横连对椎弓根钉松动和脊柱稳定性的影响

目的探讨横连对椎弓根钉松动和脊柱稳定性的影响。方法在30具新鲜羊腰椎脊柱标本L1椎体上制作单椎体压缩骨折模型,采用抽签法分为3组(n均=10)。跨伤椎用4根椎弓根钉固定,采用不同数目的横连(A组不放置横连、B组置入1个横连、C组置入2个横连)固定标本后,在HY-3080微机控制电子万能材料试验机和HY-1000NM微机控制扭转试验机上以频率为1.5 Hz的载荷对标本进行10 000次疲劳试验。测量并比较疲劳试验后各组标本轴向压缩刚度,螺钉拔出力,前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左轴向旋转及右轴向旋转6个方向的活动范围(ROM)。结果 3组在轴向压缩刚度以及前屈、后伸、左侧弯和右侧弯ROM方面的差异均无统计学意义(P均>0.05)。疲劳试验后,A组和B组轴向拔出力均显著小于C组[(129.56±29.63)N比(294.67±23.25)N,P=0.000;(254.02±36.29)比(294.67±23.25)N,P=0.006]。A组左轴向旋转的活动度最大(13.35°±1.06°),其次为B组(12.23°±1.06°),C组活动度最小(11.04°±0.74°)(F=13.44,P=0.000;B组与A组比较,P=0.000,与C组比较,P=0.001;C组与A组比较,P=0.000);A组右轴向旋转的活动度最大(13.56°±1.15°),其次为B组(12.39°±1.01°),C组活动度最小(10.81°±0.51°)(F=21.91,P=0.000;B组与A组比较,P=0.002,与C组比较,P=0.001;C组与A组比较,P=0.000)。结论横连可增强椎弓根螺钉的最大拔出力和脊柱的轴向稳定性。

横连位置及数目对椎弓根皮质劈裂下脊柱内固定稳定性的影响

目的评估横连位置及数目对椎弓根皮质劈裂下脊柱内固定稳定性的影响。方法选用新鲜绵羊胸腰椎标本(T13~L3节段)60具,建立L1椎体压缩骨折模型,采用抽签法随机分为A、B、C、D、E、F 6组,每组10具。于T14、L2双侧椎弓根置入螺钉,连接钛棒固定T14~L2节段,然后切除B、C、D、E、F组T14椎体右侧椎弓根外侧1/4的骨皮质,作为椎弓根皮质劈裂椎体骨折模型。最后各组采用不同的横连数目固定:A组:0个横连;B组:0个横连;C组:1个横连,连接棒1/2处;D组:1个横连,连接棒1/3处,靠近T14椎体;E组:1个横连,连接棒2/3处,远离T14椎体;F组:2个横连,连接棒1/3和2/3处。各组标本在生物力学实验机上进行10 000次疲劳试验后,分别测量轴向压缩刚度,屈伸、侧弯、旋转6个方向的活动范围(ROM)及T14椎体椎弓根劈裂侧螺钉最大拔出力大小。结果 A、C、D、E、F组模型刚度均明显高于B组(P均<0.05),A组明显高于F组(P<0.05)。A、C、D、E、F组模型螺钉最大拔出力均明显高于B组(P均<0.05);A组明显高于F组,C、D、E组均明显小于F组(P均<0.05)。A、C、D、E、F组模型在屈伸、侧弯、旋转6个方向的运动范围均明显小于B组(P均=0.000),C、D、E组在旋转2个方向的运动范围明显大于F组(P均=0.000)。结论椎弓根固定劈裂时,放置1个横连就可以提高内固定的稳定性,放置2个横连可近似达到椎弓根固定未劈裂时的稳定性。横连位置在短节段固定脊柱固定差异无统计学意义。

骨质疏松模型建立的研究进展

随着世界人口老年化比例不断上升,越来越多的人出现因骨质疏松引发的临床并发症如:骨质疏松性骨折、慢性骨痛、肌无力等。为了能够对骨质疏松症的发病机理及其治疗方法进行深入的研究,骨质疏松模型的建立是其的必备条件。目前已有多种方法建立骨质疏松模型,主要分为两大类,一类是体内模型,此类造模方法主要是以物理、化学或生物等致因素作用于动物,造成活体动物组织、器官或全身损害,并出现类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的改变。目前运用此法的主要有手术模型、药物去势模型、维甲酸模型、失用模型、营养模型、脑源性模型、基因重组模型等。另一类是体外模型,包括:盐酸模型、双氧水模型、细胞模型和计算机三维有限元模型。相比较体内模型来说,体外模型的研究范围较窄,只是在某些方面与人体骨质疏松具有相似之处。目前为止任何一种模型只是在某些方面与人体骨质疏松具有相似之处,没有任何一种模型在各个方面完全与人类骨质疏松症的临床表现一致。本文对骨质疏松模型建立方法研究进展及特点的进行阐述。

经伤椎置钉对椎弓根皮质劈裂合并椎体骨折的生物力学稳定性的影响

目的 探讨椎弓根皮质劈裂对椎体骨折内固定生物力学稳定性的影响,评价椎弓根皮质劈裂后不同骨折椎体置钉方式对椎体生物力学稳定性的影响.方法 取新鲜成年绵羊胸腰椎脊柱标本（T13～L3）36具,采用随机数字表法分为4组,分别为A、B、C、D组,每组9具.采用Chiba法在4组标本的L1椎体建立压缩性骨折模型.4组均采用在骨折椎体上下临近椎体置入4个椎弓根螺钉内固定;在此基础上,C组经骨折椎体置入1个椎弓根螺钉,D组经骨折椎体置入2个椎弓根螺钉.内固定后切除B、C、D组T14椎体左侧椎弓根外侧1/4,建立椎体压缩性骨折合并椎弓根皮质劈裂模型.以（300±105）N的载荷对4组模型进行10 000次循环加压,比较4组模型的轴向压缩刚度、T14椎体椎弓根劈裂侧螺钉拔出力及4个方向的活动范围.结果 A、C、D组的轴向压缩刚度和最大螺钉拔出力均显著大于B组（P均=0.000）,B组模型在屈伸、侧弯4个方向的运动范围均显著高于A、C、D组（P均=0.000）,C、D组的轴向压缩刚度、最大螺钉拔出力均显著大于A组（P均=0.000）,C、D组在屈伸、侧弯4个方向的运动范围均显著低于A组（P=0.002,P=0.005）,C组各个检测指标与D组比较,差异均无统计学意义（P均＞0.05）.结论 椎弓根皮质劈裂影响椎体骨折内固定的稳定性,经骨折椎体置入螺钉内固定能提高劈裂椎弓根内固定的稳定性.

不同骨密度对胸腰椎椎弓根内固定早期稳定性的生物力学研究

目的研究不同骨密度对椎弓根螺钉内固定早期稳定性的影响,为临床工作提供生物力学参考。方法取新鲜成年绵羊胸腰椎脊柱标本(T13-L2)36具,采用随机数字表法分为4组,分别为A(HCL脱钙0 h)、B(HCL脱钙2 h)、C(HCL脱钙4h)、D(HCL脱钙6h)组,每组9个。采用EXPERT-XL双能X线骨密度仪(Lunar公司)对四组脊柱椎体进行测量,依据骨密度的不同分为骨量正常组骨量减少组骨质疏松组严重骨质疏松组。4组均采用在T14-L2上置入椎弓根钉棒系统。以(300±105)N的载荷对4组模型进行250 000次循环4个方向(前屈、后伸、左侧弯、右侧弯)加载,比较4组模型的脊柱活动范围、螺钉的最大拔出力、轴向压缩刚度。结果疲劳试验后,A、B、C、D组脊柱的运动范围值(ROM)、轴向压缩刚度依次增大、螺钉的最大拔出依次减小,各组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论 1.脊柱骨密度越低,椎弓根固定后脊柱早期的稳定性越差。2.对于骨密度在骨质疏松范围内的患者不能行单纯椎弓根螺钉固定,而且在骨性愈合期间应减少脊柱的活动量。

植入不同直径椎弓根螺钉后腰椎体与椎弓根结合部位骨折力学的稳定性

背景:多数学者认为腰椎与椎弓根结合部位骨折较为稳定,可经由伤侧椎弓根植入椎弓根螺钉来提高骨折断端的稳定性,但经伤侧椎弓根植入的椎弓根螺钉直径大小与椎弓根、椎体所获得的力学稳定性、安全性目前尚有争议。目的:利用三维有限元法分析不同直径椎弓根螺钉植入椎弓根内与椎弓根皮质关系对骨折腰椎与椎弓根力学稳定性的影响。方法:基于正常成人L2-L3 CT DICOM数据,通过mimics软件建立L2椎体一侧腰椎体与椎弓根结合部位骨折模型,同时建立L3椎体三维模型。将制作好的L2-L3模型以stl格式导入3-matic中,建立经L2椎体与椎弓根结合部位骨折处植入不同直径椎弓根螺钉(椎弓根螺钉直径分别为6.5,6.0 mm,长度均为45 mm)的模型,将上述模型在mimics软件中赋予材料属性后导入ansys中,在L2椎体上表面施加500 N的垂直载荷,模拟标准体质量成人经伤椎植入不同直径螺钉后直立情况下的生物力学表现。结果与结论:①植入6.0 mm螺钉后,腰椎体与椎弓根结合部位椎弓根下壁、上壁、内壁、外壁所承受的等效载荷分别为(1.28±0.62),(0.95±0.18),(0.62±0.37),(0.36±0.16)MPa,4组间比较差异有显著性意义(F=4.298,P<0.05);②植入6.5 mm螺钉后,腰椎体与椎弓根结合部位椎弓根下壁、上壁、内壁、外壁所承受的等效载荷分别为(1.82±0.76),(1.11±0.18),(0.93±0.38),(0.43±0.14)MPa,4组间比较差异有显著性意义(F=7.034,P<0.05);③植入6.5 mm椎弓根螺钉模型椎弓根下壁、上壁、内壁、外壁所承受的等效载荷均大于植入6.0 mm椎弓根螺钉模型对应处(P<0.05);④结果表明,椎弓根螺钉越大对腰椎体与椎弓根结合部位皮质骨的压力载荷越大,把持力越强;椎弓根上壁、下壁、内壁、外壁所承受的载荷与其皮质厚度呈正相关,下壁皮质骨最厚,其承受的等效载荷最大,外侧壁皮质骨最薄,其承受的等效载荷最小;椎弓根螺钉在椎弓根内越靠近下内侧壁,其把持力越强、稳定性越好,越靠近上外侧壁其把持力越小、稳定性越差,但上外侧壁较下内侧壁置钉更为安全,置钉时仍需依据手术医师的经验权衡利弊进行。

椎弓根螺钉进钉深度与远期稳定性的研究

在27具新鲜成年羊胸腰椎脊柱标本（T14～12）的L1椎体上制作单椎体压缩骨折模型。根据钉道长度，依次经骨折椎体上下椎弓根置人不同深度的螺钉（置入1／2长度，置入3／4长度、置入4／4长度椎弓根螺钉固定），固定标本后，在HY－3080微机控制电子万能材料试验机上，以频率为1．5Hz的载荷对标本进行10000次疲劳实验。测量疲劳实验后各组标本前屈、后伸、左侧弯、右侧弯4个方向的运动范围值（ROM）、疲劳实验后螺钉的拔出力大小，并比较其差异。结果显示，疲劳实验后各固定组各方向ROM值为：置入1／2组〉3／4组〉4／4组（P〈0．05）。疲劳试验后各固定组螺钉拔出力大小为置人4／4组〉3／4组〉1／2组（P〈0．05）。

椎弓根劈裂对内固定稳定性影响的生物力学研究

目的探讨椎弓根螺钉内固定时椎弓根皮质劈裂对骨折椎体稳定性的影响。方法取新鲜成年羊胸腰椎脊柱标本（T14～L2）20具,随机分为A、B两组。在A组和B组标本的L1椎体上分别制作单椎体压缩骨折模型,再单独对B组标本T14胸椎任意一侧的椎弓根行外侧（1/4～1/2）切除,作为椎弓根劈裂椎体骨折模型。然后对A、B两组分别置钉,进钉深度为钉道全长。标本模型固定后,在HY-3080微机控制电子万能材料试验机上,以频率为1.5 Hz的载荷对两组标本模型行10 000次疲劳实验,分别测量疲劳实验后两组标本前屈、后伸、左侧弯、右侧弯4个方向运动范围的大小和疲劳实验后两组标本模型螺钉拔出力大小,并比较两组差异。结果疲劳实验后A组各个方向活动范围：前屈（1.81±0.14）mm,后伸（1.68±0.37）mm,左侧弯（4.08±0.41）mm,右侧弯（4.18±0.12）mm;B组各个方向活动范围大小：前屈（4.49±0.40）mm,后伸（3.72±0.51）mm,左侧弯（6.67±0.64）mm,右侧弯（6.73±0.58）mm;A组各个方向活动范围均小于B组（P〈0.01）。疲劳实验后A组螺钉最大拔出力为（252.34±51.27）N,B组螺钉最大拔出力为（115.50±36.74）N,最大拔出力A组大于B组（P〈0.01）。结论椎弓根皮质劈裂将严重影响骨折椎体内固定的稳定性。

L_(4-5)椎体有限元模型建立及退变椎间盘力学分析

背景:脊柱在人体中起着承上启下的作用,把躯干上部的重力传递到腰骶部直至骨盆,L_(4-5)椎体处于脊柱的最下端,承受的载荷最大,其间的椎间盘亦承受相当的高应力,因此该部位椎间盘退变和突出高发。目的:建立人L,进行退变椎间盘力学仿真分析。4-5椎体及椎间盘有限元模型方法:利用GE64排螺旋CT对中年女性腰椎进行扫描,得到206层层厚为2 mm的CT断层DICOM图像,应用Mimics软件进行椎体的三维重建,再导入3-matic软件中建立椎间盘,划分面网格及体网格,再以CDB格式导入Mimics软件中赋予椎体及椎间盘材料属性,最后导入Ansys软件中建立韧带,进行L_(4-5)椎体及椎间盘的生物力学分析。结果与结论:(1)成功建立了可用于腰椎体及退变椎间盘力学分析的有限元模型;(2)站立情况下椎间盘前部承受的载荷较后部高(F=7.995,P <0.000 1),处于椎间盘中部的髓核承受载荷较前部纤维环低(t=5.013,P <0.000 1);(3)提示L_(4-5)椎体有限元模型从生物力学角度证实,髓核及后部椎间盘突出与前部纤维环承受高应力后向髓核及后部纤维环传递,前部纤维环对髓核和后部纤维环的挤压与椎间盘的退行性变密切相关。

椎体后凸成形术中灌注不同凝固状态骨水泥对骨质疏松性椎体压缩性骨折绵羊椎体生物力学的影响

目的探讨椎体后凸成形术中灌注不同凝固状态骨水泥对骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)绵羊椎体强度和刚度的影响。方法选取成年绵羊8只,获得L_(1~5)椎体40个,随机分为4组,每组10个。采用3%稀盐酸浸泡和双侧椎弓根微泵灌注法制作骨质疏松椎体模型,再将骨质疏松椎体置于衡翼生物力学机上并压缩其高度的1/4制作压缩骨折椎体模型。制备骨水泥灌注通道后,用球囊经双侧椎弓根复位骨折椎体,在C形臂X线机透视下,对照组(A组)不灌注骨水泥,其余各组分别在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥粉液混合后2 min(骨水泥稀薄期,B组)、4 min(骨水泥黏稠期,C组)、6 min(骨水泥凝固期,D组)灌注骨水泥。室温放置24 h待骨水泥凝固。分别于术前和术后测量各组椎体的强度和刚度。结果术前4组椎体强度和刚度组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。A组术后椎体强度低于术前,B、C、D组术后椎体强度均高于术前,差异有统计学意义(P<0.05)。4组术后椎体刚度均低于术前,差异有统计学意义(P<0.05)。B、C、D组术后椎体强度和刚度均高于A组,差异有统计学意义(P<0.05);B、C组术后椎体强度和刚度均高于D组,差异有统计学意义(P<0.05);B组和C组术后椎体强度和刚度差异无统计学意义(P>0.05)。结论OVCF绵羊采用椎体后凸成形术治疗,注入稀薄期和黏稠期骨水泥的椎体强度和刚度均高于注入凝固期骨水泥的椎体。注入不同凝固状态骨水泥均可增强椎体强度,但椎体刚度均恢复不到未骨折时期状态。

MRI影像学分型对胸腰椎布鲁杆菌病性脊椎炎手术策略的效果分析

[目的]探讨MRI影像分型对胸腰椎布鲁杆菌病性脊椎炎手术治疗选择及疗效分析。[方法]将2005年1月~2015年2月167例布鲁杆菌病性脊椎炎患者的MRI影像学资料,依据MRI分型行微创术与切开手术治疗;通过影像分析一致性检验、影像学评分、临床疗效评价进行性归纳总结。采用SPSS 15.0统计软件包进行分析。[结果]167例治疗前行MRI检查,6个月126例复查;12个月113例复查,影像分析一致性检验Kappa值均>0.75。依据术前MRI影像分型其治疗结果:选择微创14例(A组);153例选择病灶清除植骨术,56例未行内固定(B组),97例采用内固定(C组);各组12个月治愈率与前一个时间点比较差异有统计学意义(P<0.05);在6、12个月的时间点C组治愈率明显优于A组及B组,且A组优于B组,差异均有统计学意义(P<0.05)。[结论]布鲁杆菌病性脊椎炎MRI影像学分型对微创和手术治疗策略的制定具有重要价值及指导意义,内固定治疗布鲁杆菌病性脊椎炎效果优于其他治疗方法。

后路与前后路手术治疗腰椎布病性脊椎炎的比较

[目的]通过回顾性比较单纯后路与前后路联合手术疗效,探讨腰椎布病性脊椎炎术式的选择。[方法]回顾性分析2007年6月~2015年6月手术治疗获得完整随访的65例腰椎布鲁杆菌性脊椎炎患者的临床及影像学资料。依据骨破坏情况、脓肿位置、神经损害及影像学分型,35例采用单纯后路椎板减压病灶清除椎弓根钉固定横突间植骨融合(单纯组),31例行前路病灶清除,同期联合后路椎弓根钉固定植骨术(联合组)。比较两组在手术时间、术中出血量、疼痛视觉模拟VAS评分、Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index)、ESC、影像学评价、脊柱后凸角(Cobb角)及ASIA评分改善的差异。[结果]两组手术时间、术中出血量、住院时间、ESC、脊柱后凸角(Cobb角)比较差异无统计学意义;影像学评价、VAS评分、ODI评分、ASIA评分比较术后1周差异有统计学意义,术后6个月差异无统计学意义。[结论]两种术式均能有效清除病灶,维持或重建脊柱稳定,有利于感染控制。单纯后路手术对于椎管内肉芽及脓肿清除效果较好,更适合中后柱病变特别是椎管内神经损害者;而前后路联合手术更适合存在椎体周围脓肿及腰大肌脓肿或前柱破坏较大病例。临床中应依据个性化治疗原则,根据感染浸润情况采取不同手术方式。

不同骨密度下腰椎椎弓根螺钉固定在疲劳实验前后的生物力学比较

目的研究不同骨密度下腰椎椎弓根螺钉固定在疲劳试验前后的生物力学比较,为临床工作提供生物力学参考。方法取新鲜成年绵羊胸腰椎脊柱标本(T12~L5)27具,采用随机数字表法分为3组,分别为A组(盐酸脱钙0h,骨量正常)、B组(盐酸脱钙2h,骨量减少)、C组(盐酸脱钙4h,骨质疏松),每组9具。3组均采用在L4~L5上置入椎弓根钉棒系统。以(300±105)N的载荷对3组模型进行250 000次循环4个方向(前屈、后伸、左侧弯、右侧弯)加载,比较4组模型疲劳试验前后的脊柱活动范围、螺钉的最大拔出力、轴向压缩刚度。结果与疲劳试验前相比,A组脊柱的运动范围值、轴向压缩刚度、螺钉的最大拔出力较试验前未见明显改变,差异无统计学意义(P>0.05),B、C组脊柱的运动范围值、轴向压缩刚度明显增大,螺钉的最大拔出力明显减小,组内组间差异均有统计学意义(P<0.05)。结论疲劳试验后,骨量减少及骨质疏松对腰椎椎弓根螺钉固定影响较大,临床医师在该条件下不应行单纯椎弓根螺钉内固定。