寰枢椎后路柔性固定的生物力学研究

目的分析细棒、PEEK棒固定对寰枢关节稳定性的影响。方法采用6具新鲜成人枕骨(occipital bone,Oc)~颈椎C4节段进行测试,模拟以下手术及固定状态:①完整状态;②损伤状态:枢椎齿状突II型骨折;③坚强固定:寰枢椎均采用普通椎弓根螺钉固定,直径3.5 mm钛棒连接;④PEEK棒:直径3.5 mm的PEEK棒连接;⑤细棒:直径2.0 mm钛棒连接。采用重复测量实验设计,在完整、损伤和不同的固定状态下,通过脊柱试验机对标本分别施加1.5 N·m的前屈/后伸、左/右侧弯和左/右轴向旋转的纯力偶矩。采用Optotrak三维运动测量系统连续采集标本运动,分析寰枢椎之间角度运动范围和中性区。结果采用直径3.5 mm的钛棒,2.0 mm的细棒以及3.5 mm的PEEK棒固定后,在前屈、后伸、侧弯和旋转方向上均显著减小了固定节段的运动范围(P<0.05)。直径3.5 mm和2.0 mm的棒固定后的运动范围,在各个方向上无显著性差异。PEEK棒固定的运动范围仅在侧弯方向上大于坚强固定(P=0.005),其他方向无显著性差异。3种固定方式在屈伸、侧弯和旋转方向上均显著减小了固定节段的中性区(P<0.05)。各种固定方式之间相比较,无显著性差异(P>0.05)。结论在寰枢关节采用直径2.0 mm的细棒固定,与坚强固定的稳定性相当。采用直径3.5 mm的PEEK棒固定,在前屈、后伸、旋转方向上与坚强固定的稳定性相当,在侧弯方向上弱于坚强固定。     

臀肌重建术的解剖学和生物力学优化分析

在六侧新鲜儿童标本上,对臀肌重建术进行了应用解剖学和生物力学优化分析,比较了骶棘肌、腰大肌、背阔肌和腹外斜肌重建臀肌的效果,得到了移位肌的最优移置部位和移位后重建臀肌功能的估算。结果表明骶棘肌重建臀肌的效果最好,以下依次是腰大肌、背阔肌和胸外斜肌。     

皮质骨圈在椎弓根钉固定系统中支撑作用的生物力学评价

目的：了解脊椎椎弓根钉固定系统在人体皮质骨圈（allograft fusion cage,AFC)植入椎间隙前后对脊柱稳定性的影响。方法：在8具新鲜成年猪离体腰椎标上，以L2－3，L3－R，L4－5节段为实验对象，测试各节段在正常状态下（正常组）、椎间盘切除并Steffee钢板固定（内固定组）、椎间盘切除AFC植入Steffee钢板固定（AFC组）等三种种状态下的轴向压缩刚度。结果：（1）内固定组节段轴向压缩刚度为正常组的14．0％；（2）AFC组节段的轴向压缩刚度明显增加，达到了正常椎间的轴向压缩刚度；（3）在相同轴向压缩载荷作用下，AFC给椎弓根钉受力移位较内固定组明显减小。结论：脊椎椎弓根钉固定系统在AFC椎间植入后，对脊椎稳定性较无AFC植入显著增强，其受力移位明显减小，即可显著减少临床断钉。钢板折弯的机会。     

人体寰椎横韧带拉伸性能的实验研究

目的：研究人体寰椎横韧带的拉伸性能。方法：新鲜寰椎标本８例,制备成拉伸试件,进行定速率单向拉伸至横韧带断裂。结果：寰椎横韧带平均最大载荷为３１１．６Ｎ,最大变形量为６．０ｍｍ,刚度为７２．９Ｎ／ｍｍ。结论：寰椎侧块间的分离超过６．０ｍｍ,就可存在横韧带断裂。     

膝关节的粘弹特性

对6例人体膝关节标本进行研究以了解其两种不同的粘弹特性:蠕变和应力松弛现象。 首先,施加恒定的瞬时载荷于有或无半月板的膝关节,整个测试过程膝关节保持完全伸直。结果发现,在压缩载荷作用下,蠕变逐渐增加,但无论有否半月板,两者之间无显著差异。测试5分钟的蠕变与通过Maxwell体VoiRt体模型推导出的值完全一致。 其次,在上述测试基础上,保持瞬时蠕变10分钟。虽然膝关节的蠕变保持恒定,但由于软骨的应力松弛现象,股骨髁与胫骨平台之间的力随时间推移而下降,力下降的程度取决于施加的载荷和持续时间。在2牛顿和100牛顿时,力的下降分别为46％和58％。这些值显著大于蠕变测试,结果的估计值。同时,在施加载荷后和实验结束时以压力传感器测定胫股间接触压力。接触压下降区与区之间各不相同,特别是无半月板的膝关节,结果表明,无论有无半月板,膝关节均有良好的蠕变顺应性,而且,应力松弛的局部差异很大。     

下颈椎后路固定方法的力学比较

目的：评价不同于颈椎后路内固定器的生物力学性能。方法：应用５具新鲜尸体颈椎标本（Ｃ２￣Ｃ７）建立脱位模型后,依次用棘突钢丝、侧块螺钉、自制螺钉、椎弓根螺钉固定,用材料试验机测算其垂直压缩刚度,前后水平剪切刚度和左右水平剪切刚度。结果：棘突钢丝的垂直压缩刚度和前后剪切刚度虽较完整颈椎增大,但无显著性差异（Ｐ〉０．０５）,而左右剪切刚度尚较完整颈椎减小（Ｐ〈０．０５）。侧块螺钉、自制螺钉和椎弓根螺钉的     

尸体植入新型人工腰椎间盘腰椎节段生物力学测试

目的:评价植入新型人工腰椎间盘的腰椎节段的稳定性和压缩力学性能。方法:将人工腰椎间盘植入6具新鲜青壮年尸体标本的L4-5椎间隙,进行三维运动范围和压缩刚度测试,并与植入前和髓核切除后进行比较。结果:新型人工腰椎间盘植入后,腰椎节段的三维运动范围为前屈146°,后伸66°,左侧弯79°,右侧弯89°,左轴向旋转85°,右轴向旋转87°。其压缩刚度比髓核切除后高(P<005)。结论:新型人工腰椎间盘植入后既保证了腰椎节段的三维运动功能,又起到了稳定脊柱的功能。     

经皮椎体强化治疗的实验研究

目的　探讨经皮椎体强化术的方法及聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)在椎体内的影像学分布。方法　 15个新鲜腰椎椎体随机分成三组 ,经椎弓根分别注入三种不同浓度的PMMA。结果　 2∶3浓度的PMMA强化效果好。结论　CT引导下的经皮椎体强化术是安全、可靠的。     

三种器械对胸腰椎爆裂性骨折固定的生物力学评价

目的：评价不同的前后路固定器械对脊柱稳定性的恢复情况。方法：用7例新鲜成人胸腰椎标本，测试T12－L1及L1－L2的三维运动，然后在CZZ－Ⅱ型人体撞击试验机上制作损伤模型。分别安装Steffee钢板、Kaneda和框式Harrington棒，并测试安装固定器后的三维运动情况。结果：三种器械均可以恢复标本屈伸及侧弯运动；但在轴向旋转方面，各器械均只有减少作用。结论：Steffee钢板可提供良好的稳定效果。在技术方法允许的情况下，利用Kaneda也是一种理想的治疗手段。