两种动力性颈椎前路钢板对颈椎稳定性的生物力学比较

目的：比较Codman和Window两种动力性颈椎前路钢板对颈椎单椎间减压植骨融合模型稳定性，为临床提供理论依据。方法：将12例小牛颈椎标本随机分成两组。用生物力学测定仪测定正常颈椎C4.5节段在前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转时的三维运动范围（ROM），然后切除C4/5椎间盘，制成损伤模型，测定植骨加钢板，植骨块缩短1mm加钢板固定后C4/5节段的ROM，植骨块的长度根据测量椎间隙的高度而定。结果：Codman和Window两种钢板加植骨时的ROM在屈／伸、侧屈、旋转时相似，无显著性差异（P〉0．05），其中在屈／伸时的ROM与正常标本相比小，有显著性差异（P〈0．05），在侧屈时、旋转时与正常标本相比无显著性差异（P〉0．05）；在植骨缩短后，两种钢板的ROM均不同程度的变大。其中Codman组在屈／伸、侧屈、旋转时与正常标本相比无显著性差异（P〉0．05），Window组在屈／伸时与比正常标本无显著性差异（P〉0．05），但在侧屈、旋转时大，有显著性差异（P〈0．05）。结论：Codman钢板在植骨与植骨块缩短后均能对颈椎提供有效的稳定性，Window钢板在植骨时能提供有效的稳定性，但在植骨缩短后不能对颈椎提供有效的颈椎稳定性。     

一种翼状颈椎间融合器(ACIFC)与自体髂骨植入颈椎的即刻稳定性的生物力学对比分析

用三维有限元法测试并比较新型翼状颈椎间融合器（ACIFC）和自体髂骨植入融合的生物力学性能,探讨ACIFC用于颈椎椎间前路融合的可行性。在大型有限元分析软件ABAQUS中,分别模拟植入ACIFC和植入自体髂骨的颈椎前路椎体间融合术。进行术后即刻稳定性的生物力学分析测定,计算出活动度（ROM）、强度、位移等生物力学指标,并与相关实验数据进行了比较性分析。椎间融合器植入后,平均颈椎活动度下降25%,颈椎强度增加37%,刚度增加7%,位移减少7%。与植入前有非常显著性差异（P〈0.01）。ACIFC能为颈椎椎间前路融合提供足够的初始生物力学稳定性。     

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。     

单、双开门颈椎板成形术后重建韧带复合体部分生物力学特性的比较研究

目的比较单、双开门颈椎板成形术后重建后方韧带复合体部分生物力学特性的差异。方法新鲜山羊颈椎标本24具,随机分成3组,每组8具。A组：完整标本组,保留颈后方项韧带、伸肌等伸颈结构,切除前方结构;B组：在A组基础上行单开门颈椎板成形术后重建后方韧带复合体;C组：在A组基础上行双开门颈椎板成形术后重建后方韧带复合体。在电子万能试验机上行生物力学实验,测试项目包括三点折弯实验、轴向拉伸实验和压缩实验。分析比较3组间的差异性。结果三点折弯实验：标本变直时的位移、加载力,A、B、C3组间差异无统计学意义（P〉0．05）。拉伸实验：各拉伸负荷下与变直时的位移,A、B、C3组间差异无统计学意义（P〉0．05）。压缩实验中,A、B、C3组间差异无统计学意义（P〉0．05）。结论单、双开门颈椎板成形术后重建颈后方韧带复合体组标本都最大限度保留了颈后方韧带复合体的功能。在对抗颈椎变直和前屈的应力方面,二者无明显差别。     

一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价

目的：对利用颈前路蝶型钢板（CSBP）进行固定的颈椎标本进行三维稳定性分析,进而对颈前路蝶型钢板（CSBP）作出生物力学评价。方法：14具颈椎标本随机分为A、B两组,测量两组正常颈椎在2.0Nm载荷下的运动范围（ROM）;将两组颈椎制作成三柱不稳定模型,分别以CSBP和Orion钢板固定。测量两组颈椎的ROM。结果：CSBP和Orion钢板均能显著降低颈椎各方向上的ROM（P＜0．05）,在前屈、后伸方向最大。应用CSBP钢板,前屈、后伸ROM较正常颈椎分别降低66％、60％;应用Orion钢板分别降低72％、71％;两种钢板在重建颈椎稳定程度上无明显差异（P＞0．05）。结论：CSBP的生物力学稳定作用较好。     

模拟置入骨椎间融合器行颈椎椎体间融合术稳定性分析

目的 设计研制一种异种骨颈椎融合器，并进行生物力学测试为临床提供生物力学参数。方法 取24具新鲜成年男性尸体C3-T1颈椎标本，分别对完整C3-T1（对照组）、模拟前路间盘C5、6摘除置融合器（实验1组）、模拟前路间盘C5、6、C6、7摘除置融合器（实验2组）三个实验组，进行前屈、后伸、扭转、轴向压缩和颈椎移位时融合器的最大拨出力实验，还对以上各组标本进行粘弹性实验，得到各组标本前屈、后伸、轴向压缩载荷和位移，扭矩和扭转角，在恒应力和应变条件下应力、应变-时间曲线及归一化应力松驰、蠕变函数和曲线。结果 无论是置入一枚融合器或二枚融合器，各项力学性能指标与正常对照组无显著差异。结论 所设计的异种骨椎间融合器在椎体安置后其具有较好的抗压，抗弯、抗扭转、抗拔出能力，并具有较强稳定性。     

椎间融合器高度对颈椎生物力学影响

目的研究颈椎前路减压融合术中椎间融合器高度对颈椎生物力学影响,为融合器选择提供参考。方法建立正常颈椎C2~7节段有限元模型并验证,在C5~6节段分别植入高度为5、6、7、8 mm的融合器,施加1.5 N·m力矩使颈椎产生前屈、后伸、侧弯和轴向旋转运动,并探究融合器高度变化对颈椎活动度(range of motion,ROM)、小关节应力、椎间压强等的影响。结果融合器高度每增加1 mm,手术节段的角度值平均增加0.68°。植入融合器后C5~6 ROM范围小于0.44°。融合器高度差异对C4~5的ROM影响大于C6~7,对非融合节段ROM的影响小于7.3%。融合器高度差异对非手术节段ROM、小关节应力、相邻节段椎间压强的影响较小。关节囊韧带、融合器和钉板系统应力均随融合器高度增加而明显增加,6、7、8 mm融合器模型的关节囊韧带、融合器和钉板系统应力均远高于5 mm融合器模型。结论对于需要植入融合器的患者,建议植入物高度比原椎间隙高0~1 mm。     

颈椎前路一体化钢板椎间融合器置入后与颈椎生物力学环境的匹配

背景：研究表明,颈椎一体化前路钢板融合器比现行钢板和融合器具有更多理论上的优势。但是目前有关其生物力学方面的研究国内尚无文献报道。 目的：观察与评价颈椎前路一体化钢板椎间融合器内固定置入后的生物力学特征。 方法：采集6具成人尸体颈椎标本,分为5组进行测试,即正常组、椎间盘摘除组、颈椎前路一体化钢板椎间融合器固定组、CBK融合器固定组及CBK融合器+Secuplate钢板联合固定组,以C5~6椎间隙为观察对象,进行生物力学实验。 结果与结论：颈椎间盘摘除后,颈椎在各个方向运动加大,刚度及强度等生物力学数值减小,脊柱失稳。与椎间盘摘除组相比,颈椎前路一体化钢板椎间融合器固定后其强度增加24%,椎体应变减小31%,刚度增加14.3%,位移减小15%(P < 0.05),颈椎前路一体化钢板椎间融合器对颈椎的力学性能影响较小,说明它能较好地与颈椎的力学环境相匹配。CBK融合器固定后抗后伸及旋转作用相对较小,同椎间盘摘除组相比差异有显著性意义(P< 0.05)。CBK融合器+Secuplate钢板联合固定组载荷强度和应变过大,与椎间盘摘除组相比其强度增加27%,椎体应变减小38%,刚度增加17%,位移减小17% (P < 0.05),颈椎刚度增大且邻近椎节的运动有增大趋势,将引起力学性能的改变。提示颈椎前路一体化钢板椎间融合器结合了颈椎前路钢板和融合器生物力学方面的优点,能较好地与颈椎的力学环境相匹配。     

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。     

3种固定器在治疗Lisfranc损伤中的生物力学比较与分析

目的　评价新型镍钛记忆合金四角固定器在治疗跗跖关节损伤中的固定稳定性,并与空心拉力螺钉、背部钢板的固定强度进行对比分析。 方法　在6具新鲜下肢标本中,利用Electr0Force ® 3510高精度生物材料实验系统按以下分组顺序在600 N轴向载荷下测试标本整体的静态刚度。A组为空白对照组,为无损伤状态;B组为损伤组,人为建立跗跖关节损伤模型;C组为新型镍钛记忆合金四角固定器固定组;D组为背部钢板固定组;E组为空心拉力螺钉固定组。其中B、C、D组分别给予3000个疲劳循环,测试其疲劳前后的及时稳定性及疲劳稳定性。 结果　3种内固定方式疲劳前后的自身比较中,应用配对t检验,差异均无统计学意义（P＞0.05 ）。应用随机区组设计方差分析比较各组,B组与A组间差异有统计学意义（P＜0.05 ）,整体刚度B组小于A组。A组、C组、D组间差异无统计学意义（P＞0.05 ）,并与E组比较差异有统计学意义（P＜0.05 ）,整体刚度小于E组。 结论　新型镍钛记忆合金四角固定器在治疗Lisfranc损伤中可以提供充足的固定强度,这为临床实施镍钛记忆合金四角固定器内固定术提供生物力学依据。     

镍钛记忆合金网状支架植入治疗喉气管狭窄

目的探讨镍钛记忆合金网状支架在喉气管狭窄的治疗及颈段气管重建术中的作用。方法回顾分析6例喉气管狭窄病例用镍钛记忆合金网状支架治疗及2例颈段气管肿瘤行气管切除术后用镍钛网状支架重建气管的临床资料。结果6例喉气管狭窄患者安放网状支架后,均呼吸畅顺,2例行颈段气管重建术的患者同样获良好疗效。随访1～18个月,呼吸道无狭窄征。近期有效率100%。结论镍钛记忆合金网状支架可使狭窄的喉气管迅速扩张,明显地改善呼吸困难,具有使用方便、见效快、疗效可靠的优点熏可作为喉气管狭窄的常规治疗手段之一熏在颈段气管重建术中也有独特的应用效果。     

两种颈椎前路减压重建术治疗两节段颈椎病的疗效比较

目的比较两种颈椎前路减压重建术治疗两节段颈椎病的临床及影像学结果。方法 40例连续两个间隙病变的颈椎病患者,依据手术方式分为A、B两组。A组(n=22):颈前路椎体次全切除减压+钛网植骨、钢板内固定;B组(n=18):椎间盘切除减压、Solis椎体间植骨融合组。视觉模拟评分法(VAS)和日本整形外科学会(JOA)计分评价临床效果。用颈椎X线侧位片测量颈椎曲度、手术节段椎间高度评价影像学结果。结果平均随访26个月(14～37个月)。A、B两组随访末期VAS、JOA评分分别较术前有显著改善(P0.05),两组间比较无显著性差异(P0.05);A组随访末期融合节段椎间高度丢失较B组明显(P005)、B组颈椎曲度维持优于A组(P0.05);A组出血量和手术时间均大于B组(P0.05)。结论两种减压重建术均可获得良好的神经功能改善;就颈椎曲度、椎间高度、手术时间和出血量而言,B组术式有更多优势。     

利用镍钛记忆合金椎体复位器治疗椎体压缩性骨折

目的探讨一种全新设计的镍钛记忆合金椎体复位器用以治疗椎体压缩性骨折的可行性。方法采用成人新鲜冷冻尸体标本,制成实验性胸、腰椎压缩骨折单位模型后分成对照组、经皮椎体后凸骨水泥成形术组(PKP组)及经皮置入镍钛记忆合金椎体复位器术组(镍钛复位器组)。分别在手术操作前后测量椎体高度,比较两种不同术式对压缩椎体复位程度的影响;以对照组为测量基值,分别测量两种手术后椎体标本的峰值载荷并加以比较。结果与对照组相比,两种手术组均能显著地复位塌陷的椎体终板,PKP组和镍钛复位器组的椎体高度分别从术前的(2.01±0.21)和(2.00±0.18)cm复位至术后的(2.27±0.18)和(2.31±0.17)cm。PKP组和镍钛复位器组的椎体峰值载荷分别为(2 880.75±126.17)和(2 888.00±144.69)N,均显著高于对照组(2 017.17±163.71)N,但两种术式之间无显著性差异。结论镍钛记忆合金椎体复位器能有效地复位塌陷的椎体终板,并保持足够的即刻脊柱生物力学稳定性,减少椎体后凸成形术时因使用骨水泥所带来的副反应。     

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...     

骨密度对股骨颈骨折内固定效果影响的生物力学研究

目的:为提高股骨颈骨折内固定治疗的效果,通过生物力学实验,观察骨密度对内固定强度的影响。方法:取成人股骨上段防腐标本２０只,测量股骨颈骨密度值。根据骨密度值高低,将标本分为Ａ、Ｂ两组,每组１０只。两组的骨密度值有显著差异(Ｐ＜０．０１)。将标本制成股骨颈骨折模型,均用加压螺纹钉内固定后行负载实验,比较两组固定的强度。结果:骨密度低的Ｂ组标本在４００Ｎ载荷下的骨折位移明显大于骨密度高的Ａ组(Ｐ＜０．０１),且最大负荷也明显小于Ａ组(Ｐ＜０．０１)。结论:骨密度对股骨颈骨折固定的强度有直接影响,骨密度值可作为预测股骨颈骨折内固定治疗效果的一个重要指标。     

新型形态记忆合金颈椎夹钩治疗寰枢椎不稳脊髓受压改善率的临床研究

目的:研究新型形态记忆合金颈椎夹钩治疗寰枢椎不稳的脊髓受压改善率,以指导临床合理使用。方法:寰枢椎不稳36例患者分为两组,A组18例采用记忆合金颈椎夹钩治疗,B组18例采用Apofix椎板钩治疗,重建寰枢椎段矢状面图像测量并计算脊髓受压改善率。利用SPSS13.0软件包对测量的结果进行进行独立样本t检验,差异标准置于0.05。结果:颈椎夹钩治疗组和Apofix治疗组两组脊髓受压改善率比较差异无统计性意义(P>0.05)。结论:新型形态记忆合金颈椎夹钩组具有与Apofix椎板钩相当的临床治疗效果。     

经腋中线胸腔入路上胸椎侧方内固定与传统前方钢板内固定：生物力学稳定性的对照分析

文题释义： 上胸椎手术入路：上胸椎周围解剖结构复杂,常见的手术入路有经下颈椎低位前方入路、经胸骨柄入路、经胸入路等,虽然前路手术入路众多,但手术风险及难度系数极大,在临床上选择一种创伤较小的手术方式具有一定优越性。 脊柱内固定生物力学：脊柱病变的手术目的多为清除病灶、椎管减压、重建其稳定性,脊柱运动节段是由相邻的2个椎体和椎板及诸多韧带构成的功能单位,对于器械固定后的生物力学研究,无论是数学模型、人工材料还是动物实验都存在种种问题,因此多采用人尸体进行研究,主要评价术后三维运动范围的影响。 背景：随着脊柱内固定技术的全面推广,重塑脊柱力学稳定越来越引起人们的关注,经腋中线胸腔入路侧方内固定治疗上胸椎病损是一种新的手术入路,目前有关其固定后上胸椎生物力学的研究较为少见。 目的：对比侧方和前方钢板内固定模型的上胸椎三维运动稳定性和负重载荷强度,评估经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定重建上胸椎是否可以达到符合脊柱生物力学稳定。 方法：从12具人尸体获取C₇-T₆脊柱并双侧肋椎关节标本,进行完整上胸椎模型三维运动稳定性测试,记录为完整椎体组。随后将标本随机分为2组,分别建立传统前方钢板内固定(前方内固定组)与经腋中线入胸腔路侧方钢板内固定模型(侧方内固定组),每组6例标本,先后进行三维运动实验、垂直加压实验与垂直加压破坏实验。实验通过广西医科大学第二附属医院伦理委员会批准,批准号：NO.伦审2017(KY-0080)号。 结果与结论：①完整椎体组左/右侧屈、前屈/后伸、左/右旋转运动下的载荷均小于侧方内固定组、前方内固定组(P < 0.01),前方内固定组左/右旋转运动下的载荷均小于侧方内固定组(P < 0.05),前方内固定组左/右侧屈、前屈/后伸运动下的载荷与侧方内固定组比较差异无显著性意义(P > 0.05);②当载荷到达600 N时,前方内固定组椎体下沉位移小于侧方内固定组[(1.39±0.20),(2.15±0.17)mm,P < 0.01];③前方内固定组与侧方内固定组最大强度载荷比较差异无显著性意义[(1 839.70±122.45),(1 798.65±120.21)N,P=0.571];④结果表明,经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定方式是稳定的,它能够满足脊柱重建生物力学需要。 ORCID: 0000-0002-5506-3469(施冬冬) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程