新型钛合金金属橡胶颈椎间盘假体生物力学分析

【摘要】 目的：评估新型钛合金金属橡胶颈椎间盘假体的生物力学性能。方法：特殊绕丝机制作新型金属橡胶颈椎间盘假体,电镜观察假体表面结构并对假体力学性能、疲劳特性进行测试;将24个新鲜羊颈椎依次按C4/5完整标本、髓核摘除、假体置换、椎间盘切除植骨融合内固定（ACDF）处理后,给予2.5Nm载荷,分别测量其在屈曲、后伸、左右侧屈及左右旋转时的位移,通过计算得出角度变化值,观察置换节段和相邻上下节段的运动范围（ROM）。结果：假体孔隙率为60%～80%,孔径大小90～500μm,弹性模量7MPa,疲劳试验（循环极限次数500×104次,极限载荷设置为200N）后未见假体断裂、高度降低。手术节段ROM测定显示,髓核摘除组各向ROM均显著大于完整组（P＜0.05）,ACDF组的各向ROM均显著小于完整组（P＜0.05）,而假体置换组各向ROM均与完整组无显著性差异（P＞0.05）。对于相邻上位节段,假体置换组各向ROM与完整组无明显差异（P＞0.05）,而ACDF组ROM则大于完整组（P＜0.05）。相邻下位节段,假体置换组前屈ROM与完整组相比无明显差异,后伸ROM小于完整组（P＜0.05）,侧屈、扭转时ROM较完整组增加（P＜0.05）,但变化幅度小于ACDF组（P＜0.05）。结论：钛合金金属橡胶人工颈椎间盘假体保留了手术节段活动度,置入后对相邻椎间节段活动度及力学影响小,理论上可以成为较好的颈椎间盘置换假体。