融合器与富血小板血浆(PRP)处理的同种异体骨联合应用于颈前路椎间盘切除融合术(ACDF)的临床效果,以及其在促进脊柱稳定性和椎体融合中的潜在效益。方法选取2021年8月—2023年5月温州医科大学附属舟山医院收治的需行ACDF的颈椎病患者110例,其中56例采用3D打印钛合金椎间融合器加同种异体骨的患者为A组,54例采用3D打印钛合金椎间融合器联合含PRP同种异体骨的患者为B组。观察2组手术时间、术中出血量、术后引流量、日本骨科协会(JOA)评分、视觉模拟疼痛(VAS)评分,测量节段性前凸角(SA)、颈椎曲度指数(CCI)、椎间盘高度(IH)以及术后各时间点的融合率。结果2组手术时间、术中出血量比较差异均无统计学意义(P>0.05),B组术后引流量明显少于A组(P<0.05);不同时间点VAS评分、JOA评分差异有统计学意义(P<0.05);不同时间点SA、CCI、IH差异均有统计学意义(P<0.05);颈椎正侧位X片显示,A、B组术后3个月影像学融合率分别为48.21%(27/56)、70.37%(38/54),术后6个月影像学融合率分别为73.21%(41/56)、92.59%(50/54),术后12个月融合率均为100.00%,B组术后3个月、6个月随访融合率明显高于A组(P<0.05)。结论ACDF中采用3D打印钛合金椎间融合器联合含PRP同种异体骨具有术后引流量少的优点,还可以促进早期融合,提高融合手术成功率,有益于患者术后早期康复。

前路颈椎间盘切除3D打印微孔钛合金椎间融合器与聚醚醚酮椎间融合器椎间融合术治疗脊髓型颈椎病的疗效对比

目的 :比较前路颈椎间盘切除后应用3D打印微孔钛合金椎间融合器或聚醚醚酮(PEEK)椎间融合器行椎间融合术治疗脊髓型颈椎病(CSM)的疗效。方法:2017年5月~2019年3月我院收治的需行前路颈椎间盘切除椎间融合术的CSM患者71例,按照随机数字表法将患者随机分为观察组(行颈前路椎间盘切除减压、3D打印微孔钛合金椎间融合器置入内固定术,35例)和对照组(行颈前路椎间盘切除减压、PEEK椎间融合器置入内固定术,36例)。观察组男性26例、女性9例,年龄46.4±4.9岁,病程2.5±0.2年,单节段病变19例、双节段病变16例。对照组男性23例、女性13例,年龄46.1±4.3岁,病程2.5±0.2年,单节段病变20例,双节段病变16例。两组患者术前资料无统计学差异(P>0.05)。在术前、术后3个月及末次随访时,对患者进行JOA评分及颈椎正侧位、过伸过屈位X线片检查,在X线片上测量融合节段的椎体高度及Cobb角并观察植骨融合情况。比较两组患者在术前、术后3个月及末次随访时的JOA评分及改善率、融合节段的椎体高度变化及Cobb角变化、植骨融合情况。结果:患者手术顺利,术后出现颈部吞咽不适症状8例(观察组3例,对照组5例),1~2周后上述症状消失。两组均无钢板螺钉断裂、移位发生,12个月随访时均骨性融合。观察组手术时间94.6±18.0min、术中出血量117.8±41.9ml、住院时间10.0±2.2d,对照组手术时间89.2±18.5min、术中出血量127.5±39.0ml、住院时间10.3±2.5d,两组手术时间、术中出血量、住院时间的对比差异均无统计学意义(P>0.05)。观察组JOA评分由术前9.3±1.7分提高至术后12个月时的14.5±1.6分,改善率为(67.5±4.7)%,对照组JOA评分由术前的8.2±2.8分提高至术后12个月时的13.3±1.5分,改善率为(58.1±4.1)%。两组改善率比较差异无统计学意义(t=1.292,P=0.200)。观察组单节段(19例)融合节段椎体高度术前为31.21±0.94mm、术后3个月时为34.01±1.09mm、末次随访时为33.02±1.32mm;观察组双节段(16例)融合节段术前椎体高度为49.25±1.13mm、术后3个月时为53.75±1.34mm、末次随访时为51.96±1.04mm。对照组单节段(20例)融合节段椎体高度术前为31.45±1.00mm、术后3个月时为33.21±1.00mm、末次随访时为31.28±1.28mm;对照组双节段(16例)融合节段术前椎体高度为49.55±2.13mm、术后3个月时为52.45±1.27mm、末次随访时为50.72±1.36mm。在术后3个月及末次随访时,观察组单节段和双节段的颈椎融合节段椎体高度和Cobb角均大于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组单节段和双节段的融合节段椎体高度和Cobb角均较术前改善,差异有统计学意义(P<0.05);末次随访时观察组51个融合器中4个融合器(单节段病变2例,双节段病变1例)发生沉降,沉降率7.8%,对照组52个融合器中16个融合器(单节段病变8例,双节段病变4例)发生沉降,沉降率30.8%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:两种手术方式均能重建颈椎稳定性,具有良好的椎间融合率。微孔钛合金椎间融合器与PEEK椎间融合器相比,手术时间短,假体下沉率低。应用3D打印微孔钛合金椎间融合器行椎间融合内固定术是一种治疗脊髓型颈椎病的较好手术方式。

疲劳作用下3D打印椎间融合器的失效形式分析

目的3D打印椎间融合器拥有多孔性结构以及骨小梁构造,有利于骨长入并促进融合。相较于传统融合器而言,3D打印椎间融合器在结构失效模式上呈现出不同的特点。方法本研究选用3D打印金属融合器作为研究对象。根据国际标准方法,对融合器进行了动态压缩、剪切以及扭转等体外力学等效试验,实时监控样品表面形变和材料的疲劳性能,记录融合器的疲劳寿命及其断裂特征,重点观察融合器骨小梁结构、连接点的失效形式,评估融合器失效对人体的潜在风险。结果和结论除了椎间高度丢失、断裂等失效形式以外,3D打印融合器还会伴有金属颗粒或粉末掉落等特有失效情况。通过上述研究,期望阐明3D打印椎间融合器在疲劳加载后的失效形式及其对人体的潜在风险,为该类医疗器械的优化设计和临床应用提供理论依据。

3D打印定制钛合金融合器在先天性颈椎侧凸畸形治疗中的应用

目的:探讨凹侧撑开技术治疗先天性颈椎侧凸畸形时应用3D打印定制钛合金融合器填充椎间隙的可行性和安全性,并评价其初步疗效。方法:2019年7月~2020年1月,应用一期前后联合入路凹侧撑开、3D打印定制钛合金融合器填充椎间隙治疗7例先天性颈椎侧凸畸形患者,男4例,女3例;年龄6~15岁(9.0±3.0岁)。5例主要骨性畸形为Klippel-Feil综合征,1例为寰椎左侧侧块发育不良,1例为C4节段右侧半椎体。记录手术时间、术中出血量和围手术期神经、血管损伤及切口并发症,观察患者外观和影像学矫形效果。结果:7例患者均顺利完成手术。6例患者行单侧单处撑开,1例患者接受单侧双节段撑开。手术时间326~756min(502.4±149.8min),术中失血量100~600ml(341.4±205.0ml)。椎体间隙使用融合器高度为5~10mm(8.0±1.8mm),小关节间隙使用融合器高度7~12mm(9.5±1.9mm)。所有患者均无术中并发症发生。3例患者术后出现神经根功能障碍,均表现为单侧C5神经根功能障碍,其中2例为凹侧,给予营养神经及功能锻炼治疗,2~6周肌力自行恢复;1例在凸侧,经术后CT检查发现螺钉位置不佳,行翻修手术调整螺钉位置后肌力恢复。随访7~13个月(10.6±2.5个月),末次随访时斜颈得到明显纠正,动力位X线片及CT检查示3D打印定制钛合金融合器与软骨下皮质骨之间接触紧密,未见透亮带,未见融合器位移和下沉;内固定位置均良好,无松动和移位,无假关节形成;畸形矫正率为64.45%。结论:应用凹侧撑开技术治疗先天性颈椎侧凸畸形时采用3D打印定制钛合金融合器填充椎间隙具有较好的可行性和安全性,短期临床随访结果满意。

3D打印多孔钛合金椎间融合器在颈椎前路椎间盘切除植骨融合中应用效果与安全性的Meta分析

目的:系统评价3D打印椎间融合器在颈椎前路椎间盘切除植骨融合术中的临床疗效与安全性。方法:通过检索PubMed、Embase、The Cochrane Library、CBM、CNKI、万方和维普数据库,收集各数据库建库至2022年4月有关颈椎前路椎间盘切除植骨融合术中置入3D打印椎间融合器(3D Cage)的临床对照试验文献,由2名独立研究者根据纳入、排除标准进行文献筛选、资料提取、质量评价,使用RevMan 5.3软件对结局指标进行Meta分析。结果:(1)共纳入11篇相关文献,其中2篇中等偏倚风险的随机对照试验文献,9篇高质量回顾性研究文献;共涉及患者691例,试验组(3D Cage置入)338例,对照组(其他植入物置入)353例;(2)Meta分析结果显示:两组在椎间融合率(RR=1.03,95%CI:0.98-1.07,P=0.23)方面比较无明显差异;在手术时间(MD=-11.84,95%CI:-17.12至-6.57,P<0.0001)、术中出血量(MD=-10.60,95%CI:-16.86至-4.33,P=0.0009)、并发症(RR=0.55,95%CI:0.35-0.88,P=0.01)、C2-7Cobb角(MD=4.14,95%CI:3.42-4.85,P<0.00001)、椎间隙高度(MD=0.48,95%CI:0.25-0.70,P<0.0001)以及亚组分析下的颈椎JOA评分(SMD=0.55,95%CI:0.29-0.82,P<0.0001;SMD=1.09,95%CI:0.73-1.46,P<0.00001)方面试验组优于对照组。结论:3D打印椎间融合器的椎间融合率不劣于其他植入物;3D打印椎间融合器能够缩短手术时间、减少术中出血、降低并发症发生;对于颈椎矢状位平衡以及神经功能恢复具有较好的促进作用。

3D打印ACT钛金骨小梁椎间融合器行颈椎前路减压融合后颈椎的矢状位平衡变化

背景:颈前路椎间盘切除减压融合是目前临床上常用的手术入路,但对于其植入物的选择,临床上存在较大争议。3D打印钛金骨小梁材料具有优越的生物学特性,十分适合作为骨植入物材料。目的:观察应用3D打印ACT钛金骨小梁椎间融合器行颈前路减压融合患者术后临床疗效及矢状位影像学参数的变化。方法:回顾性分析行单节段颈前路椎间盘切除减压融合的颈椎病患者60例,根据融合器类型分组,对照组30例应用聚醚醚酮融合器,试验组30例应用3D打印ACT钛金骨小梁椎间融合器。记录手术时间、术中出血量以及术中C臂透视次数,临床评价指标记录日本骨科协会评分、疼痛目测类比评分及颈椎功能障碍指数;测量术前、术后3d、术后3个月及末次随访时颈椎侧位X射线的矢状面参数,包括手术节段椎间隙高度、椎间隙角度、C2-7 Cobb角、C2-7矢状位轴向距离及T1倾斜角;根据美国FDA和Kandziora标准判断椎间融合器的融合率;分析患者各时间点影像学参数间的相关性采用Pearson相关性分析。结果与结论:①术后随访15-49个月;②试验组的手术时间、术中出血量及术中C臂透视次数均小于对照组,末次随访时2组日本骨科协会评分均较术前显著增加,疼痛目测类比评分及颈椎功能障碍指数评分显著减少(P <0.05),2组之间差异无显著性意义;③2组手术节段椎间隙高度、椎间隙角度、C2-7 Cobb角及T1倾斜角在术后3 d、3个月及末次随访时较术前均有增加(P <0.05);术后3个月及末次随访时,试验组手术节段椎间隙高度、C2-7 Cobb角、椎间隙角度及T1倾斜角均高于对照组(P <0.05);④C2-7 Cobb角与椎间隙角度及T1倾斜角,椎间隙角度与T1倾斜角,T1倾斜角与C2-7矢状面轴向距离在各时间点均呈正相关(P <0.01),而C2-7矢状面轴向距离与C2-7 Cobb角呈负相关(P <0.01);⑤故应用3D打印ACT钛金骨小梁椎间融合器及聚醚醚酮融合器行颈前路椎间盘切除减压融合均可缓解临床症状,恢复手术节段椎间隙的高度、角度以及颈椎曲度,其中3D打印ACT钛金骨小梁椎间融合器可缩短手术时间,减少术中出血量及C臂透视次数,且对维持手术节段术后椎间隙高度、角度及颈椎生理性前凸更具优势。

3D打印椎间融合器置入治疗脊髓型颈椎病:颈椎曲度及椎间高度恢复的半年随访

背景:近期临床研究发现,生物材料植入过程中机体内环境会产生一定改变,出现不同程度的免疫、应激反应,且不同生物材料机体免疫、应激反应亦有明显差异。目的:探讨3D打印椎间融合器在脊髓型颈椎病中的应用效果及对患者血清皮质醇、去甲肾上腺素水平的影响。方法:选择2015年7月至2018年7月承德医学院附属医院收治的脊髓型颈椎病患者63例,其中男40例,女23例,年龄30-78岁,按照随机数字表分为研究组(n=31)、对照组(n=32),均接受颈椎前路减压植骨融合内固定治疗,研究组术中植入3D打印椎间融合器,对照组植入聚醚醚酮材料椎间融合器及同种异体骨。对比两组手术情况、并发症发生情况,术前及术后1,3 d检测血清皮质醇、去甲肾上腺素水平,术前及术后1周、6个月检测颈椎曲度、椎间高度,术后6个月统计轴性症状。试验获得承德医学院附属医院伦理委员会批准。结果与结论:①两组手术时间、术中出血量、住院时间比较差异无显著性意义(P>0.05);②研究组31例发生螺钉松动1例、植入物移动1例,对照组32例中发生螺钉松动3例、免疫排斥3例、植入物移动2例、植入物塌陷1例,研究组并发症发生率低于对照组(P<0.05);③两组术后1,3 d的皮质醇、去甲肾上腺素水平均高于术前(P<0.05),但研究组低于对照组(P<0.001);④两组术后1周、6个月的颈椎曲度、椎间高度均高于术前(P<0.05),且研究组高于对照组(P<0.05);⑤研究组术后6个月轴性症状轻于对照组(P<0.05);⑥结果表明,3D打印椎间融合器应用于脊髓型颈椎病可减少并发症,促进颈椎曲度、椎间高度恢复,提高颈椎稳定性,且机体应激反应、轴性症状轻。

颈椎前路减压3D打印椎间融合器融合内固定术对颈椎矢状位参数的影响

目的:探究应用3D打印椎间融合器行椎间盘摘除减压融合内固定术对神经根型颈椎病患者矢状位平衡参数的影响。方法:回顾性分析2017年1月~2018年6月在我院行颈椎前路椎间盘切除减压融合内固定术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)治疗的神经根型颈椎病患者76例,按照随机数字表法分为观察组(38例)和对照组(38例)。观察组男性21例,女性17例,年龄42~62岁,平均51.7±3.8岁,对照组男性20例,女性18例,年龄41~63岁,平均52.4±4.5岁。观察组置入3D打印椎间融合器,对照组置入普通异体骨块。比较两组手术情况(手术时间、术中失血量、住院天数);在术前、术后即刻、术后6个月、术后1年颈椎正侧位X线片上测量并比较两组矢状位平衡参数(C2-7 Cobb角、C2-7 SVA、T1倾斜角);比较两组患者术后6个月、术后1年颈椎功能(JOA)评分;术后1年通过颈椎侧位X线片评估融合情况并计算融合率;统计并比较两组并发症发生情况。结果:观察组术中失血量45.73±5.27ml,对照组62.15±7.38ml;观察组手术时间84.29±6.11min,对照组105.34±12.04min;观察组住院天数6.81±1.52d;对照组8.54±1.08d;两组间差异均有统计学意义(P<0.05)。观察组术后即刻C2-7 Cobb角为26.15°±3.02°,C2-7 SVA为14.28±2.31mm,T1倾斜角为31.46°±1.83°;术后6个月时分别为28.79°±4.03°、12.60±4.24mm、30.16°±1.64°;术后1年分别为29.46°±5.11°、11.31±3.70mm、28.65°±2.02°;对照组术后即刻C2-7 Cobb角为21.67°±2.59°,C2-7 SVA为17.39±3.04mm,T1倾斜角32.78°±1.91°、术后6个月分别为23.76°±3.90°、16.88±3.29mm、31.58°±2.01°,术后1年分别为25.28°±4.43°、15.42±3.46mm、30.46°±1.79°,各时间点观察组均优于对照组(P<0.05)。观察组术后6个月、术后1年JOA评分高于对照组(P<0.05);术后1年时,两组均获得100%融合率。观察组并发症发生率5.56%(2/36)与对照组11.76%(4/34)差异无统计学意义(P>0.05)。结论:与置入普通异体骨块相比,3D打印椎间融合器应用于神经根型颈椎病患者临床效果良好,可纠正颈椎矢状位平衡,有利于颈椎功能的改善。

3D打印微孔钛合金融合器用于颈椎前路减压植骨融合对颈椎解剖学及应激激素的影响

背景:3D打印微孔钛合金融合器具备与松质骨、椎体皮质骨较为接近的弹性模量,进一步分析其临床应用效果,对颈椎手术中融合器的合理选择具有重要的指导意义。目的:探讨3D打印微孔钛合金融合器在颈椎前路减压植骨融合中的应用效果,以及其对患者颈椎解剖学、应激激素的影响。方法:选择2016年3月至2021年9月长沙市第一医院收治的脊髓型颈椎病患者90例,男46例,女44例,年龄(46.85±9.74)岁,采用随机数字表法分为2组,对照组(n=45)颈椎前路减压植骨融合术中置入聚醚醚酮椎间融合器与自体骨,观察组(n=45)颈椎前路减压植骨融合术中置入3D打印微孔钛合金融合器。术后1周,采用日本骨科协会脊髓功能量表评价疗效;术后3d及3个月,拍摄颈椎X射线片记录颈部解剖学指标;术后1,3 d,采集静脉血检测去甲肾上腺素、皮质醇水平;术后3个月,采用颈部失能指数、日常生活能力量表评价患者肢体功能状态。结果与结论:(1)两组临床疗效优良率比较差异无显著性义(P>0.05);(2)观察组术后3个月的颈椎融合节段高度、融合节段Cobb角、T1倾斜角均高于对照组(P<0.001),术后1,3 d的皮质醇、去甲肾上腺素水平均低于对照组(P<0.001);(3)观察组术后3个月的颈部失能指数低于对照组(P<0.001),日常生活能力量表评分高于对照组(P<0.001);(4)结果表明,3D打印微孔钛合金融合器应用于颈椎前路减压植骨融合中可取得良好的效果,能减轻机体应激、改善肢体功能,同时在保持颈椎解剖形态方面具有优势。

3D打印椎间融合器应用于颈椎病的临床疗效和矢状位平衡随访

目的探讨3D打印椎间融合器应用于颈椎前路减压椎间融合术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)治疗单节段颈椎病的临床疗效和矢状位平衡。方法回顾性分析我院2017年6月~2019年6月行单节段ACDF手术的60例颈椎病患者,其中实验组30例应用3D打印钛合金椎间融合器,对照组30例应用聚醚醚酮(PEEK)椎间融合器。分别记录两组患者手术指标、平均住院日、各阶段随访的VAS、JOA评分和相关影像参数,评估疗效和矢状位平衡。结果实验组手术时间(76.1±5.7)min和术中出血量(33.7±6.5)mL,均少于对照组的(85.5±6.5)min和(45.3±5.8)mL,差异有显著性(P<0.05)。两组患者术前JOA和VAS评分分别为(4.8±2.3)分、(7.7±1.5)分和(5.1±2.1)分、(8.0±1.6)分,术后末次随访分别为(15.5±1.3)分、(1.0±0.6)分和(14.3±1.5)分、(1.8±0.7)分,两项评分较术前均有明显改善,差异有显著性。组间对比末次随访数据显示统计学差异(P<0.05)。术前两组各影像参数组间比较无统计学差异(P>0.05),术后各时段的影像参数与本组术前相比有明显改善(P<0.05),末次随访时实验组与对照组椎间高度分别为(6.8±1.3)mm、(5.7±1.4)mm,椎间角度分别为(7.3±1.3)°、(6.0±1.4)°,C_(2~7)Cobb角分别为(23.6±5.3)°、(19.3±5.4)°,T1倾斜角分别为(24.3±2.2)°和(20.3±2.6)°,实验组明显高于对照组,差异存在统计学意义(P<0.05)。结论3D打印钛合金椎间融合器应用于ACDF手术治疗单节段颈椎病临床效果良好,在改善并维持椎间高度、颈椎矢状位平衡等方面优于传统PEEK融合器。

SiCaP-3D打印层状钛椎间融合器的植骨融合率

腰椎椎体间融合(LIF)常被用于成人脊柱畸形和退行性疾病手术,椎间融合成功与否取决于终板准备,以及骨植入物在宿主环境中能否获得良好的血液供给和稳定性。其影响因素包括患者相关因素、手术技术、椎间融合器材料和类型、骨植入物材料等。

脊柱3D打印椎间融合器材料的初步展望

总结可用于3D打印脊柱椎间融合器各种材料的研究现状并展望其未来发展方向。作者通过检索Pub Med数据库、中国知网数据库(CNKI)以及中国生物医学文献服务系统(Sino Med)中2000年至2016年国内外发表有关3D打印技术在脊柱外科植入物应用的文献。目前,已经用于制备椎间融合器的3D打印材料主要包括金属类(以钛为主)、非金属类。以上材料制作的3D打印骨科植入物部分已应用于临床,但椎间融合器的研发及应用鲜有报道,其安全性及术后长期相关并发症、相关法规等问题尚待解决。3D打印技术能够让脊柱植入物手术更加精细、更加准确并且更加安全可靠,能够提供个性化定制的椎间融合器。随着材料学、3D以及4D打印技术的迅猛发展,更多的多维打印椎间融合器及其他体内植入物将会被研发并应用于临床。

新型颈椎3D打印多孔椎间融合器的三维有限元分析

背景:颈椎前路椎间盘切除减压融合内固定已成为目前临床上常用的手术,但是传统融合器的上下弧度难以与上下终板保持完全一致,容易引起椎间融合器沉降等一系列相关并发症,作者所在课题组研究出与上下终板保持一致的新型颈椎3D打印多孔椎间融合器。目的:通过三维有限元分析法评价新型颈椎3D打印多孔椎间融合器的力学特点,为临床应用和进一步改进提供相应理论依据。方法:建立颈椎前路椎间盘切除减压融合内固定的三维有限元模型,分别采用传统颈椎椎间融合器以及新型颈椎3D打印多孔椎间融合器进行重建,并在前屈后伸、左右侧屈及左右旋转6个工况下,施加50 N预载荷以及1.0 N·m的运动附加弯矩。观察相应的椎体位移峰值,以及板钉、融合器和上下终板的Von-Mises应力峰值情况。结果与结论:①结合三维有限元分析发现,新型颈椎3D打印多孔椎间融合器组在前屈后伸、左右侧屈、左右旋转这6种工况下的椎体位移峰值、融合器及上下终板的Von-Mises应力峰值均小于传统融合器组;②而板钉的应力峰值除在后伸及右旋这2个工况下,新型颈椎3D打印多孔椎间融合器组大于传统融合器组;其他4个工况下新型颈椎3D打印多孔椎间融合器组的板钉应力峰值均小于传统融合器组;③提示相对于传统融合器,应用新型颈椎3D打印多孔椎间融合器能避免上下终板的应力集中,提高固定节段的稳定性,一定程度上可减少内植物下沉的风险。

3D打印椎间融合器在脊髓型颈椎病椎间盘摘除减压融合内固定术的应用效果

背景:3D打印技术作为一种新型数字化技术,在医学领域中,特别是骨科有很大前景,其临床疗效尚需更多的临床数据来支持。目的:探讨3D打印椎间融合器在脊髓型颈椎病椎间盘摘除减压融合内固定术的应用效果。方法:回顾性分析2015年2月至2017年6月收治的脊髓型颈椎病手术患者65例,根据患者意愿选择植入物类型,植入3D打印椎间融合器的30例为试验组;植入普通异体骨块的35例为对照组。比较分析两组患者手术时间、住院时间、术中出血量和术后并发症发生情况;术后3个月、6个月、1年随访观察两组患者的生理曲度、椎体前缘高度(HAB)和椎体后缘高度(HPB)、JOA评分。结果:试验组患者手术时间、住院时间、术中出血量均小于对照组(P<0.05);试验组术后并发症2例,发生率为6.7%(2/30),对照组术后并发症9例,发生率为25.7%(9/35),组间比较有统计学差异(P<0.05)。两组患者不同时间段生理曲度差值随距离手术时间延长而减小,试验组相同时间段生理曲度差值小于对照组(P<0.05)。两组患者不同时间段HAB随距离手术时间延长而减小,试验组相同时间段HAB小于对照组(P<0.05)。两组患者不同时间段HPB随距离手术时间延长而减小,试验组相同时间段HPB小于对照组(P<0.05)。两组患者术前JOA评分无统计学差异(P>0.05),手术即时、术后3个月、术后6个月、术后1年试验组JOA评分大于对照组(P<0.05)。结论:植入3D打印骨块能明显减少患者手术时间、住院时间、术中出血量和术后并发症,逐步恢复患者生理曲度和椎间隙高度,可更有效地缓解患者神经受压症状,促进术后神经功能的恢复。

前沿椎间融合器产品评价关注重点研究

本文对前沿椎间融合器产品的评价关注重点展开研究。作为脊柱退行性疾病手术治疗中使用最多的脊柱内植入物之一,椎间融合器的安全性和有效性一直是大家关注和研究的热点。本文分析研究了目前国内外前沿椎间融合器新型结构设计、3D打印工艺、新型制造材料的特点,针对椎间融合器的以上特性提出风险点,并结合其使用安全性和有效性提出质量评价建议,以期为椎间融合器科学研究和检验工作中的质量评价提供参考。

3D打印多孔钛合金Cage与聚醚醚酮Cage在PLIF中的疗效差异

目的分析3D打印多孔钛合金椎间融合器(3D Cage)与聚醚醚酮椎间融合器(PEEK Cage)在后路腰椎椎间融合术(PLIF)中的疗效差异。方法选取2021年2月至2022年2月在河南省洛阳正骨医院76例行PLIF的患者作为研究对象,根据不同的治疗方案分为观察组(38例)和对照组(38例)。其中观察组男性20例,女性18例,年龄27~76(45.67±9.69)岁;对照组男性19例,女性19例,年龄26~74(45.48±10.13)岁。观察组在PLIF下植入3D Cage,对照组在PLIF下植入PEEK Cage。在手术后对两组患者进行1年随访,比较两组的手术指标与并发症发生情况;比较两组术后3个月、6个月以及1年的椎间隙高度与椎间融合度;比较两组术后12 h与48 h的视觉模拟评分法(VAS)评分;比较两组术后3个月、6个月以及1年的Oswestry功能障碍指数(ODI)评分。使用独立样本t检验、χ^(2)检验、秩和检验。结果观察组的手术时间、住院时间、术中出血量、术后引流量分别为(123.26±23.62)min、(13.78±1.42)d、(316.64±26.79)ml、(342.21±33.72)ml,对照组的手术时间、住院时间、术中出血量、术后引流量分别为(124.18±23.43)min、(14.16±1.37)d、(321.36±27.63)ml、(346.38±34.17)ml,两组比较差异均无统计学意义(t=0.171、1.187、0.756、0.536,均P>0.05);观察组术后3个月、6个月以及1年的椎间隙高度分别为(13.36±0.93)mm、(12.98±0.87)mm、(12.21±0.62)mm,均优于对照组(12.78±1.21)mm、(12.33±0.94)mm、(11.74±0.77)mm(t=2.343、3.128、2.931,均P<0.05);观察组术后3个月、6个月以及1年的椎间融合度均优于对照组(Z=2.734、2.331、2.267,均P<0.05);观察组术后12 h与48 h的VAS评分分别为(5.18±1.24)分、(4.23±1.12)分,均低于对照组(5.87±1.36)分、(5.06±1.21)分(t=2.311、3.013,均P<0.05);观察组术后3个月、6个月以及1年的ODI评分分别为(24.62±6.34)分、(16.33±4.28)分、(13.69±3.27)分,均优于对照组(28.86±7.21)分、(19.66±5.87)分、(15.82±3.66)分(t=2.722、2.826、2.675,均P<0.05)。结论两种椎间融合器在PLIF中的手术指标和术后并发症发生情况方面均无明显差异,但3D Cage能够减轻术后疼痛,更好恢复椎间隙高度以及加速椎间融合,且功能障碍情况恢复良好。

椎间融合器材料:临床应用的优势与关注热点

背景:椎间融合器已成为脊柱外科临床上不可或缺的植入物,随着材料科学和3D打印技术的发展,不同材料融合器的应用前景有待考究。目的:结合目前椎间融合器最新临床数据和新材料的研发,对融合器材料进行详细分析并作出展望。方法:由第一作者应用计算机检索中国知网、维普、PubMed、Elsevier等数据库1989年1月至2020年12月发表的文献,着重检索现阶段椎间融合器材料在脊柱外科临床上的应用,中文检索词为"椎间融合器,生物相容性,骨科植入物,脊柱外科,3D打印融合器,可降解材料,聚醚醚酮融合器,氮化硅融合器",英文检索词"Interbody fusion cage,Biocompatibility,Orthopedic implants,Spinal surgery,3D printing interbody fusion cage,Biodegradable materials,PEEK fusion cage,Silicon nitride fusion cage"。结果与结论:椎间融合器材料种类繁多,可分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料和复合材料,目前临床常用的是聚醚醚酮及其复合材料融合器,其他材料也有了新的临床数据。随着3D打印技术的发展及3D打印的新型材料出现,金属多孔钛合金融合器在临床上效果显著。此外,融合器孔内的填充材料从自体骨和同种异体骨逐渐向可吸收的人工骨和重组骨形态发生蛋白发展。

医工结合精准制造向仿生功能重建疗效而努力:读3D打印可动人工颈椎的创新性思考

骨科内植物是医用增材制造技术在生物医药行业发展最快、应用最广、临床转化最多的一个领域。其中,3D打印脊柱内植物在骨科的应用已经从初期探索尝试步入逐渐成熟应用的阶段,并解决了多项临床难题。材料领域学者以及骨科医生目前已对3D打印人工椎体、椎间融合器等多个脊柱内植物进行了联合研究并且应用于临床,在相关疾病的治疗中显示出独特优势。然而目前3D打印骨科内植物仅能在形态和部分结构上模仿原有组织,如何从形态相似转变为功能相似则需要生物材料学和临床应用领域的专家和学者共同合作,进行更深入的研究。

椎间融合器材料和工艺的研究和应用进展

椎间融合器是脊柱退行性疾病患者接受椎间植骨融合后能否达到脊柱稳定、恢复椎体正常生理曲度的关键之一。随着研究不断深入,椎间融合器的材料与设计工艺不断改进,成为医学结合材料学研究的热点之一。本文回顾了目前国内外椎间融合器的研究成果,基于Zero-P和钽金属材料椎间融合器、椎间融合器表面改性、3D打印椎间融合器等特点,阐述了不同材料和工艺的椎间融合器的动物试验或临床试验的研究现状,以期为椎间融合器科研研究方向和临床工作中的选择提供指导。