经椎间孔腰椎椎间融合结合不同椎弓根螺钉固定在单节段腰椎及邻近节段的生物力学特征

文题释义： 生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支,分为体外和体内生物力学。体外生物力学实验通常将测试的内固定器械与动物标本共同组成的标本单位,采用此形式对离体标本进行脊柱屈伸、侧弯和旋转等生理载荷模式下的力学测试,可更加精确、方便和准确地获得内固定器械稳定性的指标参数。 经椎间孔椎间融合内固定术：通过切除部分关节突关节扩大椎间孔,行椎体间减压植骨,再给予椎弓根钉棒系统来增加椎体间稳定性,促进骨性融合。该入路不需要过度牵拉硬膜和走形神经根,减少硬膜和神经根的副损伤,同时保留了脊柱后方韧带复合体增加稳定性。 背景：对于腰椎退行性病变,早期给予有效固定达到椎间融合可重建脊柱稳定性,所以减压-固定-融合是脊柱外科手术的关键。 目的：比较经椎间孔腰椎椎间融合术下双侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定联合经对侧椎板小关节固定融合节段与邻近节段的生物力学稳定性。 方法：选用18具新鲜小牛L_3-5标本,在经椎间孔腰椎椎间融合术下进行不同的固定形式,分成A组(完整标本)、B组(双侧椎弓根螺钉固定)、C组(单侧椎弓根螺钉固定)、D组(单侧椎弓根螺钉固定联合经对侧椎板小关节固定),分别测试邻近节段L_3-4、融合节段L_4-5在后伸、前屈、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6个方向上的活动范围值及融合节段L_4-5的刚度值。 结果与结论：①对于融合节段L4-5的活动范围,B组6个方向的稳定性最高;D组次之,并在旋转方面与B组有相似结果(P > 0.05);C组右侧弯和左旋转的稳定性不足,关节活动度与A组比较差异无显著性意义(P > 0.05);A组6个运动方向的活动度最大,稳定性最差;②对于融合节段L4-5的刚度值,B组6个方向的刚度值最大,与其他组比较差异均有显著性意义(P < 0.05);C组和D组左、右旋转下的刚度值比较差异有显著性意义(P < 0.05),A组6个运动方向的刚度值最低;③对于临近节段L3-4的活动范围,B组6个方向的活动范围最大,邻近节段承受负荷最大,同其他3组比较差异有显著性意义(P < 0.05);D组除左、右旋转外其余方向的活动范围同C组、A组比较差异无显著性意义(P > 0.05);C组和A组6个方向活动范围比较差异均无显著性意义(P > 0.05);④结果表明,单侧椎弓根螺钉固定早期在右侧弯和左旋转方向的活动度大,接近于完整标本组,存在稳定性不足的缺点,临床中需要慎用并严格把握适应证。单侧椎弓根螺钉联合对侧经椎板关节突螺钉固定技术改进了单侧椎弓根螺钉不对称固定的弊端,增加了旋转和侧弯的稳定性,又可以避免双侧椎弓根螺钉固定对邻近节段的影响,可以成为临床的一种有效手术治疗方式。 ORCID: 0000-0002-2810-2047(侯继春) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

腰椎单节段棘突问CoflexTM固定对脊柱三维运动的影响

目的:探讨棘突间稳定装置CoflexTM单节段固定后对固定及邻近节段活动度的影响.方法:选取6具新鲜成人尸体脊柱标本(L1～S1段),进行前屈/后伸、左右侧弯/旋转6个运动方向的稳定性测试.计算L2/3,L3/4和L4/5的=三维运动范围(ROM)和中性区(NZ),分别比较完整标本(a);CoflexTM固定L3/4(b);L3/4双侧部分失稳(c);c+b(d)4种状态下3个节段的活动度.结果:ROM值:L3/4前屈时状态b＜a,d＜c(P＜0.01),后伸时状态b、d＜a、c(P＜0.01),旋转时状态b＜a、d＜c(P＜0.05);L2/3和L4/5后伸时状态b、d＞a、C(P＜0.05),前屈及旋转时无差别(P＞0.05);侧弯时3个节段4种状态下均无差别(P＞0.05).结论:CoflexTM可以限制同定节段的前屈、后伸和旋转运动,使上下各一个邻近节段后伸活动度增加,前屈和旋转活动度无变化;对侧弯活动度均无影响.     

单侧椎弓根螺钉置入并椎间融合对邻近椎间盘节段退变的影响

背景：坚强内固定和良好融合存在严重缺陷和不足。目前还未见临床应用单侧椎弓根螺钉固定结合椎间cage植骨融合治疗腰椎退变性疾病对邻近节段退变影响的相关报道。 目的：回顾分析单侧椎弓根螺钉固定结合椎间cage植骨融合治疗部分腰椎退变性疾病后对固定融合邻近上下节段退变的影响。 方法：2006-03/2009-12对收治的部分腰椎管狭窄症、腰椎失稳及腰椎间盘脱出症患者22例,进行了单侧椎弓根螺钉固定加椎间cage植骨融合,术中不显露对侧。在固定融合后3,6,12,20个月及取出内固定钉棒后3,6个月,随访X射线片及MRI。针对X射线片运用角平分线法测量固定融合邻近上位椎间隙高度变化,MRI测量椎间盘髓核退变情况。 结果与结论：所有病例获得随访,患者椎管狭窄症状及神经根性症状消失,并且在随访期间内没有新的临床症状出现。固定融合前、固定融合后3,6,12,20个月邻近节段上位椎间隙高度分别为(7.420±0.035 4),(7.426 6±0.036 9),(7.453 3±0.036 9),(7.516 6±0.036 9),(7.430 8±0.036 9) mm,结果表明,腰椎单侧固定融合后邻近节段椎间隙高度无明显变化(P > 0.05)。MRI测量结果显示,固定融合邻近上位椎间盘髓核信号在T2加权像无明显退变。提示单侧椎弓根螺钉固定结合椎间融合治疗部分腰椎退变性疾病能有效预防固定融合邻近上下节段退变。     

双侧钉棒及同侧单钉棒置入内固定的生物力学比较

背景：腰椎失稳、腰椎滑脱等腰椎退行性疾病常常需要实施腰椎融合,其目标是稳定脊柱,但究竟采取何种内固定方式仍存在争论。 目的：比较单侧与双侧经椎间孔减压椎体间融合治疗腰椎退行性病变的生物力学差异。 方法：人新鲜尸体腰椎标本6具,L4~5模拟微创经椎间孔减压椎体间融合,根据不同的内固定组合方式分为2组,即双侧钉棒组及同侧单钉棒组。在生物力学试验机上测量各种固定方式不同工况下的运动范围(ROM值),并进行比较。 结果与结论：以完整的腰椎运动单元为参照,两固定组的ROM值均低于对照组(P < 0.05)。其中双侧钉棒组在各工况下ROM值均显著低于同侧单钉棒组(P < 0.05)。提示在生物力学实验中,单侧椎弓根螺钉固定椎间融合生物力学性能优良,刚度适中,腰椎可获得可靠的稳定性。但与双侧钉棒固定比较,单钉棒方式仍然存在差距。     

单节段腰椎活动度对邻近节段运动的影响

背景：有研究报道腰椎融合后其邻近节段运动范围和压力会明显增大;但也有报道腰椎融合与动态固定非融合或正常腰椎相比,其邻近节段运动范围和压力未见明显增加,甚至出现减少。然而,腰椎的活动度多少到底对邻近节段会有什么影响呢？ 目的：观察单节段腰椎不同范围活动度对邻近关节运动范围的影响。 方法：取6具新鲜成人L2~S2腰椎标本,依次对成人L4~L5椎体进行不同方式处理形成5种不同活动度状态：完整标本状态;部分失稳状态;动态固定状态;完全失稳状态;刚性固定状态。在脊柱三维运动试验机上,采用“载荷控制”法进行屈伸、侧弯和旋转等运动方向测试,分别将其他4个状态与完整标本状态进行比较。 结果与结论：处理节段L4~L5椎体在各处理状态的下运动范围明显不同,形成了完全不同范围的活动度。与完整标本状态相比较,其他4个状态旋转时,上方邻近节段L3~L4的运动范围在刚性固定状态下明显减少;下方邻近节段L5~S1各方向和上方邻近节段L3~L4其余方向的运动范围无显著性差异。单节段腰椎刚性固定状态下,整个脊柱标本的运动范围明显减少。说明在“载荷控制”方法的实验下,单节段腰椎活动度多少对邻近节段的屈伸、侧弯等运动范围影响不明显,对上方邻近节段的旋转运动范围影响较大;腰椎刚性固定融合后,不一定要恢复到正常腰椎的活动范围,也许对预防邻近节段病有利。     

单椎节与单节段内固定治疗腰椎椎弓峡部裂的有限元分析

目的通过单椎节和单节段内固定治疗腰椎椎弓峡部裂三维有限元模型的生物力学实验,比较峡部裂状态和两种内固定情况下邻近终板的应力变化。方法利用已经建立的L4双侧椎弓峡部裂三维有限元模型,重建下腰椎内固定物如椎弓根螺钉和连接杆,将两者组合构建单椎节和单节段内固定治疗腰椎椎弓峡部裂的有限元模型,在同样约束条件及载荷下进行有限元分析,比较腰椎峡部裂状态、单椎节、单节段内固定3种力学状态下邻近终板的应力变化情况。结果轴向加压时,两种内固定方式与峡部裂状态相比较在L4下终板应力均值差异有统计学意义(P<0.05),前屈、后伸、侧屈时单椎节固定方式终板应力均值与峡部裂状态相仿,而单节段固定方式与峡部裂状态相比较在L4下终板应力均值增高有统计学意义(P<0.05),在S1上终板应力均值差异也有统计学意义(P<0.05),旋转时单椎节固定方式与其他两种状态相比在S1上终板应力均值下降有统计学意义(P<0.05)。结论单椎节经椎弓根钉棒固定系统治疗腰椎弓峡部裂在轴向加压、前屈、后伸、侧屈、旋转时不仅能提供良好的固定,而且最大程度地保留了上下椎间盘的活动,尤其在旋转运动时对下一节椎间盘有良好的稳定作用。     

AO-C1型胸腰椎骨折脱位:可选择4钉2棒置入单节段复位固定

背景:AO-C型胸腰椎急性损伤是一种高能量、不稳定性损伤,导致胸腰椎骨折脱位,多伴有脊髓神经损伤,一般均需后路切开复位、减压、植骨融合、椎弓根钉棒系统多节段内固定,致使脊椎运动节段过多丧失、内植物大量应用。目的:探讨后路单节段椎弓根钉棒系统置入对AO-C1型胸腰椎骨折脱位的矫治效果。方法:从2008年1月至2013年12月,对17例AO-C1型胸腰椎骨折脱位患者进行随访。所有患者均一期经后路切开复位、椎弓根钉棒系统内固定,其中8例经脱位椎间隙相邻上下各一椎体4钉2棒单节段固定(4钉2棒组),9例经脱位椎间隙相邻上下椎体行8钉2棒多节段固定(8钉2棒组)。比较两组手术时间、术中出血量;治疗前、治疗后1周及最后随访时,在患者X射线侧位片上测量伤椎后凸Cobb角,采用Frankel分级法进行神经功能评价,采用目测类比评分评估腰背痛程度。结果与结论:随访1-5年。两组手术时间比较差异有显著性意义,4钉2棒组优于8钉2棒组(P0.05);两组术中出血量比较差异无显著性意义。两组胸腰椎骨折脱位内固定后均明显矫正,腰背痛明显缓解。治疗前脊髓功能为Frankel A级的10例患者末次随访时2例恢复至E级,余8例双下肢瘫痪均未恢复;Frankel B级的2例均恢复至E级。伤椎后凸Cobb角、目测类比评分等指标,治疗后1周、末次随访时与治疗前比较,差异均有显著性意义(P0.05);而末次随访与治疗后1周比较,差异均无显著性意义;4钉2棒组、8钉2棒组间比较差异均无显著性意义。提示经脱位椎间隙4钉2棒单节段与8钉2棒多节段矫治C1型胸腰椎骨折脱位的疗效无差别。因此AO-C1型胸腰椎骨折脱位可选择4钉2棒置入单节段复位固定。     

椎间融合与双侧经椎弓根经椎间盘螺钉置入后腰椎生物力学的有限元分析

背景：腰椎经椎弓根经椎间盘螺钉是一种新的微创脊柱内固定技术，与传统双侧椎弓根螺钉固定相比，单侧只需1枚螺钉固定1个节段，具有经济微创、操作便捷等优点。但目前探讨应用双侧经椎弓根经椎间盘螺钉联合改良经椎间孔入路腰椎椎间融合(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)术式的研究仍很少见。目的：通过建立改良TLIF无内固定(cage alone)、改良TLIF联合双侧椎弓根螺钉内固定(cage+BPS)和改良TLIF联合双侧经椎弓根经椎间盘螺钉内固定(cage+BTPTDS) 3种有限元模型，评估改良TILF联合不同内固定对椎间融合器(cage)、内固定、椎间盘、下终板的应力分布及腰椎活动度的影响。方法：采集成人腰椎薄层CT扫描图像，通过Mimics、Geomagic和SolidWorks软件建立3种有限元模型：cage alone模型、cage+BPS模型和cage+BTPTDS模型。采用ANSYS Workbench模拟施加人体前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左侧旋转、右侧旋转6种不同运动载荷，计算3种模型cage及内固定、下终板、椎间盘应力分布...     

后路切开椎弓根钉棒系统内固定与经皮椎弓根钉棒系统复位内固定治疗单节段胸腰椎压缩性骨折的临床效果比较

目的本文旨在比较后路切开椎弓根钉棒系统内固定与经皮椎弓根钉棒系统复位内固定治疗单节段胸腰椎压缩性骨折的临床效果。方法选取本院2017年6月～2019年7月收治的80例单节胸腰椎压缩性骨折患者作为研究对象,根据手术方式不同分对照组(后路切开椎弓根钉棒系统内固定组)和观察组(经皮椎弓根钉棒系统复位内固治疗组),每组各40例。比较两组患者手术时间、术中出血情况、平均住院时间、疼痛情况和术后Cobb角。结果观察组患者手术时间、术中出血量、平均住院时间均明显低于对照组,差异具有统计学意义(P0.05);治疗后两组患者VAS评分较治疗前均有所下降,且观察组VAS评分降低程度比对照组更明显,差异有统计学意义(P0.05);治疗10周后Cobb角丢失情况比较,差异无统计学意义(P0.05)。结论经皮椎弓根钉棒系统复位内固定手术治疗单节段胸腰椎压缩性骨折临床效果好,患者损伤较小,值得临床推广应用。     

后路经伤椎单侧椎弓根通道植骨并置钉短节段内固定修复胸腰段椎体爆裂性骨折

背景:短节段椎弓根钉技术治疗和修复胸腰椎爆裂性骨折在临床应用广泛,但经伤椎单侧椎弓根通道内植骨是否具有优越性仍需要进一步研究。目的:观察后路伤椎单侧椎弓根通道植骨并置钉短节段内固定修复胸腰椎爆裂性骨折的围手术期效果。方法:回顾性分析银川市第一人民医院骨科2009年1月至2013年12月采用短节段椎弓根钉内固定方法治疗的57例非合并神经症状单节段胸腰段椎体爆裂性骨折患者的临床资料,按照治疗方式分为跨伤椎短节段椎弓根钉内固定组(n=21)、伤椎单侧置钉短节段椎弓根钉内固定组(n=19)、伤椎单侧椎弓根通道并植骨置钉短节段椎弓根钉内固定组(n=17)。观察手术时间、术中出血量、治疗后引流血量(拔管为标准)、伤椎前缘高度比、伤椎矢状面Cobb角、伤椎椎管侵占率、目测类比评分等指标变化。结果与结论:1单侧椎弓根通道植骨并置钉技术可延长手术时间和增加治疗后引流血量(P0.05)。23种治疗方式均可恢复椎体高度。3治疗后3组间Cobb角比较差异无显著性意义(P0.05),提示椎弓根通道植骨在围手术期并非改善后凸畸形的因素。4椎弓根通道植骨为改善椎管侵占率的因素。5椎弓根通道植骨并置钉可改善治疗后疼痛情况。提示后路经伤椎单侧椎弓根通道植骨并置钉短节段椎弓根钉内固定是修复胸腰段椎体爆裂性骨折安全可靠的方法之一。     

斜外侧椎间融合结合不同内固定方式治疗退变性腰椎侧凸的有限元分析

目的 运用三维有限元分析法验证斜外侧椎间融合(oblique lateral interbody fusion, OLIF)辅助不同内固定方式治疗退变性腰椎侧凸(degenerative lumbar scoliosis, DLS)的生物力学稳定性。方法 建立L1～S1三维有限元DLS模型(模型1),模拟L2～5连续三节段OLIF手术及其结合不同内固定方式,分别建立单纯OLIF(stand-alone OLIF)模型(模型2)、椎体钉棒固定模型(模型3)、单边椎弓根螺钉固定模型(模型4)和双边椎弓根螺钉固定模型(模型5)。在直立、前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转工况下,记录并分析各模型融合节段活动度(range of motion, ROM)、融合器及内固定的应力及其分布情况。结果 6种运动工况下,模型2～5融合节段整体ROM均小于模型1;与模型1相比,模型3、4的ROM降幅大于模型2、小于模型5;前屈和后伸工况下,模型4与模型5的ROM降幅相仿;左右侧弯工况下,模型3与模型5的ROM降幅相仿。在所有运动工况下,模型3、4融合器应力峰值大于模型5、小于模型2;其中,模型3的L2～3、L3...     

腰椎单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合的生物力学研究

目的：分析腰椎单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合的生物力学性能,为临床应用提供理论依据.方法：采用6具新鲜成人脊柱腰骶段（L3～S1）标本,分别测试8 Nm载荷情况下完整标本（正常组）、单侧椎弓根螺钉内固定（螺钉组）、单侧椎弓根固定并单侧椎板减压（减压组）和单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合（融合组）等四种状态下固定椎体的活动范围,并比较其生物力学的稳定性.结果：在8 Nm的纯力矩偶载荷下,减压组的屈伸、侧弯和旋转等3种活动范围均最大,其余按活动范围由大到小依次为正常组、螺钉组和融合组,4组间差异有统计学意义（P＜0.05）;螺钉组和融合组的3种活动范围组间差异无统计学意义（P＞0.05）,但均小于正常组（P＜0.05）.结论：单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合可以提供良好的生物力学稳定性,可作为腰椎退行性疾病的治疗选择.     

微创椎间融合不对称固定的稳定性和椎体应变分布研究

目的研究腰椎微创经椎间孔椎体间融合术(MI-TLIF)不对称内固定条件下节段稳定性和椎体前柱应变分布特点。方法采用新鲜小牛腰椎标本8例,完成L4~L5节段完整状态测试后建立TLIF手术损伤模型,分别测试右侧椎弓根螺钉固定(UPS)、右侧椎弓根螺钉加对侧经关节突椎弓根螺钉(UPS+TFPS)固定、双侧椎弓根螺钉固定(BPS)状态的三维运动范围(ROM),同时在L4椎体前柱表面用电阻应变片技术测量在前屈和侧弯运动中电阻应变数据。结果 UPS+TFPS和BPS固定状态的稳定性效果接近,UPS固定抗旋转稳定性不足。UPS+TFPS固定后椎体前柱应变在前屈和侧弯运动下较BPS固定分别增加21.8%和24.2%。结论 UPS+TFPS固定提供有效稳定的同时可以实现更好的椎体-内植物载荷共享。     

腰椎行椎间孔入路椎间融合术固定的有限元分析

目的 利用有限元方法分析经单侧椎间孔入路腰椎间融合术治疗腰椎退行性病变的临床可行性。方法 基于正常人L3~5节段的CT扫描数据,利用Mimics、Pro/E、ANSYS软件分别建立L3~5正常生理状态有限元模型、L4/5左单侧椎弓根螺钉内固定加椎间融合器模型(单侧TLIF)、L4/5双侧椎弓根螺钉内固定加椎间融合器模型(双侧TLIF)。在L3上表面施加500 N的人体重力和10 N?m力矩,模拟人体直立、前屈、后伸、左侧弯和右旋5种生理活动,观察不同工况时椎体、椎间盘、螺钉及融合器上变形及应力分布情况,比较两种固定方法力学性能上的差异。结果 各种工况下单侧TLIF、双侧TLIF的L3~5节段变形量均较生理状态模型减少,单侧TLIF、双侧TLIF模型均在后伸运动时融合器的应力达到最大值,且单侧TLIF模型椎弓根螺钉上的应力峰值在各种工况中均明显高于双侧TLIF,后伸工况时应力峰值达到463.39 MPa。结论 单侧TLIF可作为腰椎退变性疾病的一种固定方法,但应力峰值均明显高于双侧TLIF模型,故系统稳定性差于双侧TLIF模型,提示患者在康复过程中应减少后伸运动,以免发生手术失效或螺钉断裂。     

TLIF后路不同的内固定方式生物力学特性的比较分析

目的　比较3种不同后路经腰椎间孔椎间融合（transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF）内固定方式的生物力学特性。 方法　建立正常L3~5有限元模型,在验证其有效性基础上模拟3种不同TLIF后路内固定方式即：单侧或双侧椎弓根螺钉内固定组（Model A和Model B）、单侧+对侧关节突螺钉固定组Model C。分别比较其在生理活动范围（Range of the motion, ROM）下模型的稳定性以及内植物的应力差异。 结果　对所有重构模型,在融合节段（L4~5）的ROM均显著下降,其中以Model B下降最多,屈伸活动减少达18.2%;内植物最大应力出现在Model C,左侧弯时达234.9 MPa;Model B的cage最大应力最小。 结论　后路双侧椎弓根螺钉固定能获得最佳稳定性,且能降低cage下沉及移位的风险;单侧+对侧关节突螺钉亦能提供较好良好的稳定。     

TLIF术中最优化单侧螺钉植入和融合器放置的有限元分析

目的比较经单侧腰椎间孔椎体间融合(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)中不同轴向植入角度椎弓根螺钉和不同放置位置融合器的生物力学特性。方法建立正常L3~5有限元模型,在验证其有效性基础上,在L4~5节段模拟后路双侧TLIF和4种不同组合类型椎弓根螺钉植入和融合器放置的单侧TLIF有限元重构模型,即:小角度植入椎弓根螺钉+对侧放置融合器(模型A)、小角度植入椎弓根螺钉+同侧放置融合器(模型B)、大角度植入椎弓根螺钉+同侧放置融合器(模型C)、大角度植入椎弓根螺钉+对侧放置融合器(模型D),分别比较4种重构模型在各种生理应力下的活动范围(range of the motion,ROM)以及螺钉、融合器与L4下终板界面的最大Von Mises应力差异。结果 4种单侧TLIF重构模型在融合节段(L4~5)ROM均较正常模型显著下降,但仍高于双侧TLIF重构模型。4种单侧TLIF重构模型稳定性比较,模型C下降最多,其在屈伸、侧屈和扭转应力下ROM分别减少约为正常模型的50.7%、89.9%和90.3%。螺钉和融合器与L4下终板界面最大Von Mises应力比较,相对于其他3组模型,模型C除了在同侧侧屈和扭转外的大部分应力下承受较小的应力。结论在单侧TLIF重构模型中选择大角度植入椎弓根螺钉和同侧放置融合器能够获得最佳的生物力学稳定性,通过缩小与双侧TLIF模型稳定性差异以减少断钉或融合器下沉的风险,值得临床推广运用。     

Cage椎弓根内固定联合自体颗粒骨打压植骨的即时生物力学稳定性

背景：自体骨移植结合椎间融合器联合椎弓根螺钉常运用于椎体融合,但单纯颗粒骨打压联合椎弓根钉的临床生物力学研究报道不多。 目的：比较后路自体颗粒骨打压植骨内固定及Cage内固定的即时生物力学稳定性。 方法：利用腰椎后路附件逐级破坏和椎间盘切除制作腰椎不稳模型。12具猪腰椎标本随机分为两组：打压植骨结合椎弓根螺钉内固定组(实验组),Cage结合椎弓根螺钉内固定组(对照组)。使用脊柱三维运动测试机模拟人体对两组标本在正常、不稳、融合3个状态下进行前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转等各个活动的生物力学测试,三维激光扫描仪测定不同载荷下不稳节段的运动范围。 结果与结论：正常状态下,两组间L2~3节段各方向运动范围差异无显著性意义(P > 0.05),说明两组标本均衡性好,具有可比性;与正常状态相比,两组不稳状态各方向运动范围亦明显增加(P < 0.05);融合后对照组L2~3节段椎间各方向运动范围均较实验组小,但差异无显著性意义(P > 0.05)。说明自体颗粒骨打压植骨内固定与Cage内固定均能明显提高脊柱的即时生物力学稳定性,而且两组对于改善脊柱稳定性无显著性差异。     

下腰椎融合术后路单、双侧椎弓根固定的有限元比较研究

目的　建立正常人L4~5节段椎间盘切除后单/双侧椎弓根螺钉固定椎间融合的有限元模型,对两者在不同运动载荷下的稳定性和应力分布进行比较研究。 方法　通过正常人L4~5节段CT扫描获取断层图像,然后利用mimics软件重建人体L4~5三维模型,再通过Ansys软件前处理功能建立有限元模型,并在此基础上分别建立椎间盘切除后单侧（A）、双侧（B）椎弓根螺钉固定+椎间Cage融合模型,对两组模型分别施加5 N?m的前屈、后伸、左/右屈曲和左/右旋转载荷,比较分析椎体及植入物在不同工况下的位移及应力峰值。 结果　各种工况下,A组在固定侧侧屈时椎体间位移及椎弓根螺钉应力峰值最大,在后伸时椎体应力峰值最大。B组在后伸时椎体间位移峰值最大,在旋转时螺钉及椎体应力峰值最大。在后伸和固定侧侧屈工况下A组椎体间位移峰值、螺钉及椎体应力峰值较B组相差最大。 结论　与双侧固定相比,单侧固定融合术后在固定侧侧屈及后伸工况下发生不稳及螺钉松动、断钉的潜在风险最大。单侧固定融合术后的病人在椎间骨融合前应特别减少后伸及固定侧侧屈动作,以降低风险。     

两种不同椎弓根螺钉内固定术式对腰椎稳定性影响的生物力学对比研究

目的　通过腰椎双侧椎弓根螺钉内固定与单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉固定两种不同内固定生物力学对比,为临床在腰椎内固定手术术式提供支持。 方法　采用4具新鲜人体标本的L4、5脊柱功能单元,在生物力学试验机上分别测量每具标本手术前、双侧椎弓根螺钉固定后、单侧椎弓根螺钉固定结合对侧关节突螺钉固定后,在前屈、后伸、左右旋转及左右侧弯状态下的活动范围（range of motion, ROM）。 结果　双侧椎弓根螺钉与单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉两种内固定方式的6个方向的活动范围均小于术前,差异具有统计学意义（P <0.05）。与双侧椎弓根螺钉固定相比,单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉在前屈、后伸、左侧（关节突螺钉侧）弯、右侧(椎弓根螺钉侧)旋状态下的活动范围差异无统计学意义（P >0.05）,在右侧弯及左侧旋状态下的活动范围差异具有统计学意义（P <0.05）。 结论　两种不同内固定方式均可明显增强腰椎功能单元稳定性,其中,单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉固定相比较于双侧椎弓根螺钉固定,在左旋（关节突螺钉侧）及右侧弯（椎弓根螺钉侧）活动状态下略差。