骨质疏松程度对骶骨椎弓根螺钉固定的生物力学影响

目的:评价骨质疏松程度对骶骨椎弓根螺钉固定强度的影响.方法:25具骨质疏松成人新鲜尸体骶骨标本,按尸体腰椎骨密度(BMD)值分为A组(n=9,BMD 0.70～0.79g/cm2)、B组(n=8,BMD 0.60～0.69异/cm2)和C组(n=8,BMD＜0.60g,cm2).在同一标本的S1左侧置入双皮质椎弓根螺钉,右侧置入单皮质椎弓根螺钉时用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥强化.4h后使用MTS实验机对螺钉尾部进行30～250N的头尾方向循环加载2000次后,测定椎弓根螺钉的下沉位移和轴向拔出力.2000次载荷中螺钉下沉超过2mm定义为锚定失败.结果:A组和B组螺钉均未出现锚定失败;C组双皮质椎弓根螺钉锚定失败6例(75%),PMMA强化单皮质椎弓根螺钉锚定失败5例(63%).A组双皮质螺钉固定的下沉位移和轴向最大拔出力与PMMA强化螺钉固定比较无显著性差异(P＞0.05);B组.PMMA强化螺钉固定的下沉位移显著低于双皮质螺钉固定,轴向最大拔出力显著高于双皮质固定(P＜0.05).A组双皮质螺钉固定和PMMA强化螺钉固定的下沉位移均显著低于B组(P＜0.05),A组双皮质螺钉同定的轴向最大拔出力显著高于B组(P＜0.05).A组PMMA强化螺钉固定的轴向最大拔出力与B组比较无显著性差异(P＞0.05).C组内同定失败病例中,PMMA强化螺钉固定的承载次数显著高于双皮质螺钉固定(P＜0.05).结论:BMD≥0.70g/cm2时双皮质骶骨椎弓根螺钉同定和PMMA强化单皮质骶骨椎弓根螺钉固定可获得同等的锚定强度,BMD值为0.60～0.69g/cm2时PMMA强化单皮质骶骨椎弓根螺钉同定的锚定强度显著高于双皮质螺钉固定,BMD值＜0.60g/cm2时两种锚定方式均容易导致早期松动.术前行腰椎BMD检查可指导选择骶骨螺钉同定方式.

Biomechanical effect of osteoporosis on sacral pedicle screws instrumentation