仿生人工腰椎及椎间盘复合体的设计及活动度分析

目的设计一种既能重建腰椎椎体高度又能保留相应椎间隙运动功能的可动腰椎假体用于治疗腰椎肿瘤、结核、骨折等疾病。方法提取我国60名健康成年男性的腰椎CT数据进行三维重建解剖参数采集,并对解剖数据进行统计学分析,根据统计结果设计仿生人工腰椎及椎间盘复合体,利用3D打印技术制作假体光敏树脂模型并进行活动度评价。结果椎体前后高度比中间大,上下终板的正中矢状径与冠状径均大于中间水平面,上下终板与侧面呈70余度夹角,同一椎体上下终板凹陷深度存在显著差异(0.05)。椎间盘厚度均呈前高中高后高的规律,前后高度之间具有显著差异(0.05)。仿生人工腰椎及椎间盘复合体由椎体部件、椎间盘部件及自攻锁钉螺钉三部分组成。椎体部件侧面设有植骨槽与羟基磷灰石涂层,其可动装置为防脱球窝关节,关节面进行高度抛光处理。假体的构成材料为在临床上被广泛应用的具有良好组织相容性的医用钛合金与高分子复合材料。结论 CT三维重建可以较准确的获得腰椎的解剖参数,理论上仿生人工腰椎及椎间盘复合体可在一定程度上满足腰椎的生理功能,并能通过调整椎间盘部件的大小来改变运动范围,但是该假体的屈服轻度、耐磨、耐腐蚀等性能尚需要体外力学测试及动物体内实验的进一步研究。     

锂剂抑制脊髓损伤后大鼠细胞凋亡的机制研究

目的 :研究锂剂是否通过抑制脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后大鼠神经细胞的凋亡产生神经保护作用。方法:将42只SD雄性大鼠,体重为200~250 g,按随机数字法分成3组:空白对照组(6只)不做手术;生理盐水(NS)组(18只)经腹腔注射NS(40 mg/kg);氯化锂(Licl)组(18只)经腹腔注射Licl(40 mg/kg)。按照Allen法对大鼠建模后,Licl组于脊髓损伤术后15 min内开始腹腔注射Licl溶液(40 mg·kg~(-1)·d~(-1))2周,NS组在同时间内注入等量的NS作为对照。分别于术后3、7、14 d进行BBB评分,利用免疫组化染色观察Bcl-2和Bax的表达,并采用TUNEL染色观察神经细胞凋亡。结果:BBB评分:空白对照组大鼠为21±0,Licl组与NS组比较,术后7、14 d时Licl组大于NS组(P0.05)。Bcl-2蛋白表达:空白对照组大鼠为0.081±0.003,术后7、14 d两个时间点Bcl-2蛋白表达Licl组分别为0.151±0.003和0.163±0.003,NS组为0.143±0.003和0.154±0.002,Licl组能明显升高其表达(P0.05)。Bax蛋白的表达:空白对照组大鼠为0.071±0.003,术后7、14 d两个时间点Bax蛋白的表达Licl组分别为0.121±0.002和0.106±0.002,NS组为0.126±0.001和0.120±0.002,Licl组可以明显降低其表达(P0.05)。神经细胞凋亡:TUNEL染色显示,空白对照组阳性细胞较少,凋亡指数(AI)为1.98±0.19,术后7、14 d两个时间Licl组分别为13.12±0.69和4.29±1.00,NS组为18.26±0.87和5.48±0.70,Licl组能显著抑制细胞凋亡(P0.05)。结论 :锂剂能够促进SCI后大鼠的神经元细胞内Bcl-2蛋白的表达,抑制神经元内Bax蛋白的表达,从而起到了抑制神经细胞凋亡的作用,这可能是锂剂促进大鼠运动功能恢复的机制之一。     

CT辅助山羊腰椎解剖测量及与人体腰椎的对比研究

目的:通过对山羊腰椎的解剖测量以及与人体腰椎的对比研究,为腰椎假体的动物模型建立奠定基础。方法:通过计算机辅助软件Mimics 16.0对波尔山羊新鲜腰椎标本及健康成人腰椎的椎体、椎弓根、椎间盘等部位的解剖参数进行采集,最终运用统计学软件对两者腰椎解剖特点进行对比研究。结果:山羊椎体前高中高后高,最大值分别为(38.7±2.9)、(40.1±2.6)、(40.7±2.7)mm。其终板宽度大于其深度,整体呈心形或肾形外观。山羊上终板向外凸出,下终板凹陷较小,最大值为(1.6±0.6)mm。山羊椎弓根高自L1至L6不断增大,最大值为(30.5±1.9)mm;其椎弓根宽与夹角随着椎体序列的增加先减小后增大,最小值分别为(6.7±0.4)mm与(45.9±2.6)°。山羊椎间盘前高中高后高,三者随着椎间隙的变化数值波动较小;其椎间孔高与宽亦变化较小,分别在(12.9±0.3)~(14.3±1.0)mm与(5.7±1.0)~(6.7±0.9)mm波动。对比结果显示山羊腰椎椎体高、椎弓根高及夹角明显大于人类(P0.05),而其终板宽与深、椎间盘高等明显小于人类(P0.05)。此外,两者某些结构如椎弓根高、椎间盘高等随着椎体序数的增加亦呈现出不同变化规律。结论:山羊腰椎虽然在某些方面如终板及椎间孔形态等与人体存在相似性,但是在诸多方面仍存在较大差异。掌握山羊腰椎的解剖特点及与人体之间的差异对于腰椎假体及相关技术的山羊动物研究具有重要的指导意义。     

高频重复经颅磁刺激治疗不完全性脊髓损伤后运动障碍疗效的Meta分析

目的:系统评价高频重复经颅磁刺激(HF r TMS)治疗不完全性脊髓损伤患者运动障碍的临床疗效。方法:计算机检索2016年10月前Pub Med、Google scholar、Cochrane library、Clinical trial、Medline、Web of science、中国知网(CNKI)、维普(VIP)和万方数据库(Wanfang database),查找有关经颅磁刺激治疗脊髓损伤患者运动障碍的随机对照试验(RCT),由2位评价员依据纳入与排除标准分别进行文献筛选、数据提取和评价纳入研究的方法学质量后,通过Cochrane协作网Rev Man 5.2软件对治疗后的ASIA运动总评分、ASIA下肢运动评分(LEMS)、改良Ashworsh量表(MAS)、10 m步行速度(10MWT)和脊髓损伤步行指数Ⅱ(WISCIⅡ)进行Meta分析。结果 :最终共纳入5个RCT研究,103例不完全性脊髓损伤患者,61例接受HF r TMS治疗和常规物理康复治疗(试验组),51例接受常规物理康复治疗(对照组)。Meta分析结果显示:经HF r TMS治疗后,两组患者ASIA运动总评分、LEMS以及10MWT的评分差异具有统计学意义(检验结果分别为Z=2.96,P=0.003;Z=3.04,P=0.002;Z=2.16,P=0.03);当刺激下肢运动皮质区时,两组患者的MAS评分差异有统计学意义(Z=2.79,P=0.005);而当刺激头顶正中位置时,两组患者的MAS评分差异无统计学意义(Z=0.09,P=0.93);两组患者的WISCIⅡ评分差异无统计学意义(Z=0.90,P=0.37)。结论:HF r TMS能够提高不完全性脊髓损伤患者的运动评分,改善患者下肢的痉挛状态,提高患者的运动能力。     

人工椎体的发展与应用

人工椎体在治疗脊柱肿瘤、结核、骨折等疾病方面取得了较好的效果。目前人工椎体种类繁多、各有利弊,总体分为融合型与可动型2类,融合型根据高度能否调节及自稳性强弱分为支撑固定型、可调固定型、自固定型3三类,自固定型又因轴套螺纹旋转结构有高度能否调节之分;可动型因球窝关节或镂空结构等可动装置的存在代替了椎间盘的功能,一定程度上保留了脊柱的活动度。人工椎体的制作材料目前包括金属、陶瓷、生物材料及高分子复合材料等多种材料,金属以钛合金为主导,至今已发展至第3代,但仍存在表面生物活性不佳等缺陷;陶瓷以羟基磷灰石复合材料、磁性生物陶瓷、多晶氧化铝陶瓷等为代表,但是存在着加工复杂、力学性能参差不齐等缺陷;生物材料主要以异种骨为主,其结构与性能与人体骨最为接近,但是存在韧性低、制作复杂等缺陷;高分子复合材料因生物学特性总体分为生物降解型与非降解型,分别以聚乙交酯与聚乙烯为代表,各有利弊。假体的设计及制作材料虽取得了较大进步,但尚难以完全满足脊柱内置物的苛刻要求,有待进一步优化。3D打印技术使假体复杂结构的加工以及个体化定制成为可能,具有广阔的发展前景,但制作周期长、成本高等缺陷有待克服。虽然人工椎体在治疗脊柱疾病方面疗效显著,但不乏假体松动、移位的报道,加之评价标准不统一,随访时间短,其确切疗效有待进一步观察。     

CT辅助腰椎终板形态学研究

目的：通过计算机断层扫描技术对健康成人腰椎终板结构进行解剖测量与研究,为腰椎假体的优化设计与临床应用提供有益指导。方法：有偿征集60名健康成人（男女均等）,签署知情同意书后于西安交通大学第二附属医院影像科行全腰段CT扫描。将扫描数据导入计算机辅助软件Mimics 16.0进行三维重建及测量。采集指标包括正中矢状径、最大冠状径,凹陷深度、正中矢状面凹陷角,冠状面凹陷角等共9项,最后利用统计学软件对采集数据进行统计学分析。结果：上下终板的正中矢状径与最大冠状径不但具有性别差异（P<0.05）,而且随着腰椎序列的增加呈增大趋势。上下终板凹陷深度无性别差异（P>0.05）,自L₁至L₅变化较小,分别在1.5~2.0 mm与2.2~3.9 mm波动;同一序列男性下终板凹陷深度大于上终板且差异有统计学意义（P<0.05）,而女性上下终板凹陷深度比较差异无统计学意义（P>0.05）。上下终板矢状面凹陷角与冠状面凹陷角随着椎体序数的增加整体变化较小而且绝大部分椎体序列上矢状面与冠状面凹陷角均无性别差异（P>0.05）。统计学显示靠近尾侧腰椎终板最大凹陷处位于终板平面偏背侧。结论：人体腰椎终板解剖结构比较复杂,熟悉掌握终板解剖参数以及术前充分利用CT辅助测量对于腰椎假体的研制及临床应用具有重要意义。     

单节段前路椎体次全切钛网植骨融合术后颈椎三维活动度的临床观察

目的:研究脊髓型颈椎病患者接受单节段前路椎体次全切钛网植骨融合术(anterior cervical corpectomy and fusion,ACCF)术后颈椎三维活动度的变化规律。方法 :对2015年2月至2016年4月期间收治的23例脊髓型颈椎病患者进行回顾性研究,其中男11例,女12例,平均年龄(54.6±13.3)岁。患者术前经问诊、查体及影像学检查明确诊断为脊髓型颈椎病,均行单节段ACCF手术进行治疗。通过三维颈椎活动度测量仪对患者手术前后颈椎三维活动度进行比较,并采用JOA评分和VAS评分评价手术效果。结果:入组患者平均随访时间为(9.4±1.6)个月。术后3个月颈椎活动度与术前比较,除左旋转外,其他方向均明显低于术前(P0.05)。术后6个月颈椎活动度与术前比较,6个方向上的活动度与术前差异均无统计学意义(P0.05)。术后9个月颈椎活动度与术前比较,右侧屈、左旋转方向上的活动度明显高于术前(P0.05)。术后6个月颈椎活动度与术后3个月比较,后伸方向活动度明显高于术后3个月(P0.05)。术后9个月颈椎活动度与术后6个月比较,后伸、右侧屈、左侧屈及左旋转方向上的活动度明显高于术后6个月(P0.05)。术后各时间点JOA评分均明显高于术前(P0.05)。术后各时间点VAS评分均明显低于术前(P0.05)。结论:单节段ACCF术后颈椎三维活动度的变化表明,术后短期内活动度下降,之后活动度增加并优于术前水平,同时神经功能得到显著改善。但术后近期和远期活动度变化以及多节段ACCF术后活动度变化有待进一步研究。     

先天性脊柱侧凸合并先天性肾脏和尿路畸形的临床概述

近年来,先天性脊柱侧凸逐渐被学者们公认为是一种合并多系统畸形性疾病,先天性肾脏和尿路畸形是其最常见的畸形之一。然而,与其他系统畸形不同,先天性肾脏和尿路畸形由于位置隐匿,多为良性疾病,不出现临床症状或临床症状出现晚,亦不影响脊柱侧凸的诊疗,因而在临床上常常被忽视。由于先天性肾脏和尿路畸形患者更易并发感染、结石和梗阻性尿路病,甚至发展成慢性肾脏病和终末期肾病,因此在临床上应受到重视。加强随访、注意保护、及时干预是改善预后、避免肾功能损伤的重要措施。     

山羊可动腰椎复合体的设计及体外生物力学研究

目的 :研制一种既能重建腰椎椎体高度又能保留相应椎间隙运动功能的山羊可动腰椎复合体并进行体外生物力学测试,从而为人工腰椎假体动物模型的建立及体内研究奠定基础。方法:26个新鲜山羊腰椎标本行薄层CT检查以排除存在脊柱畸形、骨折的标本,其中2个标本因椎体骨折被排除,24个标本纳入研究。应用计算机辅助软件对山羊腰椎拟手术区解剖参数进行采集(对L4椎体及邻近的椎间盘进行解剖测量)以及可动假体模型优化设计,根据24个标本的腰椎解剖参数将假体大小设计成5种规格,并利用3D打印与机械加工技术将其制作而成。将24个标本随机分为生理、融合与非融合3组,每组8个,术前行骨密度检查。生理组标本不进行手术操作,融合组与非融合组标本行L4椎体及邻近椎间盘部分切除,融合组标本置入钛笼、钛板,非融合组标本置入山羊腰椎复合体(假体置入在L4)。术后所有标本行影像学检查以判断假体位置及脊髓受压情况,然后对3组标本在4Nm的载荷下进行生物力学活动度测试以评估可动假体的活动度及稳定性。结果:3组标本骨密度检查无统计学差异(P0.05)。山羊L4椎体的前、中、后高分别为38.8±2.7mm、39.7±2.1mm、40.9±1.1mm;其上、中、下平面正中矢状径与正中冠状径分别为16.5±0.8mm、12.5±2.0mm、16.6±0.5mm与22.9±2.6mm、14.3±1.3mm、23.6±2.9mm;L3/4与L4/5椎间隙前、中、后高分别为4.9±1.0mm、3.0±0.5mm、1.9±1.0mm与5.0±0.4mm、3.6±0.9mm、2.4±0.9mm。山羊可动腰椎复合体由椎体部件与椎间盘部件构成,两者通过防脱球窝关节连接。术后影像学检查未发现假体位置异常及脊髓受压。与融合组相比,非融合组标本能显著保留L3/4和L4/5的运动范围、降低L2/3的运动范围(P0.05);与生理组相比,非融合组各椎间隙的运动范围无显著性差异(P0.05)。结论 :根据山羊腰椎解剖结构设计的山羊可动腰椎复合体不但可重建手术节段的椎体高度与稳定性,而且能保留相应节段的活动度。