经后路伤椎置入椎弓根螺钉短节段固定治疗胸腰椎骨折的生物力学研究

目的 探讨经后路伤椎置入椎弓根螺钉短节段固定治疗胸腰椎骨折的生物力学稳定性及刚度。 方法 取 15 具新 鲜猪骨胸腰段椎体（T11～L3）标本,随机分为跨节段双椎间 4 枚椎弓根螺钉固定组（4 钉固定组）、经伤椎单侧椎弓根螺钉固定组（5 钉固 定组）、经伤椎双侧椎弓根螺钉固定组（6 钉固定组）,每组 5 具,建立胸腰椎爆裂性骨折模型,对 3 组标本进行后路短节段跨节段椎弓 根螺钉固定或经伤椎椎弓根螺钉固定,测试 3 组标本在正常、骨折、固定、疲劳状态下的前屈后伸、左右侧屈的运动范围（ROM）以及生 物力学刚度。 结果 3 组标本的固定方法均能提高胸腰椎骨折模型的生物力学稳定性及刚度;生物力学刚度方面,5 钉固定组、6 钉 固定组均明显高于 4 钉固定组,差异均有统计学意义（均 P＜0.05）,5 钉固定组与 6 钉固定组之间比较差异无统计学意义（P ＞0.05）;运动范围方面,5 钉固定组与 6 钉固定组在前屈后伸、左右侧屈 4 个方向的 ROM 均明显低于 4 钉固定组,差异均有统计学意义（均 P＜0.05）,5 钉固定组与 6 钉固定组之间比较差异无统计学意义 （P ＞0.05）。 结论 经后路伤椎置入椎弓根螺钉短节段固定可提高 胸腰椎骨折模型各个运动方向上的生物力学稳定性及刚度,但经伤椎单侧与双侧椎弓根钉固定在刚度及稳定性方面无统计学差异。     

椎弓根皮质劈裂经伤椎置钉内固定的生物力学研究

目的 探讨椎弓根皮质劈裂对椎体骨折内固定稳定性生物力学的影响,通过生物力学测试对椎弓根皮质劈裂后不同伤椎置钉方式的螺钉内固定稳定性进行评价.方法 取新鲜小牛胸腰段（T11～L3）标本36具,随机分为4组,分别为A、B、C、D组.A组为椎弓根皮质完整组,B、C、D组均为椎弓根皮质破裂组.4组标本于L1椎体上制作单椎体压缩骨折模型,然后对B、C、D3组T12胸椎任意一侧椎弓根行外侧1/4切除,作为椎体压缩骨折合并椎弓根皮质劈裂模型.A、B组均为四钉组,C组为经与劈裂椎弓根同侧的伤椎椎弓根置入一钉组（5钉组）;D组为经伤椎置入两钉组（6钉组）.各组标本行相应螺钉固定,然后在HY-3080微机控制电子万能材料试验机上以500N的载荷对4组标本均进行10000次疲劳试验,分别测量疲劳试验后4组标本的轴向压缩刚度、T12椎体椎弓根劈裂侧螺钉拔出力的大小及4个方向的活动范围,比较4组的差异.结果 与B组比较,A、C、D3组的模型刚度和最大拔出力均高于B组（P＜0.05）;B组模型在屈伸、侧弯4个方向的运动范围（ROM）均明显高于A、C、D3组（P＜0.05）.C、D两组模型刚度大于A组（P＜0.05）;C、D两组模型在屈伸、侧弯4个方向的运动范围（ROM）及螺钉最大拔出力均低于A组（P＜0.05）.C组各个检测指标与D组比较差异均无统计学意义（P＞0.05）.结论 椎弓根劈裂将严重影响椎体骨折内固定的稳定性,经伤椎置钉可以明显提高劈裂椎弓根内固定的稳定性.     

胸腰椎骨折伤椎椎弓根内固定的生物力学研究

目的:通过生物力学测试对胸腰椎骨折伤椎椎弓根内固定进行评价。方法:取5具新鲜小牛的胸腰椎脊柱标本(T12-L6),制作成严重前中柱损伤模型,应用椎弓根螺钉内固定,测试标本应用不同固定方法后在轴向压缩,屈伸和扭转试验中生物力学稳定性及长短椎弓根螺钉的握持能力,探讨伤椎固定对脊柱稳定性的影响。结果:3种螺钉固定(包括:8钉固定、6钉固定、4钉固定)方式,均能提高骨折失稳脊柱的各向稳定性。而6钉固定(伤椎固定)与8钉固定对失稳脊柱的各向稳定性的加强程度较为接近(P>0.05),且均高于4钉固定形式(P<0.05)。结论:生物力学测试证明,胸腰椎骨折伤椎椎弓根内固定能加强脊柱的稳定性。     

胸腰椎骨折经伤椎椎弓根内固定治疗的生物力学研究

目的：对胸腰椎骨折经伤椎椎弓根内固定治疗的生物力学进行研究评价。方法：取小牛脊柱标本8个进行研究,将脊柱标本进行样本损伤,然后采用椎弓根内固定治疗,并对其生物力学进行测试和分析。结果：前屈、后伸和轴向压缩、扭转、抗拔出力实验均表明,4钉固定的位移大于6钉和8钉（P ＜0.05）;而6钉和8钉的位移情况进行比较,则不存在明显差异（P ＞0.05）。结论：胸腰椎骨折经伤椎椎弓根内固定治疗的生物力学研究表明,伤椎内固定能够有效减少内固定器应力集中造成移位或断裂的可能,同时减少位移的距离,有更高的生物力学稳定性,能增强脊柱稳定,因而在临床中具有十分重要的价值。     

双节段与三、四节段椎弓根螺钉固定胸腰椎单椎体骨折伴脱位的生物力学比较

目的 比较经伤椎椎弓根置钉附加横连接双节段与三、四节段椎弓根螺钉固定胸腰椎骨折伴脱位的稳定性.方法 在8具新鲜小牛胸腰椎脊柱标本(T10~L4)的L1 椎体上制作单椎体骨折脱位模型,依次进行经伤椎椎弓根置钉附加横连接双节段(短节段)与三、四节段(长节段)椎弓根螺钉固定,测试T10~L4损伤前(正常对照组)、双节段与三、四节段椎弓根螺钉固定及固定后对标本施加扭矩为300N、频率为1Hz的正弦波加载2 000次屈伸及左右侧弯疲劳试验,经脊柱三维运动测量系统测量正常、固定和周期性加载后固定节段前屈、后伸、左右侧弯、左右轴向旋转6个方向的运动范围(ROM),比较其差异.结果 双节段与三、四节段椎弓根螺钉3种固定方法(疲劳试验前、后)各方向ROM值均小于正常组的ROM值(均P＜0.01).3 种固定方法在前屈、后伸、左右侧弯方向上的ROM 值均无统计学意义(均P＞0.05),但是四节段固定组较双、三节段固定组在旋转方向上ROM值小(P＜0.05).3种固定方法疲劳试验前、后比较各方向ROM值均无明显差异,各组在疲劳试验前、后各方向上ROM 值均无明显变化(均P＞0.05).结论 经伤椎(本实验中骨折椎仅一侧置钉)椎弓根置钉附加横连3种术式均可重建脊柱骨折脱位模型的即刻稳定性,效果无明显差异;疲劳试验后3 种术式仍有良好的稳定性,均有较好的抗疲劳特性,效果无明显差异,但在旋转方向上四节段固定术抗疲劳效果优于双、三节段固定术.     

胸椎半侧骨骺加压矫形钉固定后对山羊脊柱即时稳定性的影响

目的：测定山羊胸椎连续多节段半侧骨骺加压矫形钉固定即刻脊柱的刚度值,通过生物力学评价矫形钉对固定节段稳定性的影响。方法：6具2～3个月山羊T6-T11新鲜脊柱标本,每具分为正常状态,单钉状态（跨每个椎间隙植入1枚矫形钉）,双钉状态（跨每个椎间隙植入2枚矫形钉）,先后测试每种状态下,6具标本在左右旋转,左右侧弯,前曲,后伸6个方向上脊柱标本的刚度。结果：在左、右旋转方向上,单钉、双钉状态脊柱的刚度值与正常状态无差别（P〉0．05）;在左、右侧弯、前屈、后伸4个方向上,单钉、双钉状态脊柱的刚度值低于正常状态（P〈0．05）。结论：体外实验证明,固定节段脊柱即刻稳定性比正常状态降低。     

腰椎经椎间孔椎体间融合不对称内固定的生物力学稳定性实验研究

目的 比较腰椎完整标本和3种L3-4节段的经椎间孔椎体间融合(TLIF)内固定的生物力学稳定性.方法 采用成人新鲜腰椎标本7例,分别于L3-4节段完整状态、左侧TLID同侧椎弓根螺钉(PS)固定、左侧TLIF同侧PS+对侧经关节突椎弓根螺钉(TFPS)固定、左侧TLIF双侧PS固定下,测定10Nm扭矩时前屈/后伸、左/右侧弯及左/右轴向旋转等6种运动下运动范围(ROM)并进行比较.结果 在前屈、后伸及左、右侧弯等4种运动状态下,L<3-4>节段标本完整组ROM明显大于其他3种融合内固定组,均有显著性差异(P<0.05).左、右轴向旋转时,标本完整状态与TLIF同侧PS固定组角位移无显著性差异,明显大于另外2个内固定组,有显著差异(P<0.05).前屈、左侧弯和左旋时,TLIF同侧PS固定与PS+对侧TFPS固定组角位移有显著性差异(P<0.05);6种运动状态下TLIF同侧PS固定的ROM明显大于双侧PS同定组,均有显著性差异(p<0.05).而PS+对侧TFPS固定、双侧PS同定组间ROM均无明显差异.结论 TLIF同侧PS+对侧TFPS周定的稳定性与TLIF双侧PS固定相似,该种腰椎融合不对称内同定方式可作为微创手术治疗的优先备选方案.     

寰枢椎椎弓根螺钉治疗横韧带损伤致寰枢椎不稳定的生物力学研究

目的 采用生物力学研究方法观察正常情况下、横韧带断裂后及行后路寰枢椎椎弓根内固定后标本寰枢关节的三维运动变化,对横韧带损伤的临床诊断及相关治疗提供确切的理论依据.方法 新鲜尸体含完整上颈椎标本6例,均死于急性颅脑损伤,均为男性,年龄26 ～ 57岁,平均39.7岁.标本分为三组：标本完整状态组（简称Intact组）、寰椎横韧带离断组（简称Destabilized组）、寰枢椎椎弓根内固定组（简称Fix组）.首先对正常标本进行测试,然后再制成横韧带损伤模型进行测试,最后对标本行后路寰枢椎椎弓根内固定术进行测试.结果 在寰椎横韧带离断后,前屈、后伸的运动范围增大,与Intact组相比较有显著性差异（P＜0.05）,而左/右侧屈、左/右轴向旋转与Intact组相比无显著性差异.行后路寰枢椎椎弓根内固定后,三种载荷下标本6个方向的运动范围较完整标本均明显减小,均有显著性差异（P＜0.05）.结论 正常情况下,寰枢关节的主要运动是以轴位旋转为主,并有一定程度的前屈、后伸运动及少量的侧屈运动.当横韧带断裂后,寰枢关节前屈及后伸运动范围显著变大（P＜0.05）,尤其前屈范围变化最为显著,侧屈和轴位旋转运动范围的增大与完整标本无明显显著性差异.采取寰枢椎椎弓根内固定后,寰枢关节的前屈、后伸、侧屈及轴位旋转范围较正常情况均减小并有统计学意义（P＜0.05）,其中左/右轴向旋转功能的丧失尤其明显.     

经椎间孔腰椎椎间融合术后椎体应变分布特点研究

目的 分析经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)双侧椎弓根螺钉内固定后的节段稳定性和椎体应变分布特点.方法 选用10份小牛脊柱(L3 ～6)标本进行生物力学测试,于L4椎体两侧粘贴电阻应变片.在屈伸、侧弯、旋转方向对标本施加5.0Nm的纯力矩,记录完整模型和TLIF手术固定模型前屈及侧弯运动下的应变数据,同时记录固定节段三维运动数值.结果 固定状态较完整状态显著减少了固定节段的活动范围(P＜0.01).在完整状态和固定状态下,侧弯运动时的椎体前柱皮质应变分布显著高于前屈状态(P＜0.01);在前屈和侧弯运动中,椎弓根螺钉固定后应变较完整状态显著减少43.20％和47.20％ (P＜0.05).在固定状态下,椎体右侧应变分布在前屈运动中高于椎体左侧应变分布(P＜0.05).结论 椎弓根螺钉固定可以实现TLIF模型的即刻稳定性,椎体前柱皮质骨应变分布受内固定影响发生明显改变.     

寰枢椎不稳Magerl固定与椎弓根螺钉固定的生物力学分析

目的 比较寰枢椎不稳采用Magerl固定与后路椎弓根螺钉固定的术后即时稳定性和远期稳定性.方法 8例寰枢椎不稳标本分别行Magerl固定和后路椎弓根螺钉系统固定,采用脊柱三维试验机Spine 2000,分别给予屈伸、侧弯和旋转三种运动方向2.0 N·m载荷,并用激光3D扫描仪记录,Geomagic Studio 5图像软件处理得出寰枢椎的屈伸、侧弯和旋转的运动范围,分析寰枢椎不稳采用Magerl固定与后路椎弓根螺钉固定的即时稳定性和远期稳定性.结果 寰枢椎不稳Magerl固定后的屈伸运动范围为(7.55±0.76)°,侧弯运动范围为(1.57±0.07)°,旋转运动范围为(5.74±0.20)°;疲劳试验后屈伸运动范围为(10.12±0.66)°,侧弯运动范围为(5.63±0.31)°,旋转运动范围为(16.71±0.89)°.寰枢椎不稳椎弓根螺钉固定后的屈伸运动范围为(1.68±0.37)°,侧弯运动范围为(0.33±0.09)°,旋转运动范围为(1.74±0.16)°;疲劳试验后屈伸运动范围为(1.98±0.40)°,侧弯运动范围为(0.59±0.36)°,旋转运动范围为(1.97±0.13)°.结论 寰枢椎不稳采用Magerl固定与椎弓根螺钉系统固定均具有良好的术后即时稳定性和远期稳定性,椎弓根螺钉固定的稳定性优于Magerl固定.     

可伸缩颈椎椎弓根钉的研制及生物力学研究

目的 设计一种新型可伸缩的颈椎椎弓根钉内固定系统，评价其生物力学稳定性。方法 收集新鲜成人颈椎标本（C1-T1）6具，采用朱青安方法分别比较A、B、C、D、E组即完整组、破坏组、自体髂骨植骨加AO钢板固定组、自体髂骨植骨AO钢板及后路棘突钢丝固定组与椎弓根钉固定组在前屈（flexion）、后伸（extension）、左／右侧弯（1ateral bending）及左／右旋转（rotation）6种运动状态下角位移，评价其生物力学稳定性。结果 固定后3组脊柱受试单位在6个方向负载状态下的ROM较破坏组明显减少，3组内固定受试组均能达到有效的生物力学固定效果。但下颈椎椎弓根钉内固定组比前路髂骨植骨AO钢板固定组更能减少生理载荷下的ROM（P〈0．05）。而前路髂骨植骨AO钢板及后路棘突钢丝固定组与下颈椎椎弓根钉内固定间的ROM值比较差异无显著性（P〉0．05）。结论 新设计的颈椎椎弓根钉内固定器械能提供有效的生物力学稳定性，可用于临床。     

后部不同结构切除对胸椎稳定性的影响

目的研究后部不同结构对胸椎脊柱稳定性中的作用。方法选用9具带有8 cm肋骨的湿润成人尸体胸椎标本(T7～T10),依次对同一标本T8～T9节段进行单侧小关节突关节及半椎板切除、单侧肋椎关节切除、后部韧带复合切除体及全椎板切除、双侧关节突关节切除、双侧肋椎关节切除共5种切除模型,对标本进行生物力学实验测试并记录各模型在5 N.m载荷下于前屈/后伸、左右侧弯、轴向旋转6个方向的运动范围(ROM),将各模型ROM值分别与完整标本ROM值进行配对t检验比较。结果与完整胸椎标本比较,单侧小关节突关节及半椎板切除后在前屈/后伸、左右侧弯、轴向旋转方向上的ROM值无显著性差异(P>0.05),但双侧小关节突关节切除后,前屈/后伸、左右侧弯、轴向旋转方向上的ROM值有显著性差异(P<0.05,P<0.01),后部韧带复合体切除后在前屈/后伸及轴向旋转方向上的ROM值有显著性差异(P<0.05,P<0.01),切除双侧肋椎关节后胸椎在6个方向上的ROM值均有显著性差异(P<0.01)。结论在胸椎,小关节突关节在前屈/后伸和轴向旋转功能稳定性上起到了重要作用,但单侧小关节突关节及半椎板切除后对稳定性的影响并不显著,后部韧带复合体在前屈/后伸时的稳定性中起到了控制作用,肋椎关节是胸椎脊柱功能单位机械性能中最为重要的后部稳定因素之一。     

脊柱结核椎间植骨、单节段内固定的生物力学测试

目的测试椎间植骨后脊柱结核单节段短椎弓根螺钉内固定手术模型的生物力学稳定性。方法使用10具小牛脊柱标本（T12-L3）模拟体外L1-2椎间盘周围型脊柱结核前路病变椎体切除手术,即切除L1-2间盘和邻近终板,行自体髂骨植骨、后路用单节段短椎弓根螺钉进行固定。测试模型对照组、植骨组和非植骨组在垂直压缩、侧弯、屈伸和旋转方向上的力学稳定性。结果在垂直压缩、侧弯、前屈和后伸载荷下植骨组的相对运动范围（RROM）明显小于非植骨组（P〈0．05）,在扭转载荷下两组相比无明显差异（P〉0．05）;在轴向载荷方向上非植骨组后路内固定棒的应变较植骨组明显增加。结论椎间植骨后可明显增加模型在垂直压缩、侧弯、前屈后伸方向上的稳定性,减少后路内固定棒的载荷分怖,然而在非融合状态下,对于扭转的影响不大。     

后路经伤椎置钉短节段椎弓根钉内固定治疗胸腰段脊柱骨折

目的探讨经伤椎置钉短节段椎弓根钉内固定治疗胸腰段脊柱骨折的疗效。方法对21例胸腰段脊柱骨折行经后路伤椎置钉短节段椎弓根钉内固定,观察术后恢复情况。结果经术后6-18个月回访,21例均取得良好效果,术前伤椎椎体前缘平均高度47.3%对比术后2d伤椎椎体前缘平均高度91.3%有明显改善（P〈0.05）;术后6个月伤椎椎体前缘平均高度89.7%对比术后2d伤椎椎体前缘平均高度91.3%无明显差异（P〉0.05）。结论经伤椎置钉短节段椎弓根钉内固定治疗胸腰段脊柱骨折可达到良好复位、固定效果。     

三种下颈椎内固定技术稳定性的生物力学比较

目的比较不同颈椎内固定器械的稳定性能,为临床合理选择内固定提供生物力学基础。方法6具新鲜颈椎标本,制成C4～5节段三柱损伤模型,分别用侧块螺钉钢板Roy～Camille法（LMS）、椎弓根钉棒系统（TPS）和经关节螺钉（TAS）三种方法固定,测试三种内固定技术下的稳定性并进行比较。结果侧块螺钉钢板固定的三维稳定性不及经关节螺钉固定,椎弓根钉棒系统固定各种运动稳定指标均最好。结论经关节螺钉固定技术与椎弓根螺钉固定功能相当,却优于侧块螺钉钢板固定技术。     

动态棒系统固定腰椎后的实验性生物力学评价

目的:评价动态棒系统(IsobarTM)固定后腰椎稳定性,并与传统方法比较?方法:取小牛腰椎标本L2~5节段8具?每一个运动节段按以下5个状态测试:完整状态(正常对照组)?半失稳(剔除所有的韧带?黄韧带?关节囊和小关节)? IsobarTM动态固定状态 ?全失稳状态(全椎板切除术)?椎弓根螺钉固定状态?每一个运动节段都在运动测试仪上连续测试压缩?屈曲/后伸?侧弯?结果:植入IsobarTM系统的失稳节段可以提供在屈曲?后伸或轴向旋转方向上与完整节段同样的稳定性(P > 0.05)?全失稳和半失稳状态的脊柱同植入IsobarTM系统相比有明显的失稳状态(P < 0.01)?动态棒固定系统可以使半失稳的运动节段回复到同完整运动节段相同的运动范围(P > 0.05)?结论:IsobarTM device动态棒系统不仅可以为椎板部分切除术时植入后提供良好的即时稳定性,而且也可以维持腰椎部分的活动度?     

腰椎U形生物弹性内固定器的生物力学评价

目的 评价新型艘椎U形生物弹性内固定器的生物力学特性.方法 选取新鲜小牛尸体腰椎标本(L2-L5)6具,根据实验顺序分成正常组、损伤不稳组、不稳刚性内固定器固定组、不稳U形生物弹性固定器固定组实验模型,且分别对4组模型进行脊椎三维运动范围及刚度的测试,并进行统计学分析.结果 弹性固定与刚性固定均能在屈伸、侧弯、旋转运动方向上显著增加节段稳定性,弹性固定比刚性固定在屈伸的运动范围上增加2.22°,其刚度比刚性固定在前屈、后伸-压缩状态下小,且均有统计学意义(P<0.01).结论 腰椎U形生物弹性内固定器可在不牺牲脊柱固定稳定性的前提下,增加载荷分享,减少应力遮挡和应力集中.     

CoflexTM和椎弓根钉棒系统联合应用对腰椎三维运动的影响

目的 探讨采用棘突间稳定装置Coflex TM和椎弓根钉棒内同定系统联合固定后对固定及邻近节段活动度的影响.方法 选取6具新鲜成人尸体脊柱标本(L1～S1段),在三维运动测试仪上进行前屈、后伸、左右侧弯和旋转6个运动方向的稳定性测试,计算L2/3,L3/4和L4/5 3个节段的三维运动范围(ROM)和中性区(NZ),分别比较完整标本(a)、L4/5节段坚强固定(b)、b+L3/4节段棘突间Coflex TM固定(c)3种状态下标本3个节段活动度.结果 L4/5节段6个方向上ROMb、ROMc0.05).结论 采用椎弓根钉坚强同定后其上一节段活动度明显增大,而采用棘突间稳定装置Coflex TM固定邻近节段后此节段活动度明显减少,仅仅造成更上的节段后伸时活动度增大.     

3种不同枕-寰-枢固定技术的生物力学比较

目的：比较3种不同的节段性枕-寰-枢（C0-C1-C2）固定技术的生物力学。方法： 收集6具完整的人类尸体颈段（C0-C5）,单皮质螺钉固定枕部,侧块螺钉固定C1,而C2固定技术分为三种：椎板交叉螺钉、椎弓根螺钉、C1-C2经小关节螺钉。C1侧块螺钉在置入C1-C2经小关节螺钉前取出。固定后测量每组结构C0-C2间的活动范围。结果：3种不同的固定技术跟正常脊柱相比活动范围皆缩小。3种固定技术间在屈伸和轴向旋转的活动度上无明显差异。同其他2组相比,C2椎板交叉螺钉组的侧方弯曲活动度有增加的趋势。同椎弓根螺钉组和经小关节螺钉组比较,椎板螺钉组在CT轴位和矢状面图像上远离椎动脉。结论：使用C2椎板交叉螺钉、C2椎弓根螺钉和C1-C2经小关节螺钉进行枕-寰-枢（C0-C1-C2）固定的技术都可以提供相似的生物力学稳定性。与其它2固定技术相比, C2椎板螺钉固定技术损伤椎动脉的风险较少。     

经伤椎置钉短节段固定治疗胸腰段脊柱骨折的疗效分析

目的分析经伤椎置钉短节段固定治疗胸腰段脊柱骨折的疗效。方法选取2015年4月至2017年4月我院收治的35例胸腰段脊柱骨折患者作为观察对象,所有患者均采用经伤椎置钉短节段固定治疗,比较治疗前后椎体高度及椎体复位情况。结果术后6个月伤椎前缘高度比明显高于术前,Cobb角明显低于术前,差异具有统计学意义(P0.05)。结论经伤椎置钉短节段固定有利于矫正胸腰段脊柱骨折后凸畸形,强化钉棒系统内固定稳定性,防止术后椎体高度严重丢失现象,安全可靠。