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。     

新型活性修饰聚乳酸组织工程骨的体外成骨研究

[目的]探讨氨等离子体改性、酰胺键接枝甘氨酸-精氰酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(GRGDS)短肽的活性修饰方法对消旋聚乳酸(PDLLA)组织工程骨体外成骨能力的影响.[方法]制备圆片状直径8 mm、厚1 mm的PDLLA三维多孔支架,分为三组:表面氨基化PDLLA(aminated PDLLA,A/PDLLA,A组),接枝肽A/PDLLA(peptides conjugated A/PDLLA,PA/PDLLA,PA组),以未经处理的PDLLA(P组)作为对照组.实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测符组材料上骨髓间允质干细胞(BMSCs)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、碱性磷酸酶(ALP)、骨形态发生蛋白-2(Bmp-2)和骨桥蚩白(OPN)mRNA的表达变化并进行ALP活性测定和钙黄绿素矿化荧光染色.[结果]qPCR结果示:第3 d,PA组各基因表达倍数均较P组高;除OCN外的各基因表达也均较A组高.第7 d,A组OCN(13.13±1.28)、Col-Ⅰ(23.71±6.51)和OPN(27.4±7.17)mRNA表达倍数为最高,PA组次之.第14 d,多数基因表达上调,A组和PA组表达倍数较对照组明显增高.PA组OCN(49.21±7.03)、ALP(24.26±3.41)和BMP-2(11.82±2.38)mRNA的表达较A组高,差异有统计学意义(P＜0.05).ALP活性检测结果示:A组和PA组ALP活性持续升高,P组活性第21 d较第14 d时略有下降.第7 d,A组和PA组之间ALP活性比较无统计学意义(P＞0.05),但均高于P组(P＜0.01);第14 d和第21 d,三组间ALP活性两两比较均有统计学意义,ALP活性PA组＞A组＞P组.钙黄绿素矿化荧光染色观察示,骨支架上钙盐沉积与ALP的活性变化趋势相平行.[结论]氨等离子体改性能够促进聚乳酸组织工程骨支架上BMSCs早期向成骨细胞分化,改性后接枝GRGDS肽的新型活性修饰PDLLA具有更好的促BMSCs体外成骨能力.     

大鼠颈椎骨折错位致脊髓损伤模型的继发性损伤研究

目的　建立大鼠颈椎骨折错位致脊髓继发性损伤模型。 方法　20只成年SD大鼠,随机分为实验组(n=11)和对照组(n=6),3只处死取颈椎测量C4/5水平椎管和椎体矢状径。实验组利用颈椎骨折错位脊髓损伤装置在C4/5之间快速（200 mm/s）错位1.65 mm,造成颈椎骨折错位和颈脊髓损伤,采用自制器械固定颈椎。对照组除未行错位外与实验组相同。术后进行行为学（前肢运动和梳理试验）评价8周,和病理学检查。 结果 实验组行为学评分各个观察时间点均较对照组低。脊髓HE染色切片见实验组脊髓萎缩,灰质破坏,空洞,对照组未见明显异常。实验组损伤中心残留面积（2.79±0.98）mm2,明显小于对照组（6.36±0.08）mm2（P=0.034）。 结论　成功建立了大鼠颈椎骨折错位脊髓继发性损伤模型,大鼠C4/5骨折错位1.65 mm导致明显的脊髓组织损伤和运动功能障碍。     

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。     

一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价

目的：对利用颈前路蝶型钢板（CSBP）进行固定的颈椎标本进行三维稳定性分析,进而对颈前路蝶型钢板（CSBP）作出生物力学评价。方法：14具颈椎标本随机分为A、B两组,测量两组正常颈椎在2.0Nm载荷下的运动范围（ROM）;将两组颈椎制作成三柱不稳定模型,分别以CSBP和Orion钢板固定。测量两组颈椎的ROM。结果：CSBP和Orion钢板均能显著降低颈椎各方向上的ROM（P＜0．05）,在前屈、后伸方向最大。应用CSBP钢板,前屈、后伸ROM较正常颈椎分别降低66％、60％;应用Orion钢板分别降低72％、71％;两种钢板在重建颈椎稳定程度上无明显差异（P＞0．05）。结论：CSBP的生物力学稳定作用较好。     

颈椎人工椎间盘置换或前路融合内固定术后关节突间压力的改变

目的:通过测量颈椎前路融合内固定或人工椎间盘置换术后关节突间压力的变化,探讨两种手术对颈椎手术节段后部结构的力学影响。方法:6具成年男性新鲜尸体颈椎标本(C2～C7)作为测试对象,分为完整颈椎组、人工椎间盘置换组及前路融合内固定组。在完整颈椎测试后,所有标本先后行C4/5节段Prestige-LP人工椎间盘置换和前路C4/5节段植骨融合固定术后进行测试。将预制的压敏片置于C4/5左侧关节突关节内,标本先给予75N跟随载荷,再持续加载纯力偶进行三维运动测试。屈伸和侧屈最大运动载荷为2.0N·m、旋转最大运动载荷为4.0N·m,测量加载后的运动范围和零运动载荷、最大运动载荷时的关节突间压力。结果:与零运动载荷时相比,在运动加载后完整颈椎组和颈椎人工椎间盘置换组在后伸、左侧屈和右旋时均表现出左侧关节突间压力明显增大(P0.05);但前屈、右侧屈和左旋时左侧关节突间压力变化没有差异;颈椎前路融合内固定组各运动加载后关节突间压力与零运动载荷下压力均无显著性差异(P0.05)。在三个测试组间比较,完整颈椎组和人工椎间盘置换组在各运动载荷下的关节突间压力最为接近;颈椎前路融合内固定组虽然在后伸、左侧屈和右旋时关节突间压力都有减小,但与其他两组比较无显著性差异(P0.05)。结论:颈椎人工椎间盘成形术后关节突间压力与正常颈椎相比没有明显改变,可以有效地维持关节突间正常生理压力。     

人工寰齿关节置换术对寰枢关节三维运动的影响

目的：评价人工寰齿关节置换术对寰枢关节稳定性和运动功能的影响。方法：12具新鲜尸体枕颈部标本，采用脊柱三维运动立体测量系统对其完整状态，齿状突切除术后和人工寰齿关节置换术后进行三维运动范围，中性区和弹性区等指标的测试。结果：人工寰齿关节置换术后，屈伸，侧屈和旋转运动的中性区以及屈伸和伸屈运动范围较齿状突切除术后明显减小，各运动范围和中性区接近正常状态。结论：在术后即刻，人工寰齿关节置换术基本能达到既稳定寰枢关节又保留其运动功能的双重目的，但是，对人工寰齿关节置换术后寰枢关节的详细运动形式是否完全符合生理要求尚不能定论。