后路椎弓根螺钉系统治疗特发性腰椎侧凸的有限元分析

目的通过有限元计算与刚体动力学相结合的方法,模拟后路椎弓根螺钉系统治疗脊柱侧凸的矫形过程,研究矫形过程中的生物力学特性,探讨不同矫形策略对临床结果的影响,为脊柱侧凸的手术规划提供依据。方法通过病体腰椎CT切片进行三维几何重构,利用ANSYS有限元软件建立了右凸40o腰椎L1-L5和椎弓根螺钉器械的三维有限元模型,联合ADAMS刚体动力学软件模拟了矫形手术中的反旋转与回弹,得到了矫形全过程中植入物所受载荷以及脊椎的应力应变场。结果不同矫形手术过程中,植入器械承受的最大反力范围约为1961099N,椎骨的极少数单元应力超过强度极限120MPa。结论后路椎弓根螺钉系统矫正腰椎侧凸具有较好的治疗效果,脊椎骨性结构的应力水平整体较低。在满足矫形效果的前提下,临床上可考虑选择不同的矫形策略,以减少需植入螺钉的腰椎节段数量并提高手术质量。     

腰椎侧凸螺钉内固定节段对手术矫正效果影响的有限元分析

目的:应用有限元分析的方法,模拟腰椎侧凸矫形手术,探讨内固定螺钉位置对脊柱侧凸矫形的效果。方法:利用Simpleware软件建立L1～L5侧凸的三维有限元模型,侧凸角40°。在此模型上设计6组(A～F组)凹侧椎弓根螺钉置入计划,其中A-E组为5个椎体依次空缺1个螺钉,F组作为对照行5个椎体置钉,连接矫形棒。应用ANSYS和ADAMS软件,计算矫形过程中反旋转和回弹时置入物所受载荷(最大扭矩及最大拔出力)以及脊椎的应力应变场。结果:6组矫形结束后的侧凸角分别为30°、23°、25°、22°、29°、21°。所需最大扭矩分别为3.1N·m、3.3N·m、4.6N·m、3.4N·m、4.2N·m和3.3N·m。螺钉所承受最大拔出力分别为418N、383N、437N、395N、420N和380N。结论:在保持一定固定范围条件下,间断减少非弧顶固定螺钉,在三维有限元模型上可得到较好的矫形效果。     

金属植入物及Ⅰ型胶原蛋白基因多态性与自体骨移植后脊柱融合效果的相关性★

背景：基础研究表明Ⅰ型胶原蛋白在骨生成、骨的质量及骨折方面作用突出，同时参与骨融合过程，但关于此基因多态性与脊柱融合的关系鲜见报道。 目的：观察Ⅰ型胶原蛋白基因多态性，并探讨其与金属植入物及自体骨移植脊柱融合效果的相关性。 方法：随机选择青岛大学医学院附属医院住院患者中需行脊柱融合的自愿受试者200例，其中行颈椎前路椎体次全切除减压自体髂骨植骨融合钛板内固定者102例，腰椎后路椎板切除减压横突间植骨融合内固定者98例，以223名健康正常人作对照。抽取受试者外周静脉血，并提取白细胞DNA；采用聚合酶链反应扩增目的基因所在的DNA片段，扩增片段长度为293 bp；应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性方法检测外周血白细胞基因组Ⅰ型胶原蛋白基因Pcol2位点多态性，扩增产物经限制性内切酶Eco31I酶切，琼脂糖凝胶电泳观察，有酶切位点用G基因表示，无酶切位点用T基因表示；术前及术后3，6，12个月的X射线片观察植骨融合情况，按照快(< 3个月)、中(3~6个月)、慢(7~12个月)分期进行对比。 结果与结论：两组受试者均存在Ⅰ型胶原蛋白基因Pcol2位点-1997G/T多态性，GG型166例，GT型232例，TT型25例，并发现GG基因型与颈椎前路减压自体髂骨植骨融合有相关性(P=0.004)，该基因型在快组中占50%，明显高于中组(33.3%)和慢组(16.7%)；-1997G/T多态性与腰椎后路横突间植骨融合无相关性(P=0.831)。结果提示Ⅰ型胶原蛋白基因Pcol2位点-1997G/T单核苷酸多态性GG基因型可能是促进颈椎前路自体髂骨植骨融合的重要遗传基因。     

金属植入物及Ⅰ型胶原蛋白基因多态性与自体骨移植后脊柱融合效果的相关性

背景:基础研究表明Ⅰ型胶原蛋白在骨生成、骨的质量及骨折方面作用突出,同时参与骨融合过程,但关于此基因多态性与脊柱融合的关系鲜见报道.目的:观察Ⅰ型胶原蛋白基因多态性,并探讨其与金属植入物及自体骨移植脊柱融合效果的相关性.方法:随机选择青岛大学医学院附属医院住院患者中需行脊柱融合的自愿受试者200例,其中行颈椎前路椎体次全切除减压自体髂骨植骨融合钛板内固定者102例,腰椎后路椎板切除减压横突间植骨融合内固定者98例,以223名健康正常人作对照.抽取受试者外周静脉血,并提取白细胞DNA;采用聚合酶链反应扩增目的基因所在的DNA片段,扩增片段长度为293 bp;应用聚合酶链反应一限制性片段长度多态性方法检测外周血白细胞基因组Ⅰ型胶原蛋白基因Pcol2位点多态性,扩增产物经限制性内切酶Eco31Ⅰ酶切,琼脂糖凝胶电泳观察,有酶切位点用G基因表示,无酶切位点用T基因表示;术前及术后3,6,12个月的X射线片观察植骨融合情况,按照快(＜3个月)、中(3～6个月)、慢(7～12个月)分期进行对比.结果与结论:两组受试者均存在Ⅰ型胶原蛋白基因Pcol2位点-1997G/T多态性,GG型166例,GT型232例,TT型25例,并发现GG基因型与颈椎前路减压自体髂骨植骨融合有相关性(P=0.004),该基因型在快组中占50%,明显高于中组(33.3%)和慢组(16.7%):-1997G/T多态性与腰椎后路横突间植骨融合无相关性(P=0.831).结果提示Ⅰ型胶原蛋自基因Pcol2位点.1997G/T单核苷酸多态性GG基因型可能是促进颈椎前路自体髂骨植骨融合的重要遗传基因.