两种内固定物置入增强前路椎间融合后腰椎即刻稳定性的差异

背景：腰椎前路自锁定椎间融合器SynFix-LR与前路钢板和后路椎弓根螺钉比较,其操作更简单、创伤更少,而且其前方0切迹设计降低了血管损伤的风险。如果前路椎间融合后以SynFix-LR固定与后路椎弓根螺钉固定在生物力学上相似,那么在避免后路手术入路的情况下就可以达到同样的脊柱稳定的效果。 目的：比较前路椎间融合后以前路自锁定椎间融合器固定和后路椎弓根螺钉固定后腰椎即刻稳定性的差异。 方法：选用15具新鲜小牛腰椎标本,模拟临床建立前路椎间融合后SynFix-LR固定模型和后路椎弓根螺钉内固定模型,在脊柱三维运动测试机上测试两种内固定模型生物力学特性上差异。 结果与结论：行单纯前路椎间融合后,腰椎的稳定性比完整标本有明显的下降。以SynFix-LR固定和后路椎弓根螺钉固定都能有效地增加腰椎前路椎间融合的初始稳定性,而且两种固定增加脊柱稳定性的效果之间在统计学上没有显著性区别,因此认为SynFix-LR是较理想的前路椎间融合固定器械,可以在一定范围内用于临床。     

以三维有限元分析两种方法L4/5椎间融合后的螺钉应力

背景：作者未查及使用三维有限元方法分析椎弓根螺钉内固定并自体髂骨植骨或椎间融合器植骨后螺钉应力情况的相关报道。 目的：在L4~L5节段有限元模型上建立椎弓根螺钉内固定并椎间双枚椎间融合器置入和椎弓根螺钉内固定并椎间自体髂骨植骨的模型,分析两种不同方法植骨后螺钉的应力分布情况。 方法：选择1名健康男性,年龄20岁,借助CT扫描和有限元软件,建立L4~L5节段的三维有限元模型。在验证有效的模型上建立后路椎弓根钉棒系统内固定+双枚椎间融合器植骨模型(模型A)和后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨有限元模型(模型B),然后在各模型上分别施加载荷,观察螺钉应力分布情况。 结果与结论：建立两种不同后路内固定并植骨融合术式三维有限元模型,在不同载荷情况下,发现模型B螺钉应力值均大于模型A,且差异具有显著性意义(P < 0.05),差值最大部位为螺钉尾部。结果提示后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨后更容易出现椎弓根螺钉断裂情况。     

三种单纯腰椎椎间融合并双侧椎弓根螺钉内固定后即刻稳定性的比较

背景：椎间融合术按照手术入路主要有前路椎间融合术、后路椎间融合术和椎间孔入路椎间融合术。3种融合术术中切除的结构不同，融合器置入的部位不同，其腰椎即刻稳定性也存在差异。 目的：比较前路椎间融合术、后路椎间融合术、椎间孔入路椎间融合术加用双侧椎弓根螺钉内固定后腰椎即刻稳定性的差异。 设计：对比观察。 材料：腰椎标本来自新鲜小牛15具。 方法：模拟临床手术建立前路椎间融合术、后路椎间融合术、椎间孔入路椎间融合术3种椎间融合术模型，先将所有标本作为正常对照组进行测试，然后将标本随机分为3组，每组5个标本，制成单纯椎间融合组，分别采用3种椎间融合术测试后，在此基础上再附加双侧椎弓根螺钉内固定进行测试。 主要观察指标：脊柱三维运动测试机上测试3种模型加用双侧椎弓根螺钉固定前后腰椎生物力学特性的变化。 结果：行3种单纯椎间融合后，腰椎的稳定性能明显下降，附加了双侧椎弓根螺钉固定后，腰椎的各项稳定性指标均增强，包括扭转力学指标也得到了很大增强，有效增加了腰椎的刚度。椎间孔入路椎间融合术各项稳定性指标都明显优于其他两种方法，说明椎间孔入路椎间融合术的即刻稳定性能在3者中最有优势。后路椎间融合术的刚度明显强于前路椎间融合术，应变和应力也较前路椎间融合术有优势，但是其扭转稳定性却不如前路椎间融合术。 结论：行单纯椎间融合术后，腰椎的稳定性较正常对照组均有明显下降，在加用双侧椎弓根螺钉内固定后能有效地提高其稳定性能。在3种椎间融合术中，椎间孔入路椎间融合术的腰椎即刻稳定性能最优。     

椎弓根螺钉及融合器应力分布在腰椎滑脱后路骨融合模型的三维有限元分析

背景：目前在脊柱外科的有限元分析多见于正常的腰椎模型,对术后病理状态的模型未见深入研究。 目的：建立L4/5滑脱不同融合术式的有限元模型,通过此模型对椎弓根螺钉和融合器上的应力分布及模型稳定性有无显著性差异进行生物力学评价。 方法：采集1名腰椎滑脱男性的腰椎螺旋CT数据借助mimics 10.01 软件,建立L4/5三维模型。将模型导入abaqus6.51软件,对模型进行网格划分,赋予材料属性。再分别建立椎弓根螺钉和融合器的有限元模型,然后根据临床术式组合成不同后路融合模型。设定边界条件在上述模型上分别施加垂直压缩载荷以及前屈、后伸、左屈、右旋等力矩载荷,并测定各种载荷下椎弓根螺钉、融合器上的应力及模型的位移,结果在SPSS13.0软件上进行统计学分析。 结果与结论：①两种模型在各种载荷中应力多集中在椎弓根螺钉与钛棒连接处,轴向压缩载荷下最小,在旋转时最大,融合器应力集中分布在前段及后断。②对比在5种载荷下两种模型位移后路椎体间融合组均小于后外侧融合(P < 0.05)。实验建立了L4椎体滑脱后路不同融合术式的有限元模型,模型加载后的应力分布和位移具有临床意义,椎体间融合的稳定性优于椎弓根螺钉内固定加后外侧植骨融合。     

后路及单侧椎间孔和前路腰椎椎体间融合并置入椎弓根螺钉后相邻节段的生物力学变化

目的：比较经后路、单侧椎间孔、前路腰椎椎体间融合及附加椎弓根螺钉后相邻节段的力学性能。 方法：新鲜的雄性小牛L1~L5节段脊柱标本15具。随机取5只标本作为正常对照组,在非破坏状况下测试其力学指标后,再将15只标本随机分为3组,按要求制作L4/5前路椭圆形碳纤维Cage 1枚融合（前路腰椎椎体间融合组）、后路长方体碳纤维椎间Cage 2枚融合（后路腰椎椎体间融合组）和侧方椎间钛合金Cage 1枚融合（单侧椎间孔腰椎椎体间融合组）模型。测试完成后,每个标本附加L4/5节段双侧Moss-miamiTM椎弓根螺钉测试。 结果：3种融合方法在附加内固定前后应变和位移都高于正常对照组,强度低于正常对照组（P<0.01）,3组间以单侧椎间孔腰椎椎体间融合组变化最大,后路腰椎椎体间融合组最小（P<0.05）;在内固定前后配对比较,附加内固定后各组应变、位移增加,强度降低（P<0.05）。 结论：3种融合方法在附加内固定前后都有加速上位相邻节段退变的趋势,附加内固定比单纯融合更易导致相邻节段退变,单侧椎间孔腰椎椎体间融合退变趋势更加明显,后路腰椎椎体间融合的趋势相对较小。     

腰椎关节突关节融合：从植骨融合到螺钉和融合器的应用★

背景：腰椎关节突关节是脊柱后柱的重要结构，其固定与融合在腰椎后路手术被广泛应用。 目的：阐述了各种腰椎关节突关节融合技术的优缺点和疗效。 方法：应用计算机检索PubMed数据库、CNKI数据库中有关腰椎关节突关节融合方法的文献。 结果与结论：传统的关节突关节融合方法为关节突关节V形开槽，然后植入松质骨，不需要作大范围的剥离，创伤小，所需植骨量较少，融合率高，缺点是即刻的稳定性较差。经关节突关节螺钉固定联合横突间融合可以提高植骨融合率，但存在融合失败、术后症状缓解不明显、螺钉松动和断裂、硬膜撕裂、螺钉穿刺到椎管引起神经损伤等并发症。圆柱体嵌入椭圆体的融合器有利于融合器与关节面充分的接触，同时提高了融合器的稳定性和抗移位能力。目前对腰椎关节突关节融合的研究远没有对后外侧融合的研究那么充分，系统的生物力学研究和中远期临床疗效及并发症的研究有待深入研究。     

三维有限元模型分析3种内固定方式治疗严重腰椎不稳定型骨折的生物力学特点

背景：严重腰椎不稳定型骨折的内固定修复方法未形成统一的观点。 目的：应用三维有限元模型对比分析不同内固定方式治疗严重腰椎不稳定型骨折的生物力学性能。 方法：选取1个健康成年志愿者,用CT图像和Mimics软件建立T12~L2椎体三维模型,模拟L1椎体爆裂性骨折,并分别模拟后路减压短节段椎弓根钉固定、前路减压钛网置入内固定和后路减压内固定+前路椎体次全切除钛网置入内固定3种治疗方法。将模型导入到有限元分析软件Abaqus,施加约束和载荷分别加载260 N压力和10 N•m转矩,模拟3种模型在不同工况下的椎体位移、应力传导情况,以及前后路固定器械的受力情况。 结果与结论：从椎体位移分布情况来看,前后联合内固定方式下的位移要较其他两种内固定方式小。从应力分布情况来看,前后联合内固定方式更加符合载荷分布原则。从生物力学角度来看,前后联合内固定方式优于其他两种内固定方式。     

椎间融合器植入并双侧下关节突切除治疗退变性腰椎管狭窄症

背景：对退变性腰椎管狭窄治疗可行全椎板减压内固定置入、单侧或双侧开窗减压、后路全椎板减压等方法。但采取何种方式治疗中是否需行椎间融合器植入内固定目前还没有定论。 目的：评价以cage椎间植骨融合椎弓根内植入固定并腰后路全椎板及双侧下关节突切除减压、自体小关节骨质移植治疗退变性腰椎管狭窄症的效果。 方法：选择经3个月保守治疗无效的退变性腰椎管狭窄症患者41例,男23例,女18例,平均年龄60.3岁,行腰后路全椎板及双侧下关节突切除减压、自体小关节骨质及cage椎间植骨融合植入椎弓根内固定治疗,随访24个月,术前及术后随访时JOA评分评价患者疗效,放射学检查患者植骨融合情况及手术节段椎体稳定性。 结果与结论：随访时JOA评分较术前有明显提高(P < 0.01),临床优良率为90%;40例获得骨性融合,融合率98%,1例患者有腰椎不稳征象。术后均无内固定物松动、断裂等并发症发生,但有2例发生硬脊膜撕裂,1例发生椎弓根位置偏斜,1例假关节形成。结果提示腰后路全椎板及双侧下关节突切除减压、自体小关节骨质及cage椎间植骨融合植入椎弓根内固定治疗退变性腰椎管狭窄症具有良好的临床效果。     

齿状突切除术后前路与后路C1~C2经关节螺钉内固定的生 物力学分析

目的 比较齿状突切除术后前路与后路C1~C2经关节螺钉内固定的生物力学特点,为临床选择前路与后路内固定治疗方案提供生物力学依据。方法 基于前期已构建的全颈椎有限元模型,进一步构建齿状突切除模型,继而在齿状突切除模型中分别构建前路C1~C2内固定模型及后路C1~C2内固定模型,在ABAQUS 6.12.-1软件中计算手术模型各个节段前屈-后伸、左右旋转及左右侧弯的活动度及内固定应力情况。结果 齿状突切除造成C1~C2节段前屈活动度增加幅度达55%,后伸活动度增加128.2%。前路与后路在C1~C2节段的内固定效果基本相同,均可明显限制C1~C2节段的活动度,使其处于相对固定的状态。前路及后路 C1~C2内固定最大应力均位于前屈方向。结论 齿状突切除会明显降低C1~C2节段的稳定性,前路或后路C1~C2经关节螺钉内固定均可明显限制C1~C2的活动度。前路与后路经关节螺钉内固定手术对C1~C2固定效果基本相同,但术后应尽量避免过度的前屈。齿状突切除后直接前路行C1~C2经关节螺钉内固定减少变换体位带来的风险,相对方便直接。     

单枚cage单侧椎弓根螺钉置入内固定治疗退行性腰椎不稳51例

背景：既往多采用双侧显露,双侧椎弓根钉置入固定治疗退行性腰椎不稳,手术风险较大,出血较多,手术时间长,费用高。 目的：探讨后路单枚cage单侧椎弓根钉置入内固定治疗退行性腰椎不稳的临床效果。 方法：采用后路椎弓根钉及椎间融合器治疗需行内固定融合的退行性腰椎不稳患者51例,男32例,女19例,年龄41~72岁;单节段47例,双节段4例。手术方法均采用单侧显露症状侧椎板及关节突,单侧置入椎弓根钉,经椎间孔入路手术切除椎间盘及软骨终板,植骨后放入单枚cage。根据日本JOA评分法评估术后疗效。 结果与结论：术中出血90~430 mL;手术时间单节段为100(85~120) min, 双节段为150(120~170) min;术后第二三天即可离床活动。术后有2例患者腰腿痛无好转,复查CT 和MRI 均未见异常,其中1 例经3 个月对症处理后腰腿痛减轻,另1 例无变化。按日本JOA 评分法评定标准,术前JOA 评分11(7~13 )分,术后1 年JOA 评分25(18~27 )分。94%患者的JOA改善率>50%。51 例患者中融合44 例,可能融合7例,融合时间为5.4(4.3~7.1) 个月。本组未发现椎弓根螺钉松动、拔出、断钉及cage 移位。说明单侧椎弓根钉及cage内固定手术方法简单,出血少,手术时间短,对脊柱结构破坏少,是治疗退行性腰椎不稳可供选择的较好方法。     

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。     

腰椎椎弓根螺钉系统断裂的三维有限元分析

背景：椎弓根螺钉系统已是最为常用的脊柱内固定器械，但其钉棒断裂在临床上仍时有发生。 目的：利用三维有限元分析腰椎椎弓根螺钉系统在临床中断裂的并发症，以期提高手术成功率。 设计、时间及地点：三维有限元分析，于2007-11/2008-03在南方医科大学珠江医院完成。 对象：选择1名成年志愿者，年龄27岁，身高174 cm，体质量63 kg，经X射线检查排除脊柱疾病。 方法：建立腰椎椎弓根螺钉系统内固定的三维有限元模型，并分别施加压缩、前屈、后伸、侧屈及旋转5种生理载荷，对比分析不同载荷下螺钉、连接棒的应力分布。 主要观察指标：不同载荷下螺钉、连接棒各部分的应力。 结果：椎弓根螺钉系统各部分于垂直压缩下的应力远小于前屈、后伸、侧屈及旋转时所受压力。垂直压缩下应力主要集中在螺钉近棒段，而在前屈、后伸、侧屈及旋转时应力主要集中在连接棒上。 结论：椎弓根内固定系统设计及类型的选择，术中的规范操作，术后康复活动的指导及保护、适时取出内固定等对预防其断裂均十分重要。     

Navigated minimally invasive facet fusion during percutaneous lumbar pedicle screw insertion: Technical note

ObjectiveMinimally invasive surgery (MIS), or percutaneous, lumbar pedicle screw placement is commonly done, but the percutaneous nature of this makes posterior arthrodesis extremely difficult. Many times, surgeons will simply forego posterior arthrodesis, place posterior pedicle screws, and rely only on the interbody area for arthrodesis. We describe our technique of adding facet arthrodesis via the same corridor through which the pedicle screw is inserted with minimal addition of time or steps.MethodsWe demonstrate our technique of how we use navigation and tubular retractors to perform posterior facet arthrodesis during percutaneous pedicle screw placement. We illustrate this technique with a case of a patient with scoliosis, intraoperative photos, and an illustrative video. We also show an intraoperative computed tomography image to help visualize the arthrodesis surfaces. With this technique, we show how there are a few additional steps that are not very time consuming to add posterior arthrodesis.ResultsMIS facet fusion can be performed in a relatively straightforward manner during percutaneous pedicle fixation without significant addition of intraoperative time or steps.ConclusionsIt is possible to add posterior arthrodesis to percutaneous lumbar pedicle screw fusion with few added steps and minimal addition of time using navigation and MIS tubular retractors.     

伤椎椎弓根置钉治疗胸腰椎压缩性骨折的三维有限元分析*

背景：有文献报道伤椎置钉技术较传统4钉跨阶段固定具有更强的牢固性,可有效避免内固定的松动断裂,但其生物力学机制研究尚显不足。 目的：构建脊柱胸腰椎单纯压缩性骨折的三维有限元模型,探讨伤椎附加椎弓根螺钉置入治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学效应。 方法：将一T12椎体压缩性骨折患者脊柱胸腰段超薄CT扫描数据输入Mimics软件中,构建T12椎体压缩性骨折的有限元模型,在此模型基础上模拟伤椎置6钉和跨节段4钉内固定,对两个模型分别施加垂直压缩、前屈、后伸、左屈及右旋载荷。 结果与结论：两组固定模式各种载荷下的应力均集中在螺钉根部,在垂直载荷下,螺钉的应力最小,右旋和左屈载荷下的应力最大;在垂直压缩、前屈、后伸、左侧弯及右旋运动下,上位螺钉较下位螺钉应力大(P < 0.05)。伤椎置6钉固定组螺钉应力较跨节段4钉固定组小(P < 0.05)。两组T11椎体最大位移无差别。表明伤椎附加椎弓根螺钉置入可以优化内固定的载荷,减少断钉率。     

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。     

Facet joint violation after single-position versus dual-position lateral interbody fusion and percutaneous pedicle screw fixation: A comparison of two techniques

BackgroundThe purpose of this study was to compare the incidence of facet joint violation (FJV) after placement of percutaneous pedicle screws (PPSs) in 2 cohorts of patients who underwent surgery in a single position or dual position following lateral lumbar interbody fusion (LLIF) (extreme lateral interbody fusion [XLIF]).MethodsWe reviewed 82 patients who underwent combined XLIF surgery and PPS fixation for the treatment of degenerative lumbar spinal disorders. Patient demographics were compared between 2 groups: those who remained in the lateral decubitus position for PPS fixation (SP group) and those who were turned to the prone position (DP group). Postoperative axial computed tomography scans were evaluated independently for FJV according to the following classification: grade 0, no impingement; grade 1, screw head in contact/suspected to be in contact with the facet joint; and grade 2, screw clearly invaded the facet joint.ResultsA total of 349 screws were graded. Using the consensus grades, the incidence of FJV was 13.2% (46/349), but the incidence of FJV did not differ significantly according to the position of the patient during PPS insertion (SP group; 15.4%, DP group; 10.8%, P = 0.204).ConclusionsAlthough the incidence of FJV after PPS insertion did not differ between the prone and lateral decubitus positions, grade 2 FJV was observed only in the SP group. To avoid FJV, the surgeon should pay close attention to the facet joints when inserting PPSs with the patient in a lateral decubitus position.     

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。