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。

Biomechanical analysis of a new titanium rubber cervical disc prosthesis