钢板内固定系统重建椎管的生物力学分析

目的比较椎板切除回植后应用不同钢板内固定系统(微H钢板和微L钢板)重建椎管的生物力学性能。方法应用3D打印技术打造正常腰4(L4)椎体模型,对L4椎体模型实施全椎板切除,根据椎板回植椎管重建(RL-SCR)内固定方式的不同分成微H钢板(H-MFS)组和微L钢板(L-MFS)组;分别通过静态压缩和动态疲劳压缩实验对两组RL-SCR模型进行加载直至钢板失效、断裂或回植椎板塌陷;静态压缩实验采用速度控制模式,动态疲劳压缩实验采用载荷控制模式。同时,通过建立正常L3-L5有限元模型,在验证该模型有效性的前提下进行RL-SCR的生物力学研究;根据处理方式不同分为正常赋值组、椎板切除组、H-MFS组和L-MFS组;在相同载荷下,模拟前屈、后伸、左弯、右弯、左旋和右旋6个方向的生理活动条件,对各组L3-L4和L4-L5的活动度(ROM)变化进行评估。结果RL-SCR静态压缩实验中,H-MFS组的持续屈服载荷大于L-MFS组(P<0.05),在相同机械载荷下的压缩刚度、屈服位移和轴向位移-轴向载荷排列为:H-MFS组>L-MFS组(P<0.05);L-MFS组全部出现椎板原位还纳或“闭门”现象及椎板塌陷,均出现钢板断裂现象;而H-MFS组未出现钢板断裂现象,仅部分出现螺钉周围的钢板裂纹和螺钉尾帽松动的现象;RL-SCR的动态压缩疲劳实验中,H-MFS组的动态压缩峰值载荷可达873 N,为静压缩平均屈服载荷的95%,优于L-MFS组(P<0.05);而L-MFS组的动态压缩峰值荷载仅为468 N,为静压缩平均屈服载荷的80%;此外,根据疲劳寿命-峰值载荷图估算出L-MFS组的极限载荷仅为H-MFS组的46.59%,差异有统计学意义(P<0.05)。与椎板切除组相比,6种加载工况下,正常赋值组、H-MFS组和L-MFS组L3-L4和L4-L5的ROM范围均明显降低;与正常赋值组相比,H-MFS组仅在后伸时的ROM增加明显,而L-MFS组在前屈、后伸、左旋和右旋时的ROM增加明显;病变节段ROM的整体趋势为椎板切除组>L-MFS组>H-MFS组>正常赋值组。结论椎板切除会破坏脊柱后柱结构,从而影响其生物力学稳定性,而应用RL-SCR内固定的方式可有效维持脊柱生物力学的稳定性,且与微L钢板相比,微H钢板在维持椎管完整性和生物力学性能上的优势更明显。

椎板成形术治疗椎管内疾病的研究进展

外科手术是治疗椎管内疾病的首选方法 ,手术方式有单纯椎板切除术和椎板成形术等。理想的椎管内手术既要充分显露椎管、完整切除占位并解除脊髓压迫,还要维持脊柱生物力学稳定性。由于临床医师对椎管内疾病手术过程中脊柱稳定性的保护与重建存在不同认识,手术方式的选择及如何保持脊柱生物力学的稳定性成为该领域研究的热点。为减少椎板切除对脊柱稳定性的影响,许多学者进行了积极的探索。椎板成形术可通过增加或重建椎管体积对脊髓进行直接减压并允许脊髓向背侧迁移离开椎间盘和椎体从而完成间接减压,既能做到术中充分显露和减压,又可防止脊柱术后失稳,除病变广泛、严重骨质破坏或合并骨质疏松外,是目前理论上单纯椎管内病变最理想的术式。

椎管后部结构重建椎管成形在椎管内肿瘤手术中的应用

目的 探讨在手术清除椎管内肿瘤的同时行椎管后H形同种异体骨块植骨结合棘突回植重建椎管后部结构的临床疗效。 方法 2006年2月－2012年5月，收治48例椎管内肿瘤患者，采用在手术清除椎管内肿瘤的同时行椎管后H形同种异体骨块植骨结合棘突回植重建椎管后部结构治疗。男35例，女13例；年龄17～48岁，平均29.5岁。病程3～16个月，平均10.5个月。肿瘤位于T5、6 3例，T10 7例，T12、L1 13例，L3 10例，L4～S1 15例。其中硬膜外脊膜瘤18例，硬膜外脂肪瘤2例，髓外硬膜下神经类肿瘤3例，髓外硬膜下脊膜瘤10例，髓外硬膜下神经鞘瘤6例，髓内室管膜瘤6例，髓内星形细胞瘤3例。术后采用Oswestry功能障碍指数 （ODI）评定症状改善情况，脊髓损伤Frankel分级评估神经损伤及恢复程度。 结果 术后8例出现脑脊液漏，4例切口出现淡黄色渗液，经相应处理后均治愈；其余切口均Ⅰ期愈合，无其他术后早期并发症发生。48例均获随访，随访时间18～72个月，平均38个月。CT示椎管后部植骨均生长融合，椎管结构重建良好，无瘢痕组织长入椎管内形成医源性狭窄。脊柱动力位X线片复查示无椎体失稳或滑脱，重建椎板无断裂及移位。MRI示除1例患者复发外，余均无复发。患者术后症状明显改善，末次随访时ODI评分为（16.69 ± 2.53）分，较术前（47.83 ± 7.25）分显著降低（t=0.89，P=0.00）；ODI改善率获优36例，良10例，可1例，差1例，优良率达95.83%。末次随访时Frankel分级除1例肿瘤复发（术前Frankel分级为B级）患者无改变外，余均有1～2级改善，与术前比较差异有统计学意义（Z=13.32，P=0.00）。 结论 椎管后H形同种异体骨块植骨结合棘突回植能良好重建椎管后部结构，并有效避免医源性椎管狭窄，是治疗椎管内肿瘤的有效术式。