人工寰齿关节研究进展

探讨如何既可达到牢固的固定,同时又可最大限度地保留脊柱的运动功能,这将是未来脊柱内固定生物力学发展的趋势。人工寰齿关节的研制是既能重建寰枢关节稳定性,又能保留寰枢关节旋转功能的可行性技术。作者从人工寰齿关节的理念、人工寰齿关节解剖、生物力学、人工寰齿关节置入的可行性分析等方面综述了近年来的一些研究进展。     

经口咽入路人工寰齿关节置换术的解剖学研究

目的为经口咽入路处理斜坡至上颈椎腹侧病变和人工寰齿关节设计及应用提供解剖学依据。方法对8具新鲜成人头颈部标本经口咽入路进行逐层解剖,观察咽后壁的层次、椎动脉的走行、寰枢椎的解剖毗邻关系和人工寰齿关节置换术的相关解剖参数等。另选32套成人新鲜寰枢椎骨性标本,测量寰椎前弓骨窗宽、枢椎椎体骨窗宽、寰椎部件上位进钉点间距、寰椎部件下位进钉点间距、枢椎部件上位进钉点间距、枢椎部件下位进钉点间距等。结果寰椎和枢椎可显露宽度分别为(40.2±3.5)mm和(39.3±3.7)mm。咽后壁可显露宽度和高度分别为(40.1±5.2)mm和(50.2±4.6)mm。寰椎上位进钉点间距和下位进钉点间距分别为(28.0±2.9)mm和(24.0±3.5)mm,枢椎上位进钉点间距和下位进钉点间距分别为(18.0±3.3)mm和(16.0±3.5)mm。经口咽入路手术可以达到斜坡下缘至C3椎体上缘。咽后壁由浅至深可分五层结构和两个间隙。结论经口咽入路手术处理斜坡下缘到上颈段腹侧病变具有手术路径短、显露好、减压效果肯定等优点。人工寰齿关节的设计可以上述测量数据为依据。     

人工寰齿关节设计依据及可行性分析

目的:通过解剖和X线观察,测量国人寰齿关节以获取形态学参数,为研制能替代寰齿关节功能的人工寰齿关节提供解剖数据。方法:用电子游标卡尺和量角器测量32套正常成年人寰齿关节新鲜标本的相关参数,包括寰椎前弓宽度、前弓下缘与C2上关节面前缘间距、枢椎侧块内缘与齿状突外缘间距、寰椎前结节厚度和高度、寰椎侧块中点高度和长度、寰椎侧块宽度、齿状突高度、齿状突横径和前后径、齿状突后倾角和齿面角等23项内容。并进行统计学分析,为研制人工寰齿关节提供形态学参数范围。据此设计仿生人工寰齿关节,在3具成人尸体标本进行模拟人工寰齿关节置入手术。结果:测得寰椎前弓宽度平均为(20.45±1.53)mm,前弓下缘与C2上关节面前缘间距平均为(2.12±1.22)mm,枢椎侧块内缘与齿状突外缘间距平均(2.51±2.18)mm,寰椎前结节厚度和高度分别平均为(9.43±1.93)mm和(10.23±1.32)mm,寰椎侧块中点高度和宽度分别平均(13.68±1.38)mm和(12.98±1.52)mm,齿状突高度平均为(15.25±2.11)mm,齿状突横径和前后径平均分别为(9.69±1.38)mm和(11.26±1.02)mm,齿状突后倾角平均为(12.23±4.27)°、齿面角平均为(65.48±2.17)°。人工关节由寰椎部件、枢椎部件和配件构成。模拟手术中无椎动脉损伤和假体压迫脊髓。结论:人工寰齿关节的研制在形态学上具有可行性。人工寰齿关节的研制是既能重建寰枢关节稳定性,又能保留寰枢关节旋转功能的可行性技术。为了安放牢固、操作方便、保持运动功能以及避免副损伤,各部件参数有一定的选取范围。     

人工寰齿全关节置换后对寰枢关节稳定性和三维运动生物力学评价

目的 探讨人工寰齿关节置换后对寰枢关节稳定性和三维运动的生物力学性能.方法 选用12具新鲜尸体颈椎标本(包括枕骨基底部和C1～C4颈椎节段)置入1.53 Nm载荷下,依次轮流测试其完整状态、前路减压术后、Magerl螺钉固定后、人工寰齿关节置换后、疲劳实验后C1、C2节段标本的三维运动范围(ROM).结果 人工寰齿关节置换后,寰枢关节旋转运动范围和中性区接近正常状态,但屈伸和侧屈运动范围较前路减压术后和正常状态明显减少,差异有统计学意义(P＜0.05).在控制属伸和侧屈方向上,人工寰齿关节置换后同Magerl螺钉固定后表现出了最小的ROM(P＞0.05),但在控制寰枢关节旋转方向上,两者差异有统计学意义(P＜0.05).各进行2000次屈伸、侧屈和旋转疲劳实验后对人工寰齿关节置换后三维运动范围无明显影响,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 自行研制的人工寰齿关节置换后既能重建寰枢关节良好的即刻稳定性又能保留其关节运动功能.     

人工寰齿关节置换后的解剖学测量

目的:探讨在寰枢关节骨性标本上置换自行设计的人工寰齿关节的可行性,为经口咽入路置换人工寰齿关节提供解剖学依据。方法:在10具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换后,测量寰椎前弓骨窗宽、枢椎椎体骨窗宽、寰椎部件上位进钉点间距、寰椎部件下位进钉点间距、枢椎部件上位进钉点间距、枢椎部件下位进钉点间距等。结果:寰椎前弓骨窗宽为16.5±1.9mm、枢椎椎体骨窗宽为14.5±1.9mm、寰椎上位进钉点间距和下位进钉点间距分别为36.0±2.4mm和30.0±2.1mm;枢椎上位进钉点间距和下位进钉点间距分别为18.0±1.0mm和16.0±1.4mm。结论:自行研制的人工寰齿关节在形态学上具有置换的可行性。     

人工寰齿关节寰枢椎部件固定钉道的影像学分析

目的 探讨自行设计的人工寰齿关节( AAOJ)在寰枢关节骨性标本上置换后寰枢椎部件固定螺钉通道的安全性和可行性.方法 在32具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换术后,行寰枢椎薄层CT扫描及三维重建,测量与AAOJ内固定的相关指标,并观察寰枢椎部件固定螺钉通道与横突孔、椎动脉沟、椎管等重要解剖结构安全空间.结果 寰椎部件固定螺钉的长度(L)为(21.5±3.7) mm,寰椎部件固定螺钉外倾角(d)为(12.9±4.8)°,寰椎部件固定螺钉下倾角(δ)为(3.0±1.2)°.枢椎部件固定螺钉的长度(S)是(28.6±3.7) mm,枢椎部件固定螺钉的外倾角度(β)是(22.6±4.3)°,枢椎部件固定螺钉的下倾角度(θ)是(15.8±2.6)°.结论 固定人工寰齿关节寰枢椎部件的螺钉通道与横突孔、椎动脉沟、椎管等重受解剖结构之间有安全空间范围.     

人工寰齿关节置换后寰枢关节三维稳定性的有限元分析

目的 通过有限元分析的方法评估人工寰齿关节置换对寰枢关节三维活动度的影响.方法 将CT扫描数据导入Mimics软件重建寰枢椎体及人工寰齿关节三维模型,去除模型中寰椎前弓、齿状突和枢椎部分椎体,模拟前路减压术,将人工寰齿关节模型装配于处理过的寰枢椎模型上.导入Ansys软件分析计算模型的三维活动度.结果 人工寰齿关节在前屈、后伸、右侧弯、右旋转状态下的位移分别为1.109、3.310、0.528、9.678 mm,活动度分别为1.6°、5.1°、4.6°和22.0°.结论 改良人工寰齿关节置换既可稳定寰枢关节又可保留寰枢关节运动.     

人工寰齿关节置换后寰枢椎部件抗拔出强度的生物力学研究

目的 观察人工寰齿关节置换后寰枢椎部件抗拔出力强度,评价其生物力学性能.方法 在10具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换后,在MTS858 Mini Bion-ix生物力学实验机上行寰枢椎部件最大轴向拔出力(F-max)实验.结果 寰椎部件最大拔出力(894.36±102.30)N,枢椎部件最大拔出力(1227.59±143.35)N,寰椎部件钉道长度(20.69±1.43)toni,枢椎部件钉道长度(24.03±1.31)mm,寰椎部件屈服长度(1.51±0.11)mm,枢椎部件屈服长度(1.59±0.12)mm.寰枢椎部件的最大拔出力之间和寰枢椎部件的钉道长度之间差异有统计学意义(P<0.05).寰枢椎部件的屈服长度之间差异无统计学意义(P>0.05).寰枢椎部件最大拔出力与钉道长度呈显著正相关(r1=0.880,P<0.05).寰枢椎部件最大拔出力与屈服长度也呈显著正相关(r2=0.606,P<0.05).结论 人工寰齿关节置换后寰枢椎部件具有较好的抗拔出力性能.寰椎部件螺钉采用单皮质固定,枢椎部件螺钉采用双皮质固定,钉道长度是影响寰枢椎部件拔出力的蕈要因素.     

人工寰齿关节寰枢椎部件固定钉道的安全因素分析

目的探讨人工寰齿关节寰枢椎部件固定螺钉通道的安全性和可行性,为经口咽入路置换人工寰齿关节提供理论上的依据。方法在10具正常成年人尸体寰枢关节湿性标本上行人工寰齿关节置换术,测量寰椎部件上下位固定螺钉的长度和外倾角,测量枢椎部件固定螺钉的长度,测量枢椎部件固定螺钉的外倾角和下倾角等。结果寰椎部件上下位固定螺钉的长度（Ls、Li）分别为19.3mm±2.2mm和20.4mm±3.5mm;寰椎部件上下位螺钉外倾角（α,β）分别为5.2°±2.5°和14.4°±4.2°;枢椎部件固定螺钉的长度（S）是24.2mm±4.9mm;枢椎部件固定螺钉的外倾角度（θ）是24.8°±4.3°,枢椎部件固定螺钉的下倾角度（δ）是19.2°±4.5°。结论固定人工寰齿关节寰枢椎部件的螺钉通道不仅具有可行性,而且可以避开横突孔、椎动脉沟及椎管等重要解剖结构。     

人工寰齿"半关节"的研制及解剖学研究

目的 :研 制能 替 代横 韧带 功 能的 人工 寰 齿“半 关 节”,探讨 其 可行 性。方 法:测 量 65 例寰 枢椎 干 燥骨 标本的相 关 参 数 ,包 括 寰 椎前 弓 宽 度 、寰 椎 前弓 与 侧 块 相连 处 厚 度 和高 度 、侧块 高 、宽 及 长 度 ;齿 状 突 高度 、横 径 、前后径 及齿 状 突横 韧带 压 迹高 度等 。根 据 解剖 学测 量 设计 出能 维 持寰 齿关 节 稳定 的人 工 假体 (由 带有 半 圆形 关节面的 钩状 钢 板及 2 枚 螺 钉组 成),并 在 5 具仿 真 人颈 椎模 型 和 3 具成 人 尸体 标本 上 进行 模拟 人 工寰 齿 “半 关 节 ”置入 手术 ,以 替代 横 韧带 功能 。 结果 :寰 椎前 弓 与侧 块相 连 处厚 度为 3.6±1.2m m ,侧块 高 度 为 12.6±1.6m m ,侧块宽度 为 14.2±1.4m m ,齿状 突 前后 径为 10.8±1.0m m ,齿 状 突横 韧带 压 迹高 度为 7.2±1.2m m 。模拟 手术 在 安置 过程中钩 状钢 板 未进 入寰 椎 真性 椎管 ,螺 钉未 穿 破侧 块。人 工寰 齿“半关 节”增加 了 寰枢 椎稳 定 性且 保留 了 其旋 转功能。 结论 :人 工寰 齿 “半 关节 ”置 入术 是一 种 既能 重建 C1￣C2 稳定 性 ,又能 保 留 C1￣C2 旋     

Biomechanical evaluation of stability and three‐dimensional movements of the atlantoaxial joint after artificial atlanto‐odontoid joint arthroplasty

Objective: To investigate the stability and three‐dimensional movements of the atlantoaxial joint after artificial atlanto‐odontoid joint (AAOJ) arthroplasty. Method: Ten sets of AAOJ implanted in bony specimens from 10 adults were used to test the pull‐out strength of the atlas‐axis components with a MTS858 Mini Bionix machine. Another twelve human cadaveric specimens including C₀‐C₄ were used to evaluate the three‐dimensional movements of C₁‐C₂ under five different conditions in sequence, that is, the complete specimen, anterior decompression, posterior transarticular screws fixation, AAOJ arthroplasty and fatigue test. Result: There were significant differences between atlas and axis components in the maximum pull‐out strength and trajectory length, however the yield length was not significantly different. The maximum pull‐out strength of the atlas and axis was positively correlated with trajectory length (r₁= 0.880, P < 0.05) and yield length (r₂= 0.606, P < 0.05), respectively. After AAOJ arthroplasty, the range of movement (ROM) with respect to rotation and the neutral zone of the atlantoaxial joint were close to normal (P > 0.05), but the ROM in flexion‐extension and lateral bending was significantly smaller compared with the specimens which underwent anterior decompression (P < 0.05). No abrasion and abnormal mobilization were observed after 2000 cycles of flexion, extension, lateral bending and axial rotation in the fatigue test. Conclusions: The self‐designed AAOJ has excellent biomechanical performance, and AAOJ arthroplasty can restore excellent instant stability and preserve the movement of the atlantoaxial joint.     

严重畸形的膝骨关节病人工关节置换术

目前,人工全膝关节置换的手术技术已基本成熟,但也有一些例外的病人,那就是严重畸形的骨关节病病人.这些病人往往畸形严重,手术中取得软组织及韧带的平衡非常复杂,取得完全的平衡是很困难的,以下简要介绍我院在处理这些病例的经验及手术技巧.     

创伤性寰枢椎不稳的手术治疗策略

目的探讨创伤性寰枢椎不稳的手术治疗方式,指导选择安全稳定可靠的术式。方法29例创伤性寰枢椎不稳的病例,男22例,女7例;年龄16~52岁,平均32岁。齿状突骨折19例中,Ander-sonⅡ型16例,浅Ⅲ型3例;另外,寰椎横韧带损伤6例,陈旧性寰枢关节旋转性脱位1例,HangmanⅠ型骨折合并齿状突骨折1例,寰椎骨折合并寰椎横韧带损伤1例,齿状突骨折合并单侧枢椎上关节骨折1例。根据不同的损伤部位选择相应的手术方法,其中前路单枚齿状突螺钉固定10例,后路Magerl螺钉固定6例,Magerl联合Gallie5例,Magerl联合Brooks双钛缆固定2例,Magerl联合Apofix椎板夹固定2例,寰枢椎侧块钉板固定4例。19例后路手术中11例采用C1、C2椎板间颗粒状植骨,8例未行植骨融合。结果随访时间6个月~5年,平均18个月。术中未出现椎动脉或脊髓损伤等严重并发症,无内固定断裂。1例术后出现舌下神经麻痹,2周后缓解。10例前路齿状突螺钉固定中9例获得骨性愈合,1例齿状突螺钉固定发生松动,枢椎前方皮质破裂,取出齿状突螺钉,改行后路Magerl Gallie法固定,获得骨性融合。19例后路手术中8例未做融合的病例获骨折愈合,其中6例行内固定取出,基本恢复头颈旋转功能,其余11例均获得骨性融合。结论新鲜齿状突骨折不适于前路齿状突螺钉固定时,后路C1、C2椎弓根钉板暂时固定,可保留寰枢旋转功能。寰枢椎椎弓根钉板系统在生物力学稳定及适应证方面有一定的优势。     

前路经寰枢关节螺钉内固定植骨融合治疗寰枢关节不稳

目的探讨前路经寰枢关节螺钉内固定植骨融合治疗寰枢关节不稳的手术方法及临床疗效。方法对23例寰枢关节不稳患者行前路寰枢关节螺钉内固定植骨融合治疗。结果所有患者术后无脊髓、椎动脉和食道损伤等并发症发生。23例获4～45个月随访(平均18.4个月),随访期间所有患者寰枢关节稳定性良好,21例寰枢关节螺钉位置满意,17例获得植骨融合。结论前路经寰枢关节螺钉内固定植骨融合术是治疗寰枢关节不稳的有效方法,能使寰枢关节即刻稳定性获得良好恢复,同时达到植骨融合的目的。     

寰枢椎不稳的临床治疗

寰枢椎不稳系指由于先天性异常、外伤及炎症等引起的寰枢椎正常生理结构被破坏，而导致其椎间关节和连接的韧带功能异常，常合并脊髓神经损伤，是一种极具危险性的疾病。我院1990年3月-2002年9月收治寰枢椎不稳患者168例，取得良好疗效，总结如下。     

髋关节假体材料的分类及应用进展

关节假体材料的选择关系着人工关节置换的成败,目前临床中使用的髋关节假体材料主要有金属、陶瓷、高分子复合材料及碳质材料等,虽在生物相容性、弹性模量、力学性能、使用期限等方面都有不同程度的进步,但与理想人工关节设计标准仍有较大差距。本文主要从髋关节假体材料的分类出发,对比分析各类髋关节假体材料优缺点,旨在为临床合理选择髋关节假体和提高材料性能提供参考。并认为高分子复合材料虽在耐磨性方面尚有不足,在生物相容性、力学性能、耐腐蚀性、价格等综合方面比其他材料更具优越性。目前对该材料研究也主要在耐磨性、关节面磨屑问题、强度等方面,发展迅速,性能提升快,具有广阔的发展前景。     

Osteoarthritis of the atlanto-axial joint

Summary Thirty-one patients suffering from osteoarthritis of the atlanto-axial joint are described, suggesting that this disease is not particularly uncommon.The most characteristic radiological signs are narrowing of the joint space from loss of articular cartilage, marginal cortical thickening and osteophyte formation. Histological examination in the cadaver has shown thinning and fibrillation of articular cartilage and intra-cartilaginous ossification.The radiological appearances of the atlanto-axial joint are classified in three types, lateral atlanto-axial, atlanto-odontoid and mixed. Peak age distribution occurs between 50 and 69 years of age. Patients complain of occipital pain, a stiff shoulder and paraesthesia of the fingers. Treatment was conservative in all cases except one, a 63-year-old woman with severe occipital pain. A transoral atlanto-axial fusion was performed in this case with marked improvement. The transoral approach allows fixation and curettage of the degenerative lesions.

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Résumé L'ostéoarthrite de l'articulation atloïdo-axoïdienne n'a été que rarement décrite. L'auteur en a néanmoins réuni 31 observations ce qui prouve que cette affection n'est pas exceptionnelle. Les signes radiologiques les plus caractéristiques sont le pincement de l'interligne articulaire dû à l'amincissement du cartilage, l'épaississement cortical marginal et l'ostéophytose. L'examen microscopique des pièces cadavériques a montré un amincissement et un aspect fibrillaire du cartilage articulaire ainsi que l'existence d'ossifications intracartilagineuses.L'atteinte radiologique de l'articulation atloïdo-axoïdienne a été classée en trois types: atloïdo-axoïdien latéral, atloïdo-odontoïdien et mixte, associant les deux lésions.Le maximum de fréquence se situe entre 50 et 69 ans. Les malades qui se plaignaient d'occipitalgies, de raideur des épaules et de paresthésie des doigts ont été traités par les méthodes habituelles, mais dans le cas d'une femme de 63 ans qui souffrait d'occipitalgie sévère, on a réalisé la fusion trans-orale de l'articulation atloïdo-axoïdienne et obtenu une notable amélioration.La voie d'accès trans-orale de l'articulation atloïdo-axoïdienne peut donc être utilisée dans de tels cas pour le curetage des lésions scléreuses et kystiques et la fixation.

     

人工寰齿关节置换与Magerl经关节螺钉固定的生物力学比较

[目的]测试人工寰椎齿状突关节置换后寰枢椎的稳定性和功能,并与Magerl经关节螺钉固定进行比较.[方法]将12例新鲜的成人头颈部标本随机分为两组,第1组在齿状突切除术后使用人工寰齿关节置换;第2组在齿状突切除术后使用Magerl经关节螺钉固定.对两组的每一标本分别测定完整状态、人工关节置换术后或经关节螺钉固定后的运动范围和中性区.[结果]人工关节置换术后与完整状态相比前屈、后伸、左右侧屈的运动范围和中性区明显减小(P＜0.05),左右旋转的运动范围无显著差异(P＞0.05),中性区增大(P＜0.05).Maged经关节螺钉固定后与完整状态相比前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转的运动范围和中性区均明显减小(P＜0.05).人工关节置换术后及Magerl经关节螺钉固定后两组在前屈、后伸及左右侧屈的ROM稳定指数和NZ稳定指数相比均无显著差异(P＞0.05).[结论]实验证实在齿状突切除后,进行自行设计的人工寰椎齿状突关节置换可取得与Magerl经关节螺钉固定相似的前屈、后伸及左右侧屈稳定性,重要的是与完整状态相比左右旋转的运动范围无显著差异,最大限度的保留了寰枢复合体重要的旋转功能,对以往齿状突切除、脊髓减压后需要使用寰枢椎融合的患者,提供了另一种术式的选择.     

Apofix椎板夹内固定在寰枢椎不稳治疗中的应用

目的探讨Apofix椎板夹内固定在寰枢椎不稳治疗中的应用价值。方法2000年4月至2004年7月,在颈后路切开复位手术中采用Apofix椎板夹内固定植骨融合治疗寰枢椎不稳30例。男24例,女6例;年龄19～67岁,平均41岁。寰枢椎脱位5例,齿突骨折25例。齿突骨折中有新鲜骨折21例,陈旧骨折、骨不连4例;AndersonⅡ型骨折23例,Ⅲ型骨折2例。颅骨牵引复位后,于术中显露寰枕间隙、寰椎后弓及枢椎椎板,置入Apofix椎板夹的上、下椎板钩。将取自髂骨的植骨块植入C1,2椎板间隙,夹紧连接杆完成固定。结果全部病例随访8～46个月,平均27个月。颈椎完全复位28例,不完全复位2例。术中平均出血65ml,手术时间70￣150min。术后颈围保护下坐起时间平均为术后第3天(第2～6天),无脊髓损伤或损伤较轻者离床活动时间平均为术后第7天(第2～10天)。术后3个月植骨融合。术前合并神经系统症状者16例,术后5例上颈椎神经根压迫症状消失或基本消失;11例脊髓损伤者术后脊髓功能均有不同程度改善,Frankel分级提高2级1例、1级8例、2例无变化。未发生椎动脉、神经根、脊髓损伤或脊髓损伤加重等严重并发症。结论Apofix椎板夹内固定具有操作简便、安全可靠等特点,为颈后路内固定提供了一种安全、有效的方法。     

全髋置换术用于人工股骨头置换术后翻修

目的 探讨人工股骨头长欺使用后髋关节疼痛原因及其行人全关节置换术翻修必要性。方法 对10例（10髋）人工股骨头置换术髌关节疼痛人行人工全髋关节置换术翻修并进行随访。结果 10例病人平均随访进行18个月,效果满意率90％。结论 假体松动,髋臼退行性疾病,髋臼底变薄,人工股骨头中心性脱位是造成髋关节疼痛的主要原因。全髋关节置换术翻修能明显改善这些病人的髋关节疼痛。