硫酸钙骨水泥增强椎弓根螺钉置入骨质疏松椎体的瞬时稳定性

背景：由于内固定在骨质疏松骨上锚着力较差影响了其稳定性,因此需要新的固定方法,使用骨水泥或骨替代物增强内固定技术可以较好地解决这个问题。 目的：评价硫酸钙骨水泥增强的椎弓根螺钉置入骨质疏松椎体后的瞬时稳定性。 方法：选取新鲜小牛脊柱椎体,测量骨密度后,随机分为4组：①正常椎体椎弓根螺钉内固定组。②正常椎体椎弓根螺钉+硫酸钙骨水泥增强内固定组。③骨质疏松椎体椎弓根螺钉内固定组。④骨质疏松椎体椎弓根螺钉+硫酸钙骨水泥增强内固定组。将相同规格的椎弓根螺钉拧入测试椎体的椎弓根,测试其即刻最大轴向拔出力和最大破坏功耗,以评价硫酸钙骨水泥增强椎弓根螺钉的瞬时稳定性。 结果与结论：骨质疏松椎体较正常椎体的螺钉最大拔出力、最大破坏功耗明显减少(P < 0.05),而二者分别以骨水泥增强后的螺钉最大拔出力、最大破坏功耗明显增加(P < 0.05);正常组和骨质疏松组以骨水泥增强后螺钉的最大拔出力、最大破坏功耗相当。提示硫酸钙骨水泥增强后可以增加内固定螺钉的瞬时稳定性,硫酸钙骨水泥可以应用于骨质疏松患者骨折内固定的增强,具有较好的临床应用前景。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;组织工程全文链接：     

两种椎弓根螺钉钉道强化技术在骨质疏松绵羊椎体的应用

目的应用绵羊骨质疏松椎体标本比较两种骨水泥强化技术对椎弓根螺钉固定强度的影响。方法经体外脱钙建立绵羊骨质疏松椎体标本40节,完全随机分为A组(单纯螺钉组);B组(低剂量整体强化组);C1组(低剂量局部强化组);C2组(高剂量局部强化组)。骨密度(bone mineral density,BMD)检测;螺旋CT及MicroCT的影像学观察;测试最大轴向拔出力(Fmax)及能量吸收值(E)。结果各组BMD下降约25%～30%(P>0.05),成功建立骨质疏松椎体模型。影像学观察:B组螺钉完全被骨水泥包裹,形成"骨-骨水泥-螺钉"界面;C2组螺钉周围骨水泥呈局部对称分布,形成"骨-螺钉"和"骨-骨水泥-螺钉"的共存界面。B,C1,2组椎体的Fmax及E均显著高于A组(P<0.05);B,C2组椎体的Fmax及E均明显高于C1组(P<0.05);B,C2组椎体间Fmax及E无显著性差异(P>0.05)。结论钉道整体强化及局部强化技术均能显著提高骨质疏松情况下椎弓根螺钉的固定强度;钉道局部强化技术通过提高注射剂量,可以达到与整体强化技术相近的强化效果。     

骨水泥和纳米骨浆强化椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的生物力学特点

背景：纳米骨浆和骨水泥注入是强化椎弓根螺钉固定的两种常用方法,但目前关于两种加强方法的强化效果比较的报道相对较少。 目的：对比骨水泥或纳米骨浆强化椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的生物力学特点。 方法：取24个人尸体椎弓根,均符合骨质疏松标准,随机均分为3组,对照组仅植入椎弓根螺钉,骨水泥组在钉道内注入骨水泥后植入椎弓根螺钉,纳米骨浆组在钉道内注入纳米骨浆后植入椎弓根螺钉。植入2 h后,检测各组标本最大轴向拔出力和最大旋出力矩。 结果与结论：骨水泥组、纳米骨浆组的最大轴向拔出力和最大旋出力矩均大于对照组(P < 0.05),并且骨水泥组的最大轴向拔出力和最大旋出力矩大于纳米骨浆组(P < 0.05)。表明骨水泥和纳米骨浆强化可有效提高椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的最大轴向拔出力和最大旋出力矩,且骨水泥强化效果更明显。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

椎体骨微结构参数与椎弓根螺钉固定强度的相关性

目的 测量不同骨密度（bone mineral density, BMD）条件下椎体松质骨显微结构参数,并与椎弓根螺钉拔出力作相关性分析,以了解与螺钉稳定性相关的骨显微结构参数,进一步明确螺钉松动的原因。方法 采用新鲜尸体脊柱标本,根据BMD检测结果,按临床诊断标准分为骨质正常、骨量减少、骨质疏松和重度骨质疏松4个水平。然后植入椎弓根螺钉,进行螺钉轴向拔出实验,测定最大拔出力（maximum pullout strength, MPS）。收集螺钉拔出实验后椎体标本,在椎体中央部钻取松质骨柱状样本,对样本进行显微CT扫描,获取椎体松质骨显微结构参数,并进行各项指标的不同BMD水平间的比较分析,在了解这些指标随骨质疏松程度加重的变化规律的基础上,再对骨显微结构参数与所对应的螺钉MPS开展相关性分析。结果BMD水平从正常下降到重度疏松程度,MPS随之显著性下降。随BMD水平的依梯次下降,即骨质疏松程度进行性加重,椎体松质骨显微结构参数发生相应明显变化,存在BMD水平间的显著性差异。广泛的相关性存在于BMD、显微CT参数和螺钉MPS指标之间。其中,螺钉MPS与显微CT扫描所得的骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）和小梁间隙（Tb.Sp）呈高度相关性。结论 随BMD下降,骨组织会同时发生质的退变;螺钉MPS与部分骨显微结构参数高度相关。     

有限元分析腰椎传统椎弓根钉道和改良皮质骨钉道的生物力学性能

目的 通过有限元分析传统椎弓根钉道（traditional trajectory, TT）和改良皮质骨钉道（modified cortical bone trajectory, MCBT）在骨质疏松椎体上的力学性能。方法 建立L4椎体三维模型,在椎体两侧分别模拟置入椎弓根螺钉（pedicle screw,PS）（直径6.0 mm,长45 mm）和MCBT螺钉（直径4.5 mm,长40 mm）。比较螺钉在两种钉道上、下、左、右4种工况下载荷位移比和螺钉抗拔出力,评价在骨质疏松条件下螺钉和椎体之间的稳定性。结果 MCBT螺钉抗拔出力比PS提高13.1%。MCBT螺钉在上、下、左工况下载荷位移比相比PS分别提高57.1%、32.3%、31.6%,MCBT螺钉在右工况下载荷位移比虽高于PS,但不具有统计学差异。在轴向旋转和侧屈工况下,MCBT组椎体载荷位移比明显高于TT组;在前屈工况下,MCBT组椎体载荷位移比低于TT组;在后伸工况下,MCBT组椎体载荷位移比虽高于TT组,但不具有统计学差异。结论 MCBT在抗拔出力、螺钉稳定性、椎体轴向旋转和侧屈的稳定性优于TT,但在椎体前屈和后伸稳定性弱于TT。研究结果论证了MCBT在骨质疏松条件下的优越性,为MCBT的临床应用奠定前期基础。     

生物力学评价颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的稳定性

背景：前路颈椎间盘切除植骨融合是治疗颈椎病的有效术式,该术式能够提供坚强固定且植骨融合率相对较高。但是,对于2个节段以上同时受累的颈椎,由于植骨跨度较大,内固定和植骨块稳定性较差,容易产生植骨融合失败、假关节形成等并发症,影响疗效。 目的：观察颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的生物力学稳定性。 方法：纳入12具人颈椎骨,包括6具骨密度正常颈椎骨和6具骨质疏松颈椎骨,共60个椎骨标本资料进行分析,将30个骨质疏松椎骨标本植入颈椎前路椎弓根螺钉设为颈椎前路椎弓根螺钉组,将30个骨密度正常椎骨标本植入前路椎体螺钉设为前路椎体螺钉组。从上述两组中根据骨密度值抽取40个椎骨,分别设置为即时正常骨密度组、即时骨密度疏松组、疲劳正常骨密度组以及疲劳骨质疏松组,每组10个椎骨。采用双能X射线骨密度仪测定各椎体骨密度值,采用ElectroForce 3510材料试验机对两种螺钉进行生物力学指标测试。 结果与结论：颈椎前路椎弓根螺钉组骨矿盐含量、椎体螺钉拔出力、椎体螺钉拔出刚度、椎弓根螺钉拔出力、椎弓根螺钉拔出刚度均显著高于前路椎体螺钉组(P < 0.05)。颈椎前路椎弓根螺钉即时正常骨密度标本最大轴向拔出力、即时骨质疏松标本最大轴向拔出力、疲劳正常骨密度标本最大轴向拔出力、疲劳骨质疏松标本最大轴向拔出力均显著高于高于前路椎体螺钉(P < 0.05)。结果证实,与颈椎前路椎体螺钉相比,颈椎前路椎弓根螺钉在骨质疏松椎骨内生物力学性能更加稳定。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     

新型变径全皮质骨螺纹螺钉设计以及在腰椎改良皮质骨轨迹的应用

目的 设计一款用于改良皮质骨轨迹（modified cortical bone trajectory,MCBT）置钉技术的新型变径全皮质骨螺纹螺钉,验证新型变径全皮质骨螺纹螺钉在MCBT技术中的力学特性。方法 根据MCBT技术,设计螺钉的螺距为2 mm,全长45 mm,粗杆部分直径恒定5.5 mm,细杆部分直径为4.0~4.5 mm变径,粗杆和细杆连接的变径位置长度为2 mm。从变径位置、螺纹深度、螺纹类型3个方面设置参数,开展三因素三水平L9正交试验,并建立螺钉模型。基于有限元方法对设计的螺钉进行扭转、弯曲和拔出力计算,对结果进行极差分析并确定螺钉模型。建立骨质疏松标本L4椎体三维模型,并按照MCBT技术置钉。比较新型变径全皮质骨螺纹螺钉和常规非变径全皮质骨螺纹螺钉抗拔出力。结果 通过极差分析,得出螺钉6（变径位置距离螺钉头部24 mm,螺纹深度0.7 mm,螺纹类型为45°对称螺纹）为最优螺钉。在抗拔出力方面,第6款变径全皮质骨螺纹螺钉比4.5 mm常规非变径全皮质骨螺纹螺钉提高13.1%,与5.5 mm常规非变径全皮质骨螺纹螺钉相比不具有统计学差异。结论 螺钉变径位置对螺钉拔出力影响最小,螺纹类型对拔出力影响最大,螺纹深度对扭转、弯曲影响最大。与常规非变径全皮质骨螺纹螺钉相比,变径全皮质骨螺纹螺钉前端较细,可避免进钉点发生劈裂;螺钉后端直径较粗,具有较好的抗拔出力性能。研究结果为MCBT技术的临床应用提供新的理论基础。     

骨水泥加固椎弓根螺钉的生物力学特性

背景：由于骨质原因及结构特点导致椎弓根螺钉经常出现把持力下降,从而发生松动、拔出,导致内固定失败,因此提高椎弓根螺钉的稳定性显得尤为重要。 目的：检测可注射骨水泥空心椎弓根螺钉椎弓根螺钉生物力学稳定性,为优化骨水泥使用量提供参考。 方法：选取7具新鲜成人尸体T₁₁-L₄椎体标本共40个椎体,随机分为可注射骨水泥空心椎弓根螺钉及DTPS^TM椎弓根螺钉组,各20个,置钉后分别注入1,2,3,5 mL骨水泥,通过影像学观察骨水泥弥散分布情况,并测得最大轴向拔出力进行比较。 结果与结论：骨水泥用量为1-3 mL时,可注射骨水泥空心椎弓根螺钉组螺钉平均最大轴向拔出力显著高于DTPS^TM组(P < 0.05)。骨水泥用量为5 mL时,2组平均最大轴向拔出力差异无显著性意义(P > 0.05)。可注射骨水泥空心椎弓根螺钉组的直线回归方程为Y=25.269X+133.681(R²=0.837),DTPS^TM椎弓根螺钉组的直线回归方程为Y=32.039X+99.251(R²=0.936)。骨水泥用量在1-5 mL时,2组螺钉最大轴向拔出力与骨水泥量高度正相关(|R| > 0.8)。说明骨水泥强化椎弓根螺钉可显著提高螺钉稳定性,椎弓根螺钉最大轴向拔出力与骨水泥使用量呈高度正相关,可注射骨水泥空心椎弓根螺钉在达到满意的内固定强化效果同时,减少骨水泥使用量,降低了骨水泥泄漏风险,相比DTPS^TM椎弓根螺钉更具有优势。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     

枢椎前后路三种螺钉内固定的安全性比较*

目的 观察计算机辅助枢椎前路椎弓根螺钉（AAPS）置钉优势,并测量AAPS、椎弓根螺钉及椎体螺钉（VBS）的最大拔出力,为临床手术操作选取适当的内固定方式,提供生物力学理论依据。方法 从2019年10月至2021年1月,收集人体实体颈椎防腐标本16例,除去畸形标本1例。剩余标本,包括男10例,女5例,行CT扫描后将数据导入Mimics软件,形成三维重建图并观察。参考Kolle法,在每节枢椎上分别采用前路椎弓根螺钉、后路椎弓根螺钉、前路椎体螺钉三种形式固定方法。在生物力学试验机上测试每种固定方式的最大拔出力。结果 Mimics软件中的三维重建图,可以从任意视角直接观察并了解结构状况。前路椎弓根螺钉最大轴向拔出力平均为（635.95±220.35）N,后路椎弓根螺钉组的最大轴向拔出力平均为（772.95±230.55）N,VBS组螺钉的最大轴向拔出力平均为（451.45±181.13）N。采用配对样本t检验,两两比较AAPS组与后路椎弓根钉组,以及AAPS组与VBS组测值。P值均<0.05,差异有统计学意义。这显示在单皮质固定的条件下,椎弓根螺钉的置钉拔出力大于前路椎弓根螺钉（AAPS）,AAPS置钉拔出力大于VBS置钉法。结论 计算机辅助有利于了解枢椎结构特点,便于个体化的AAPS置钉操作,AAPS钉道固定性能良好,有较明显生物力学优势,可作为手术内固定选择的较理想方式。     

腰椎内固定中两种椎弓根钉加强技术与骨水泥的应用

背景：骨质疏松伴腰椎退行性病变行椎弓根钉固定骨质疏松的椎体后可能会出现螺钉的松动、脱落,使用固化材料强化椎弓根钉能提高治疗效果。 目的：比较骨质疏松患者腰椎内固定中使用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥和可注射硫酸钙骨水泥加强椎弓根钉两种技巧的临床效果。 方法：腰椎滑脱、腰椎失稳、严重腰椎管狭窄合并骨质疏松的患者共61例,根据治疗方式分为2组：传统聚甲基丙烯酸甲酯强化椎弓根钉组和可注射硫酸钙骨水泥强化椎弓根钉组。 结果与结论：两组患者治疗操作时间、出血量、治疗前后目测类比评分、日本骨科协会评估治疗分数评分及改善率比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。聚甲基丙烯酸甲酯组中2例患者出现了注入的骨水泥渗漏,随访未造成新的神经损伤。聚甲基丙烯酸甲酯组患者治疗后骨密度随着随访时间的延长未出现逐渐的增强趋势;硫酸钙骨水泥组患者治疗后骨密度出现渐进性的改善,与患者治疗后日本骨科协会评估治疗分数改善率呈线性相关。两组患者未出现螺钉松动、拔出及神经功能的异常。表明与聚甲基丙烯酸甲酯相似,硫酸钙骨水泥能增加椎弓根螺钉的稳定性。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;组织工程全文链接：     

后凸成形和传统钉道骨水泥强化对骶骨钉松动的生物力学作用

背景：后凸成形骨水泥强化可应用于骨质疏松患者的腰椎椎弓根钉固定。 目的：评价松动的骶骨钉经后凸成形和传统钉道骨水泥强化后的固定强度。 方法：纳入9具骨质疏松症患者的新鲜尸体标本。在同一骶骨标本上,分别测试单皮质和双皮质骶骨椎弓根钉最大拔出力后,分别建立传统钉道骨水泥强化与后凸成形骨水泥强化椎弓根钉固定模型。在MTS材料试验机上,对螺钉尾部施加2 000次周期性压力载荷后,进行螺钉最大拔出力测试。 结果与结论：9个标本的骨密度均值为  0.71 g/cm²(0.61~0.77 g/cm²)。4种骶骨钉固定技术单皮质、双皮质、传统钉道骨水泥强化和后凸成形骨水泥强化骶骨钉的平均最大拔出力分别为203,325,437及565 N。双皮质骶骨钉的拔出力显著高于单皮质钉(P < 0.05);但此2固定均显著低于骨水泥强化组(P < 0.05)。后凸成形骨水泥强化组的拔出力显著高于传统钉道骨水泥强化组(P < 0.05)。此外,4种骶骨钉固定技术的最大拔出力与骨密度值均呈现显著的正相关(P < 0.05)。结果证实,传统钉道骨水泥强化技术和后凸成形骨水泥强化技术均可做为骶骨椎弓根钉松动的补救手段,但后凸成形骨水泥强化可获得更为坚强的锚定。     

长骨干钻孔深度对接骨螺钉固定强度的影响

目的　研究钢板螺钉固定中的钻孔类型对钉道微观结构和螺钉固定强度的影响。 方法　取8根防腐尸体股骨，每根股骨均布10个钻孔标记并随机分通孔、半通孔两组，钻取通孔、半通孔两种孔型并置入螺钉测试拔出力。两组螺钉置入深度一致，截取骨段量取两组孔型孔位的骨皮质厚度，最后用体视显微镜观察比较孔道骨组织微观结构。 结果　通孔、半通孔组的骨皮质厚度分别为（0.687±0.046）cm、（0.706±0.014）cm，两组间骨皮质厚度无统计学差异；通孔、半通孔组的螺钉拔出力分别为（3.495±0.345）kN、（4.008±0.548）kN，两组间的螺钉拔出力存在统计学差异；通孔、半通孔组钻孔出口侧外环骨板表面撕裂区的平均高度分别为（0.256±0.045）cm、（0.078±0.035）cm，两组间有统计学差异。 结论　钢板螺钉固定钻取孔道时采用半通孔，螺钉置入深度不变，在满足与通孔同样的骨-螺钉接触面积的同时，因出口侧外环骨板破坏较轻，可提供更强的螺钉固定强度。     

骨水泥、钉道植骨强化动力髋螺钉固定修复老年骨质疏松性股骨转子间骨折

背景：对于老年骨质疏松性髋部骨折的动力髋螺钉固定,如能避免使用过程中造成的骨量丢失,或是采用其他手段增加固定螺钉把持力,将改善动力髋螺钉固定的治疗效果。 目的：对比研究3种固定方式修复老年骨质疏松性股骨转子间骨折的效果。   方法：回顾性分析近5年来采用常规动力髋螺钉内固定、骨水泥强化后动力髋螺钉固定及主钉道压配植骨配合动力髋螺钉固定3种固定方式治疗老年骨质疏松性股骨转子间骨折患者的资料,分别设为对照组、骨水泥组和植骨组。 结果与结论：经固定后2年随访,植骨组、骨水泥组和对照组Harris髋关节功能评分优良率分别为95%,80%,70%。植骨组骨折临床愈合时间明显缩短(P < 0.05),出现螺钉固定失败情况与骨水泥组相当。对照组较其他2组相对更多出现退钉等内固定失败情况。结果表明,与其他常规动力髋螺钉内固定、骨水泥强化后动力髋螺钉固定方式相比较,主钉道压配植骨配合动力髋螺钉内固定的疗效及安全性更好。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     

Biomechanical study of expandable pedicle screw fixation in severe osteoporotic bone comparing with conventional and cement-augmented pedicle screws

Pedicle screws are widely utilized to treat the unstable thoracolumbar spine. The superior biomechanical strength of pedicle screws could increase fusion rates and provide accurate corrections of complex deformities. However, osteoporosis and revision cases of pedicle screw substantially reduce screw holding strength and cause loosening. Pedicle screw fixation becomes a challenge for spine surgeons in those scenarios. The purpose of this study was to determine if an expandable pedicle screw design could be used to improve biomechanical fixation in osteoporotic bone. Axial mechanical pull-out test was performed on the expandable, conventional and augmented pedicle screws placed in a commercial synthetic bone block which mimicked a human bone with severe osteoporosis. Results revealed that the pull-out strength and failure energy of expandable pedicle screws were similar with conventional pedicle screws augmented with bone cement by 2 ml. The pull-out strength was 5-fold greater than conventional pedicle screws and the failure energy was about 2-fold greater. Besides, the pull-out strength of expandable screw was reinforced by the expandable mechanism without cement augmentation, indicated that the risks of cement leakage from vertebral body would potentially be avoided. Comparing with the biomechanical performances of conventional screw with or without cement augmentation, the expandable screws are recommended to be applied for the osteoporotic vertebrae.     

Augmentation of screw fixation with injectable calcium sulfate bone cement in ovariectomized rats

The objective of this study was to determine the effect of augmenting screw fixation with an injectable calcium sulfate cement (CSC) in the osteoporotic bone of ovariectomized rats. The influence of the calcium sulfate (CS) on bone remodeling and screw anchorage in osteoporotic cancellous bone was systematically investigated using histomorphometric and biomechanical analyses. The femoral condyles of 55 Sprague-Dawley ovariectomized rats were implanted with screw augmented with CS, while the contralateral limb received a nonaugmented screw. At time intervals of 2, 4, 8, 12, and 16 weeks, 11 rats were euthanized. Six pair-matched samples were used for histological analysis, while five pair-matched samples were preserved for biomechanical testing. Histomorphometric data showed that CS augmented screws activated cancellous bone formation, evidenced by a statistically higher (p < 0.05) percentage of osteoid surface at 2, 4, and 8 weeks and a higher rate of bone mineral apposition at 12 weeks compared with nonaugmented screws. The amount of the bone-screw contact at 2, 8, and 12 weeks and of bone ingrowth on the threads at 4 and 8 weeks was greater in the CS group than in the nonaugmented group (p < 0.05), although these parameters increased concomitantly with time for both groups. The CS was resorbed completely at 8 weeks without stimulating fibrous encapsulation on the screw surface. Also, the cement significantly increased the screw pull-out force and the energy to failure at 2, 4, 8, and 12 weeks after implantation, when compared with the control group (p < 0.05). These results imply that augmentation of screw fixation with CS may have the potential to decrease the risk of implant failure in osteoporotic bone.     

新型胸锁关节钩状板的研发与生物力学测定

文题释义： 胸锁关节：由锁骨的胸骨关节面与胸骨锁骨切迹及第一肋软骨构成,为球窝关节,呈鞍状结构,在所有平面有一定活动度,是上肢与躯干唯一以真正关节形式相连的结构。胸锁关节关节面不匹配,缺乏骨性稳定性,关节的稳定性主要通过韧带维持。 疲劳试验机：一种主要用于测定金属及其他材料在室温状态下的拉伸、压缩或拉、压交变负荷的疲劳性能试验的机器,试验机特点是可以实现高负荷、高频率、低消耗,从而缩短试验时间,降低试验费用。其根据试验频率可分为低频疲劳试验机、中频疲劳试验机、高频疲劳试验机、超高频疲劳试验机。 背景：目前临床上治疗不稳定性胸锁关节脱位大多数都是将肩锁关节钩状钢板插入胸骨髓腔内或置于胸骨后侧,因钢板不敷贴导致手术操作难度增加,降低了关节复位的疗效。 目的：课题组研发了新型的胸锁关节钩状板(专利号：ZL201520515237.3),从生物力学方面比较肩锁关节钩状板和新型胸锁关节钩状板固定胸锁关节的生物力学性能差异。 方法：用长方形人工骨替代胸锁关节两端的胸骨和锁骨,共18对人工胸锁关节,随机分为2组：对照组(n=6)将最短杆段3孔普通肩锁关节钩状板的钢板螺钉孔段固定于人工锁骨端,钩状端置于人工胸骨后侧,采用MTS生物材料测试系统检测人工胸骨骨折时的载荷、位移变化;实验组(n=12)将最短杆段2孔新型胸锁关节钩状板的钢板螺钉孔段固定于人工锁骨端,钩状端插入人工胸骨内,采用MTS生物材料测试系统检测人工胸骨前侧皮质骨(n=6)、后侧皮质骨(n=6)骨折时的载荷、位移变化。 结果与结论：对照组最大破坏力值均数为(390±51)N,实验组前侧皮质骨的最大破坏力均数为(421±55)N,实验组后侧皮质骨的最大破坏力值均数为(437±56)N,3组数据两两比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。结果表明,新型胸锁关节钩状板内固定胸锁关节并未增加胸骨骨折的风险,是一种安全有效的内固定材料。 ORCID: 0000-0003-4108-2033(林旺) 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     

短节段椎弓根螺钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折的生物力学检测

背景：为避免单纯椎弓根螺钉置入内固定治疗胸腰段骨折出现的内固定物松动、断裂,及合并植骨时出现的骨折不愈合、后凸畸形丢失,而发展的短节段椎弓根螺钉合并椎体成形技术治疗胸腰段骨折,临床已有应用,但其生物力学方面鲜有研究。 目的：观察应用椎弓根螺钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折的生物力学变化。 方法：12个冻存的新鲜胸腰段脊椎(T12~L2)标本,用于制备胸腰椎骨折模型,备测试。分为3组,经皮椎体成形术组：给予经单侧椎弓根注入低黏度的含对比剂骨水泥5~7 mL;椎弓根螺钉内固定组：于T12、L2椎弓根置入螺钉;强化组：行椎弓根螺钉内固定的同时行伤椎骨水泥椎体成形术,测试各组静态最大抗压强度及刚度。 结果与结论：骨水泥分布面积皆大于50%,经皮椎体成形术组和椎弓根螺钉内固定组最大静态抗压强度与刚度均小于强化组最大强度和刚度(P < 0.05)。椎弓根螺钉内固定组椎弓根螺钉较小强度下出现弯曲,而强化组在达到极性轴向压缩强度时才出现弯曲。提示应用短节段椎弓根钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折提高了固定的强度及刚度,并且维持了复位伤椎高度,提高了稳定性,减少了椎弓根螺钉的并发症。     

利用数字散斑法测量股骨干骨折加压钢板内固定下的位移和形变

目的 利用数字散斑法测试成人股骨加压钢板内固定术中骨折断端第5颗螺钉在不同拉力条件下的位移和形变情况,分析减少加压钢板螺钉数量是否影响骨折断端螺钉的位移和形变,旨在为临床成人股骨加压钢板内固定术中加压螺钉数量的确定提供理论依据。方法 取成人防腐股骨标本,剔除软组织后用牙托粉包埋固定,制作股骨中1/2内固定模型。加压钢板置入股骨后外侧骨膜下, 骨折端两侧各5枚螺钉穿透4层骨皮质。标本分10个状态,按A～J组测量顺序进行测量。在400、500N拉力下,用CSS44100型电子万能实验机进行加载拉力测量骨折断端第5颗螺钉的位移和形变,计算机自动处理数据。结果 方差分析,在400N、500N拉力下第5颗螺钉的位移测量均值,B～J组与A组比较差异有显著性（P<0.05）;在400N、500N拉力下第5颗螺钉的形变测量均值,A组与F～J组比较差异有显著性（P<0.05）,A组与B～E组比较无显著性差异（P＞0.05）。结论 骨折断端第5颗螺钉位移大小与加压钢板上螺钉数量呈负相关。靠近骨折线的螺钉承受较大的应力,容易断裂。     

骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松患者有利无弊

背景：在对伴骨质疏松的腰椎疾病患者进行椎弓根螺钉固定手术时,椎体添加骨水泥可有效增加内固定稳定性,但对相邻节段的影响尚不明确。 目的：观察伴骨质疏松的腰椎疾病患者进行椎体骨水泥强化内固定后,早中期随访中骨水泥强化对相邻节段的影响。 方法：以87例伴骨质疏松的腰椎疾病患者为研究对象,均行椎弓根螺钉系统固定+后路椎管减压术,并分为3组：常规螺钉组,常规螺钉+骨水泥组,可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组。样本平均随访6-18个月,平均随访为9个月。测量术前、术后3 d、末次随访的Oswestry功能障碍指数评分、固定节段上位相邻椎间隙高度、固定节段上位相邻椎体变形指数、固定节段椎体上缘终板及相邻上位椎体下缘终板凹陷角度、固定节段Cobb角。 结果与结论：①常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组3组内末次随访功能障碍指数评分均较前明显减小(P < 0.05),组间两两对比无显著差异(P > 0.05)。表明骨质疏松患者脊柱后路固定时,是否添加骨水泥及不同添加方式,对早中期主观疗效影响无显著差异,且均可明显改善患者生活质量。②常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访对术后3 d固定节段Cobb角变化小于常规螺钉组(P < 0.05),常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组组间差异无统计学意义(P > 0.05)。表明添加骨水泥辅助的内固定稳定性明显优于未添加骨水泥常规手术。③常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组术后3 d出现上终板凹陷角度增大;末次随访观察到相邻上位椎体下终板凹陷角度、椎体矩形指数及相邻椎间隙均减小,且前两项指标的改变程度明显大于常规螺钉组。表明添加骨水泥辅助内固定对相邻椎间盘退变程度无显著影响,但明显改变了相邻椎体终板及椎体的形态,增加了相邻椎体发生骨折的风险。