腰椎峡部裂翼状记忆合金节段内固定器的有限元分析

[目的]探讨腰椎峡部裂翼状记忆合金节段内固定器（WMAIF）内部生物力学特征，指导临床合理使用WMAIF。[方法]采用大型有限元分析软件ANSYS8．0建立WMAIF三维模型，对模型进行网格划分，然后进行相应的力学加载运算。[结果]建立了WMAIF的有限元模型，可以预测WMAIF在变形过程中其本身结构中各节点、单元的受力、位移情况。[结论]WMAIF抗拉能力强，固定牢固，是治疗腰椎峡部裂较好的新型节段内固定器械。     

新型记忆合金节段内固定器治疗腰椎峡部裂的实验研究

目的 :设计一种治疗腰椎峡部裂的新型记忆合金节段内固定器 ,测试其材料力学特性 ,并评价其生物力学稳定性。方法 :测量 2 0具干燥完整成人腰椎标本获得数据 ,按数据采用镍钛记忆合金设计固定器并行材料力学测试。取 6具新鲜成人腰椎标本 ,先后形成正常脊柱组、峡部裂组、横突棘突钢丝捆绑组、钩螺钉固定组、Buck螺钉固定组、新研制记忆合金固定器固定组 6组实验模型。利用脊柱三维运动实验机 ,分别测试 6组的前屈 /后伸、左 /右侧弯及左 /右轴向旋转 6种运动的活动范围。结果 :材料力学测试表明其形态记忆功能良好 ,体温状态下会产生稳定可靠的回复力。 6组在前屈、后伸及左右旋转状态 ,峡部裂组稳定性最差 ,同其他 5组差别明显。而使用新研制记忆合金内固定器组可明显恢复腰椎稳定性 ,同正常脊柱组及其他 3种内固定组均无显著差别。另两种状态左右侧弯 6组均无显著性差别。结论 :新设计的内固定器符合腰椎的生物力学要求 ,较先前的半环状内固定器优势明显 ,具有很好应用前景     

翼状记忆合金节段内固定器对犬腰椎峡部裂愈合的影响

[目的]探讨翼状记忆合金节段内固定器（WMAIF）对腰椎峡部裂愈合的影响。[方法]选取健康成年杂种犬18只，雌雄不限，均采取手术方法造成k双侧峡部崩裂的动物模型，随机分为3组，每组6只。Ⅰ组给予WMAIF内固定术，Ⅱ组给予横突棘突钢丝内固定术，Ⅲ组未采取内固定治疗措施。术后2、4、6、8、10周行CT扫描检查。[结果] CT扫描检查显示：Ⅰ组在术后6周峡部骨性融合，Ⅱ组在术后10周峡部骨性融合，Ⅲ组峡部未见骨性融合。[结论]WMAIF可对腰椎峡部裂起到有效的内固定和持续加压作用，使峡部愈合时间缩短，是一种新型实用的节段内固定器。     

腰椎峡部裂记忆合金节段内固定器的临床应用

目的：评价自行研制的腰椎峡部裂记忆合金节段内固定器(MAIF)的临床疗效。方法：采用峡部原位植骨记忆合金节段内固定术治疗23例腰椎峡部裂患者，术后软腰围固定3个月，23例患者均获随访，随访时间6个月～4年，疗效评定采用Henderson标准。结果：23例患者中，疗效为优的患者19例，3例疗效为良，1例疗效为一般，临床疗效优良率为95．65％；X线片示峡部愈合率为97．65％；随访中未发现并发症的发生。结论：MAIF是一种简便易行、固定可靠、疗效优良的治疗腰椎峡部裂的新方法。     

记忆合金固定器节段内固定治疗腰椎峡部裂的实验研究

目的：对自行研制的腰椎峡部裂单节段固定器械———节段记忆合金固定器（ＩＭＡＦ） 进行生物力学评价。方法：根据３０ 具成人干燥脊柱标本椎体测量结果,以镍钛合金为材料,设计ＩＭＡＦ;然后采用８ 具成人新鲜腰椎标本为实验材料,通过脊柱三维运动实验机,比较Ｂｕｃｋ 氏螺钉固定法、横突棘突钢丝捆绑法、钩螺钉固定法及ＩＭＡＦ 对峡部裂腰椎的固定作用。结果：４ 种方法均能显著地恢复脊柱的稳定性,且四者之间无显著性差别。结论：ＩＭＡＦ 是一种简便易行、固定可靠的新型节段内固定方法。     

节段性内固定方法治疗腰椎峡部裂的临床评价

目的：探讨腰椎峡部裂节段内固定方法的最佳选择。方法：应用记忆合金固定器法10例，均为单纯腰椎峡部裂患者；Scott钢丝捆绑技术18例，12例为合并椎间盘突出的患者；改良Buck螺钉法8例，均为合并椎管狭窄患者。共36例，全部病例经临床随访并评定效果。结果：36例经6个月-4年(平均18个月)随访，按李稔生的标准，优良率：记忆合金固定器组为100％，Scott钢丝捆绑组93．7％，改良Buck螺钉组87．5％。总优良率88．9％。结论：三种内固定方法可分别适合存在不同合并症的腰椎峡部裂患者。合理选择内固定方法可提高疗效，节约手术时间并减少创伤出血。     

节段内V形棒内固定技术联合峡部植骨融合治疗青少年腰椎峡部裂的疗效观察

目的 探讨节段内V形棒内固定技术联合峡部植骨融合治疗青少年腰椎峡部裂的手术方法和疗效。方法 回顾性分析自2016-10—2020-02采用节段内V形棒内固定技术联合峡部植骨融合治疗的31例青少年腰椎峡部裂,其中单节段峡部裂24例,双节段峡部裂6例,三节段峡部裂1例。共39个峡部裂腰椎,其中A型28个,B型6个,C型5个。A型和B型峡部裂椎体采用节段内V形棒内固定技术联合峡部植骨融合,C型峡部裂椎体采用常规椎体间植骨融合内固定。结果 31例均获得随访,随访时间1.0～3.5年,平均1.4年。术后3个月、6个月、12个月疼痛VAS评分和ODI指数均较术前明显改善,差异有统计学意义（P<0.05）。术后1年随访时,除了5个C型峡部裂椎体行椎间融合术外,其余34个腰椎双侧峡部裂（共计68个峡部裂断面）中25个椎体双侧融合,7个椎体单侧融合,2个椎体未融合,峡部裂融合率为83.8%(57/68)。结论 节段内V形棒内固定技术联合峡部植骨融合治疗青少年腰椎峡部裂可避免腰椎节段间融合或固定,可保留腰椎节段活动度,具有创伤小、神经损伤风险小、术后腰椎稳定性好、植骨融合率高等优点。     

非椎间融合治疗峡部裂型腰椎滑脱症的一种新型器械

目的研制一种既能使滑脱椎体复位，又能保留椎体间的活动度的治疗峡部裂型腰椎滑脱症的新型内固定器械。方法根据腰椎生物力学特点：生理载荷下椎弓峡部为重力的前移剪切力与抵抗力集中的部位，设计一种加强椎弓峡部强度的椎弓成形复位固定器（pedicular formingreduction fixationsy stemPFRF），通过生物力学测试后应用于临床，治疗17例峡部裂型腰椎滑脱症患者（Ⅰ-Ⅱ°），并长期跟踪随访。结果17例患者中，术后临床评价优14例，良2例，可1例，术前JOA评分平均19．2分，术后JOA评分平均25．3分，症状缓解率98％，随访病例未见断钉和再次滑脱现象。结论应用PFRF内固定系统非融合性治疗峡部裂型腰椎滑脱症（Ⅰ-Ⅱ°）疗效显著，可以保留腰椎的活动度，椎弓峡部可以骨性愈合。     

腰椎“U”形弹性内固定器的研制及力学评价

目的介绍腰椎“U”形弹性内固定器的研制．并利用有限元方法对其生物力学特性进行评价。方法采用镍钛合金设计一种腰椎弹性内固定器。选择1名成年男性志愿者,以L4、5节段为研究对象,采用螺旋CT对其进行层厚1．0mm的连续水平扫描,借助Mimics 11．11软件,建立L4.5节段三维非线性有限元模型。同时根据椎弓根螺钉、连接棒的几何尺寸及力学参数分别添加螺钉和连接棒模型,建立腰椎“U”形弹性内固定的三维有限元模型,分别施加垂直压缩、前屈、后伸、侧屈及旋转等各种生理载荷,对不同载荷下模型各部分的应力进行观察和分析。结果弹性内固定系统各部分于垂直压缩时所受应力远小于其他状态（P〈0.001）;不同载荷下应力主要分布在“U”形弹性棒上。螺钉各部受力较为均匀。结论腰椎“U”形弹性内固定器设计独特,能减少术后应力遮挡及椎弓根螺钉应力集中．有望成为较好地进行腰椎弹性内固定的一种装置。     

腰椎"U"形弹性内固定器的研制及力学评价

目的 介绍腰椎"U"形弹性内固定器的研制.并利用有限元方法 对其生物力学特性进行评价.方法 采用镍钛合金设计一种腰椎弹性内固定器.选择1名成年男性志愿者,以L4、5节段为研究对象,采用螺旋CT对其进行层厚1.0 mm的连续水平扫描,借助Mimics 11.11软件,建立L4、5节段三维非线性有限元模型.同时根据椎弓根螺钉、连接棒的几何尺寸及力学参数分别添加螺钉和连接棒模型,建立腰椎"U"形弹性内固定的三维有限元模型,分别施加垂直压缩、前屈、后伸、侧屈及旋转等各种生理载荷,对不同载荷下模型各部分的应力进行观察和分析.结果 弹性内固定系统各部分于垂直压缩时所受应力远小于其他状态(P<0.001);不同载荷下应力主要分布在"U"形弹性棒上,螺钉各部受力较为均匀.结论 腰椎"U"形弹性内固定器设计独特,能减少术后应力遮挡及椎弓根螺钉应力集中.有望成为较好地进行腰椎弹性内固定的一种装置.     

腰椎椎弓峡部裂的应力分析

[目的]探讨腰椎椎弓峡部裂发病的力学因素，为治疗与预防腰椎峡部裂提供参考。[方法]采用三维有限元方法建立完整的脊柱腰段（L1-5）有限元模型，分析7种不同姿势下腰段脊柱椎弓峡部的应力分布情况。[结果]各椎弓峡部应力值由L1-5逐渐增大，椎弓峡部在前屈、后伸位均出现明显的应力集中，其中后伸位时应力值最大。[结论]椎弓峡部裂的发生是峡部长期高应力刺激的结果，而且与腰椎后伸关系最为密切。     

三种节段内固定的生物力学比较

目的：研究三种节段内固定方法对峡部裂腰椎三维稳定性的影响。方法 实验材料为８具成人新鲜腰椎标本,切断Ｌ２双侧峡部,然后分别用钢丝捆绑法、钩螺钉固定法及Ｂｕｃｋ氏螺钉法固定,通过脊柱三维运动试验机,分别检测其三维稳定性。结果 三种节段内固定方法均能显著地恢复脊柱的稳定性,且三者之间无显著差别。结论 三者均符合腰椎内固定生物力学要求,可根据临床病情特点而选用。     

腰椎滑脱后路融合术式有限元模型的建立

目的建立腰椎滑脱L4，5后路不同融合术式的三维有限元模型，用于进一步的生物力学研究。方法根据1名成年女性腰椎滑脱志愿者的腰椎CT序列扫描图像和椎弓根螺钉、融合器的几何尺寸，借助Ansys9．0软件，用直接法建立L4椎体滑脱有限元模型，间接法建立椎弓根螺钉系统及融合器模型，然后根据临床术式组合成不同后路融合模型。结果通过直接法和间接法搭配使用，成功建立了腰椎滑脱不同后路融合术式的三维有限元模型，包括椎弓根螺钉内固定＋后外侧植骨融合、椎弓根螺钉内固定＋双枚融合器植入及椎弓根螺钉内固定＋单枚融合器植入模型等，这些模型高度模拟腰椎滑脱后路融合术式的结构与材料特性，结构完整，单元划分精细。结论所建立的腰椎滑脱后路不同融合术式的有限元模型准确可靠，可用来进行生物力学实验研究。     

记忆金属网球后凸成形装置的研制与应力负荷测试

目的：研制一种新型金属网球后凸成形装置,探讨应用其治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的可行性.方法：利用镍钛记忆合金的超弹性,采用镍钛合金丝编织具有超弹性能的金属网球,应用可使金属网球拉伸和挤压的装置进行后凸成形术,并测试金属网球的最大应力负荷.结果：记忆金属网球拉伸后直径4.5mm,可以通过椎弓根进入椎体内部,通过后凸成形装置挤压使其恢复为球形,直径达到15mm,同时产生强大的撑开力,通过生物力学测试其最大应力负荷达到162.39N.结论：记忆金属网球后凸成形装置可以作为治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的一种方法,但其临床应用尚需要进一步研究.     

采用临时短节段椎弓根螺钉固定联合髂骨植骨治疗青少年腰椎椎弓崩裂症的临床观察

目的观察并评价临时短节段椎弓根螺钉固定联合髂骨植骨治疗青少年腰椎椎弓崩裂症的临床疗效。方法回顾性分析2016年8月至2018年12月因腰椎峡部崩裂症42例患者,对30例平均年龄为24.4岁符合标准的患者采取本手术方法。采用全椎弓根螺钉固定联合横连装置进行崩裂的峡部椎体和下位椎体进行坚强固定。对崩裂的峡部进行瘢痕清理和硬化骨处理;最后取自体髂骨进行峡部修补。术后定期随访,待峡部植骨融合后再次给予内固定取出,恢复固定节段活动度。行X线及CT检查,确定其峡部骨性愈合。待峡部融合后再次取出内固定装置,恢复固定节段活动,进行腰椎动力位片检查评估,测量固定节段的活动度,与术前同节段活动度进行对比。同时分别在手术前、手术固定1年时及内固定取出后1年行腰椎MRI检查,并采用modic分级及pfirrmann分级标准来观察固定节段椎间盘及椎体终板的变化,观察固定节段相应椎体的终板及椎间盘的变化。结果完整随访30例,平均随访时间24(18~36)个月;平均手术时间为107 min;平均出血量为126 ml;平均融合时间为13个月;融合率为100%。所有患者原有下腰痛症状消失,所有患者X线及CT片均提示峡部融合。内固定装置取出后,对患者进行腰椎过伸过屈位X线片检查,动力位片显示固定阶段活动度保存良好,活动度保留率为88.5%。腰椎MRI显示,16例患者固定阶段终板modic改变呈正变化,14例患者无变化,固定阶段椎间盘组织无明显退变变化。结论临时短节段椎弓根螺钉联合横连装置固定是一种治疗腰椎峡部裂简便、有效的方法,固定坚强、融合率高;且临时短节段坚强固定并不会加速固定节段椎间盘退变及临近节段的退变。     

Finite Element Analysis of a New Type of Spinal Protection Device for the Prevention and Treatment of Osteoporotic Vertebral Compression Fractures

ObjectiveTo study the effectiveness of a new spinal protection device for preventing and treating osteoporotic vertebral compression fractures (OVCFs) by finite element analysis (FEA).MethodsOne healthy volunteer and one patient with 1‐segment lumbar vertebral compression fractures were included in this experimental study. The DICOM files of two different lumbar spiral computed tomography (CT) scans were converted into STL files, and 3D finite element models of the lumbar spine were generated for normal and L1 vertebral fracture spines. A new type of spinal protection device was applied to reduce the stress on the anterior vertebral edge and direct the center of gravity posteriorly. The stress distribution characteristics of different finite element models of the lumbar spine were analyzed, revealing the characteristics of the stress distributed along the spine under the action of the new spinal protection device.ResultsUnder normal conditions, the stress was mainly distributed in the middle and posterior columns of the spine. When the anterior border of the L1 vertebral body was fractured and collapsed, the stress distribution shifted toward the anterior column due to the center of gravity being directed forward. According to finite element analysis of the spine with the new protection device, the stress in the middle and posterior columns tended to increase, and that in the anterior column decreased. After the new type of spinal fixation device was applied, the stress at the L1 and L2 vertebral endplates decreased to a certain extent, especially that at the L1 vertebral body. The maximum stress on the L1 vertebral body decreased by 20% after the auxiliary device was applied.ConclusionsAccording to the FEA results, the new spinal protection device can effectively prevent and treat osteoporotic vertebral compression fractures (OVCFs), and can alter the stress distribution in the spine and reduce the stress in the anterior column of the vertebral body, especially in vertebral compression fractures.