一种新型腰椎可降解椎间融合器的体外生物力学评价

目的介绍一种新型腰椎可降解椎间融合器(cage)的设计理念和结构,对其生物力学性能进行初步评价。方法采用新型可降解骨水泥-磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)经过特殊模具压缩凝固成可降解椎间融合器作为实验组(n=8),大小型号相同聚醚醚酮(PEEK)椎间融合器(n=8)及取猪髂骨块做成的三面皮质骨椎间融合器(n=8)作为对照组,利用Instron 10000N生物力学机做压缩载荷测试。当各组椎间融合器受压丢失椎间融合器高度1/3时即判定为椎间融合器失效,记录椎间融合器的轴向压缩栽荷及其刚度。若未达到丢失高度1/3时即发生椎间融合器损毁的,记录损毁时的位移、轴向压缩栽荷及其刚度。结果 MPC cage组压缩损毁时丢失的高度明显小于PEEK cage组及髂骨块cage组,差异有显著统计学意义(0.01);MPC cage组压缩损毁时所承受载荷明显高于PEEK cage组及髂骨块cage组丢失高度1/3时所承受载荷,差异存在显著统计学意义(0.01);MPC cage自身刚度远远高于PEEK cage及髂骨块cage,差异存在显著统计学意义(0.01)。结论磷酸镁可降解椎间融合器(MPC cage)具有优良的抗形变能力及能够承受较大的压力载荷,能够提供人体腰椎间隙的支撑-压缩稳定作用,能满足临床植入的生物力学要求。     

腰椎椎体间镍钛记忆合金支架的生物力学分析

目的 测试镍钛记忆合金支架的力学性能及用于腰椎间融合术的体外生物力学性能。方法 通过力学测试机测试支架的力学性能,并在新鲜腰椎标本上模拟腰椎间融合术,对比分析镍钛记忆合金支架及其配套的骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨方法、传统盒状融合器用于腰椎间融合术的生物力学性能。结果 镍钛记忆合金支架最大抗压强度为(12 964±962) N,记忆特性有效范围内最大形变为(4.68±0.03) mm,形状恢复率为99.86%。相比于正常腰椎模型,单独使用镍钛记忆合金支架植入模拟腰椎间融合术后手术节段稳定性在前屈、后伸、侧屈、旋转方向上均有增加,与采用传统盒状融合器相当(P>0.05)。而在复合使用配套设计的自体骨粒-可吸收骨水泥混凝物植骨后,手术节段活动度进一步降低(P<0.05),节段稳定性与附加椎弓根螺钉内固定组相当(P>0.05)。镍钛记忆合金支架植入后的抗拔出强度弱于传统盒状融合器(P<0.05),在配合使用自体骨粒-可吸收骨水泥混凝物植骨时的抗拔出强度显著强于传统盒状融合器(P<0.05)。结论 本研究的镍钛记忆合金支架同时配套设计了相匹配的骨粒-骨水泥混凝...     

Cage椎弓根内固定联合自体颗粒骨打压植骨的即时生物力学稳定性

背景：自体骨移植结合椎间融合器联合椎弓根螺钉常运用于椎体融合,但单纯颗粒骨打压联合椎弓根钉的临床生物力学研究报道不多。 目的：比较后路自体颗粒骨打压植骨内固定及Cage内固定的即时生物力学稳定性。 方法：利用腰椎后路附件逐级破坏和椎间盘切除制作腰椎不稳模型。12具猪腰椎标本随机分为两组：打压植骨结合椎弓根螺钉内固定组(实验组),Cage结合椎弓根螺钉内固定组(对照组)。使用脊柱三维运动测试机模拟人体对两组标本在正常、不稳、融合3个状态下进行前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转等各个活动的生物力学测试,三维激光扫描仪测定不同载荷下不稳节段的运动范围。 结果与结论：正常状态下,两组间L2~3节段各方向运动范围差异无显著性意义(P > 0.05),说明两组标本均衡性好,具有可比性;与正常状态相比,两组不稳状态各方向运动范围亦明显增加(P < 0.05);融合后对照组L2~3节段椎间各方向运动范围均较实验组小,但差异无显著性意义(P > 0.05)。说明自体颗粒骨打压植骨内固定与Cage内固定均能明显提高脊柱的即时生物力学稳定性,而且两组对于改善脊柱稳定性无显著性差异。     

可生物降解聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器的体内生物力学

背景:为增加腰椎后路横突间植骨融合率,进一步减少并发症,李开南等用聚乳酸-乙醇酸共聚物材料制成了可吸收横突间融合器(中华人民共和国知识产权局专利号:200810148018.0)。目的:研究聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器在动物体内的生物力学变化情况。方法:采用电脑将96只波尔山羊随机分均为实验组和对照组,咬除L4横突下缘和L5横突上缘的皮质骨,实验组在羊右侧L4、5横突间隙置入填有自体髂骨的聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器;对照组在相应位置植入同融合器大小相当的自体髂骨块,分别于术后1,3,6,9,12,18个月取整个腰椎制成标本,用脊柱三维运动测量系统测算各组标本L4、L5节段前屈、后伸、侧屈、旋转的运动范围。结果与结论:两组前屈、后伸、侧屈、旋转运动分别于术后1,3,6,9,12,18个月依次减少;实验组术后3,9,12个月前屈运动范围小于对照组(P0.05),术后1,3,9,12个月后伸、旋转、右侧弯运动范围小于对照组(P0.05),术后9,12个月左侧弯运动范围小于对照组(P0.05)。说明可生物降解聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器置入山羊体内后,在早期能够提供初始力学稳定,中期可以避免应力遮挡,同时可以为骨形成提供支架作用,有利于骨的爬行替代,生物力学性能优于自体髂骨植骨。     

颈椎前路椎体间微创融合器的生物力学实验研究

目的评价植入镍钛记忆合金微创融合器(NiTi-TFC/C)的颈椎节段的稳定性及压缩力学性能。方法采集24只羊颈椎标本随机分为4组,每组6份,四组处理分别为:单取髓核组、自体髂骨植骨组、微创融合器组和钛制融合器组(InterFix)。所有标本进行前路减压,并对后3组进行椎间融合术。分别对各组标本进行生物力学测试并进行比较。结果微创融合器组与钛制融合器组在强度、刚度及扭转力学等方面无显著性差异(P>0.05)。而微创融合器组与自体髂骨植骨组具有显著性差异(P<0.05)。最大承载力为12050N。结论该微创融合器强度大、刚度高、抗扭转能力强,具有良好的抗压能力,为颈椎融合提供新型的融合装置。     

模拟后路间盘摘除植骨与置融合器术L4-S1腰椎稳定性与粘弹性实验研究

设计研制了一种钛合金腰椎融合器，并进行生物力学测试。方法是取18具新鲜成年男性L4—S1腰椎标本，处理成所需试样，分别进行前屈、后伸、左、右侧弯、左、右侧扭转、和轴向压缩实验，经统计学分析后自编程序拟合出载荷—位移曲线和扭矩—扭转角曲线。进行了粘弹性实验，方法是取18具新鲜成年男性L4—S1腰椎标本，测定完整L4—S1(正常组)、模拟后路间盘摘除植骨组(对照1组)和模拟后路间盘摘除置入融合器组(对照2组)L4—S1段腰椎的应力松弛和蠕变效应。得出了在恒应力、应变条件下应力、应变—时间曲线及数据。用回归分析的方法处理实验数据，得出了归一化应力松弛、蠕变函数及曲线，对后路间盘摘除植骨与置入纯钛融合器对脊柱稳定性的影响进行分析讨论。     

自制组合式可变应力接骨板固定股骨干骨折生物力学研究

目的探讨自制组合式可变应力接骨板固定股骨干骨折生物力学研究。方法将选取的15个股骨标本随机分为对照组、普通加压组、组合式可变应力组3组,每组5个。比较3组股骨前屈、后屈、压缩实验不同载荷下的最大位移。结果 3组股骨前屈、后屈实验20N、60N载荷下及压缩试验100N、300N载荷下的最大位移比较差异均无统计学意义(P0.05);组合式可变应力组和普通加压组前屈、后屈实验100N载荷下及压缩试验500N载荷下的最大位移均高于对照组(P0.05);组合式可变应力组前屈、后屈实验100N载荷下及压缩试验500N载荷下的最大位移均低于普通加压组(P0.05)。结论体外模拟股骨干骨折应用自制组合式可变应力接骨板固定有较好的生物力学特点,在不同作用力下均能保持较小的位移,变形抵抗能力好。     

PEEK棒椎弓根螺钉内固定系统的三维有限元分析

目的通过三维有限元方法,比较 PEEK 棒与钛棒两种固定系统的椎间应力、螺钉应力、相邻节段椎间盘的生物力学变化.方法建立 L3~L5的正常腰椎模型,在 Pro/E 软件中建立两种椎弓根螺钉系统模型.将两者组合构建 L4/5节段内固定系统模型,在同样的约束和载荷条件下,比较屈伸、侧屈、旋转三种运动状态下,植骨融合前后,两种内固定装置的生物力学特点.结果在植入 PEEK 棒和传统钛棒后,在植骨融合前后两种状态下,头侧 L3~L4相邻节段的纤维环和髓核应力 PEEK 棒组均较钛棒组降低.在植骨融合前 PEEK 棒组的椎间应力要更接近于正常的生理应力,PEEK 棒组内固定螺钉表面的应力在植骨融合前后均较小.结论 PEEK 棒与传统钛棒相比具有能减少内固定系统载荷与增加椎间植骨应力刺激、降低骨螺钉界面应力、减轻相邻节段载荷.     

椎弓根钉内固定结合两种不同椎间植骨融合术治疗腰椎不稳的临床疗效

目的探讨两种不同椎间植骨融合术治疗腰椎不稳的临床疗效及各自优缺点。方法随访自2012年6月~2013年6月在我院分别采用两种不同的植骨方法对32例腰椎不稳患者进行手术,按照患者意愿随机分为打压植骨组和椎间融合器植骨组,观察并比较两组手术术后椎间隙高度变化,JOA评分,临床疗效优良率及植骨融合率等指标。结果术后患者均获随访,随访时间16~28月,平均23个月。两组术后及末次随访时椎间隙高度与术前相比均有显著提高,差异有统计学意义(0.05);与术后即刻比较,椎间融合器植骨组显著小于打压植骨组,差异有统计学意义(0.05)。术前两组均行JOA评分比较,差异均无统计学意义(0.05);末次随访时,各组JOA评分均较术前显著降低。术后1年复查X线片显示:椎间融合器植骨组植骨融合率均显著高于打压植骨组。结论椎弓根钉内固定结合椎间打压植骨融合与椎间融合器植骨融合治疗腰椎不稳,两种术式比较无明显临床疗效差异,可根据患者的具体情况选择相应术式。     

两种改进的自体骨融合方式在后路腰椎融合术中的应用研究

目的　回顾研究两种改进的自体骨融合方案(自体颗粒骨打压植骨、自体骨cage植骨)与PEEK cage植骨在腰椎后路融合手术中的临床疗效差异,旨在证实其临床价值。 方法　收集2010年6月至2016年6月因退行性腰椎疾患在我科行腰椎融合术的患者,根据腰椎融合的采用情况将患者分为自体骨打压组36例、自体骨cage组35例、PEEK cage组39例。观察手术前后的 VAS、ODI评分,并在影像学资料上计算术后24h、术后6月、术后12月的椎间隙高度丢失度及椎体融合率。术前患者一般资料无统计学差异,资料可比性良好。 结果　三组术后均未发生严重的手术相关并发症。影像学结果示术后6月、12月的椎体高度丢失度分别为：打压植骨组(6.1±2.5、6.5±3.8)%;自体骨cage组(5.6±2.9、5.8±3.7)%;PEEK cage 组(5.4±3.3、5.9±4.1)%。术后6月、12月的椎间相对融合率为：打压植骨组(27.5±10.5、26.5±9.1)%;自体骨cage组(31.2±8.7、28.1±8.7)%;PEEK cage 组(28.4±7.1、29.3±8.2)%。各组结果均无统计学差异(P＞0.05)。术后三组的ODI、VAS评分亦无统计学差异(P＞0.05)。 结论　三组术后的临床疗效及术后融合率无明显差异,自体颗粒骨打压植骨、自体骨cage植骨融合效果良好。