椎弓根螺钉内固定稳定性的生物力学测试

目的：胸腰椎骨折采用椎弓根螺钉内固定，其疗效与螺钉固定的长度，螺钉的植入方向以及骨密度大小诸因素相关，为此进行生物力学分析，为临床手术提供依据，方法：采用6具成人新鲜脊柱标本，应用实验应力分析手段进行测试。结果：长螺钉的应变比短螺钉应变在压缩，前屈，后伸，侧屈分别小16％，41％，56％，41％，其强度分别提高16％，41％，55％，41％，其脊柱位移分别小18％，25％，32％，30％，轴向刚度分别提高18％，25％，32％，30％（P均＜0．05），骨密度对拔出力的影响，正常组与骨质疏松组相差67％，相应的相对位移，应变，能量两组平均相差均在16％以上（P＜0．05），结论：手术中应注意弓椎根螺钉固定相关因素，这对提高手术质量，减少并发症起着重要作用。     

椎弓根螺钉内固定疲劳生物力学研究进展

随着脊柱外科经后路内固定手术普遍开展，各种椎弓根螺钉固定系统已广泛应用于临床，但Ｅｓｅｓ等［１］通过临床应用调查这些固定器械发现没有哪一种椎弓根螺钉固定比较完美，大量病例的远期随访表明并发症多。主要是螺钉松脱、断钉、内固定不牢固、矫正度丢失、椎体间融...     

脊柱椎弓根螺钉应用的生物力学特征

背景：椎弓根螺钉内固定经过不断的发展和完善,生物力学理论在脊柱内固定器方面也有了很大进展。 目的：对脊柱椎弓根螺钉应用的生物力学研究进行综述。 方法：应用计算机检索1986-01/2010-10 CNKI和Pubmed数据库,在标题和摘要中以“椎弓根螺钉,生物力学”或“Pedicle Screw,Biomechanics”为检索词进行检索。选择文章内容与椎弓根螺钉的生物力学有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。最终入选49篇文献进行综述。 结果与结论：在椎弓根螺钉的发展过程中,生物力学不仅为内固定的研制提供理论基础,也是测试和评价新设计内固定器效果的最终依据和标准。文章结果显示椎弓根螺钉植入点、植入方向、螺钉大小、螺钉形状、螺钉材料对脊柱生物力学均有一定影响。     

MIIGX3强化椎弓根螺钉固定的生物力学研究

评价MIIGX3(minimally-invasive injectable graft X3)对椎弓根螺钉固定骨质疏松椎体的强化作用.在2组(A、B组)女性骨质疏松尸体椎骨的一侧直接置入椎弓根螺钉作对照(对照侧),另一侧注入MIIGX3后再置入螺钉作强化固定(强化侧).A组于置入椎弓根螺钉30 min后行拔出实验,B组于置入椎弓根螺钉24 h后行拔出实验,各测得一组椎弓根螺钉的最大轴向拔出力(F-max).结果表明:A组F-max对照侧和强化侧为587.43±29.97 N及963.14±48.25 N,B组F-max对照侧和强化侧为604.29±16.38 N及1135.43±64.60 N;强化侧和对照侧比较,2组均存在显著性差异(P＜0.01).说明MIIGX3能够加强椎弓根螺钉对骨质疏松椎体的固定作用.     

经胸腰段伤椎单节段椎弓根螺钉固定后的生物力学特性

背景：临床常采用经伤椎椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折,研究已证实经伤椎双侧椎弓根螺钉固定后脊柱稳定性加强,但也有研究认为经伤椎单节段椎弓根螺钉固定足以增加脊柱的稳定性,但此结论缺乏生物力学结果支持。 目的：观察胸腰段椎体骨折经伤椎单节段固定的相关生物力学特性。 方法：取扬州大学医学院解剖教研室提供8具中国人新鲜胸腰段标本(T₁₁ -L₃),锯条横断2/3椎体,制成完整胸腰段椎体实验标本,将8具标本等分成跨伤椎固定组和单节段经伤椎固定组,分别在跨伤椎临近椎体四钉固定和临近椎体四钉固定+经伤椎单侧椎弓根固定。 结果与结论：胸腰段椎体骨折后经跨伤椎固定与经单节段伤椎固定的载荷-应变关系相差12%、载荷-位移关系相差11%、强度相差18%、轴向刚度相差11%、扭转力相差11%及拔出力相差1.8%,两组差异有显著性意义(P < 0.05),说明经伤椎单节段固定胸腰段椎体骨折的生物力学性能更好。     

椎弓根螺钉固定的螺钉植入技术的研究

椎弓根螺钉固定术具有固定牢固、复位满意、手术创伤小、固定节段短等优点，然而亦存在许多潜在的问题和可能发生的并发症^⑴。成功的固定需要严格掌握适应症、充分的术前准备、操作者丰富的临床经验和技能^⑵。本文拟对近年来关于椎弓根螺钉植入技术的研究作一综述。     

胸腰段椎弓根螺钉脊柱内固定手术护理

我院从1989年以来已开展54例胸腰段椎弓根螺钉脊柱内固定手术,并取得了满意的疗效。此手术器械多,手术过程复杂,能成功地开展,不仅要求医生具有较高的脊柱外科技术,还要求护士具备相应的知识和专业水平。现将术中护理配合介绍如下。 一、临床资料:本组共54例,其中男性31例,女性23例,年龄14～58岁,平均32.5岁。脊柱骨折39例,脊柱滑脱14例,脊     

青少年脊柱胸腰段椎弓根解剖学特征及其临床意义

目的:探索青少年脊柱胸腰段椎弓根解剖学特征,为临床应用提供依据。方法:在15例,14～19岁(平均16.5岁)青少年原配完整的胸腰椎标本上测量T1～L5共255个椎骨的椎弓根宽、高、钉道长、e角、f角。结果:椎弓根宽从T1～L5总体呈两个相互衔接的"马鞍形",出现3个高峰值两个低谷值;椎弓根高呈一低一高两个"山峰形"曲线,其低峰是T3,高峰是T12;椎弓根钉道长从T1～L5逐渐的增长,但在L1～5相差不大;e角从T1的32.63°到T12的-3.50°,然后到L5的28.20°,呈两头高中间低的"马鞍形";f角:从T1～L5呈逐渐下降的趋势。结论:14～19岁年龄段青少年除钉道长随年龄的增长而变化较大外,其余参数与成人数据近似。     

腰椎双侧不同椎弓根螺钉固定的生物力学实验研究

目的研究腰椎在不同椎弓根螺钉内固定组合形式下椎体的生物力学特性,为临床腰椎的椎弓根螺钉固定手术选择椎弓根螺钉提供依据。方法首先采用新鲜猪腰椎多节段椎骨标本15例,剔除椎体周围肌肉及软组织等,保持椎间盘、韧带、小关节及椎骨完整。将测试样本分为3组:5例采用万向螺钉坚强固定(A组),5例采用单向螺钉+万向螺钉混合固定(B组),5例采用单向螺钉微动固定(C组)。然后利用万能试验机,施于3 N·m、4 N·m、5 N·m和6 N·m的力偶矩,测量各组标本在4组扭矩下做前屈(flexion,FL)、后伸(posterior extension,EX)、左侧弯(left side bend,LB)和右侧弯(right side bend,RB)时椎体各节段及整体的关节活动度(range of motion,ROM)。结果在4种工况下,万向螺钉坚强固定下腰椎关节活动度最小,单向螺钉微动固定的关节活动度最大;单向螺钉微动固定腰椎在前屈、后伸、左侧弯和右侧弯工况下关节活动度分别为万向螺钉坚强固定的139%、112%、135. 4%和143. 3%;其中坚强固定、微动固定与混合固定的前后弯曲性能无显著性差异。结论椎弓根螺钉内固定组合形式对椎体活动度稳定性和灵活性有影响,万向螺钉坚强固定侧重于要求稳定性强的患者,单向螺钉微动固定能提高左右侧弯的灵活性,可为临床选择合理的手术方案提供理论参考。     

脊柱椎弓根螺钉内固定效果的生物力学评价

目的：为探讨椎弓根螺钉与椎体骨质之间的固定关系，为临床上椎弓根螺钉的改进与固定提供科学依据。方法：采用三维有限元素法，对5种不同的椎弓根螺钉的固定效果进行评估，并进行了9付新鲜胸腰节段标本的拔出力试验和界面应力测试。结果：RF、UT、Steffee、Dick钉等拔出力，界面剪切应力呈显著性差异，（P＜0．01），提示影响椎弓根螺钉固定效果的主要因素有：螺钉的结构形态、螺纹参数、骨密度，手术时螺钉的拧紧力矩大小，以及进钉的深度等。结论：根据不同病例适当增加螺钉的外径，加深螺距与导程，对增强固定效果是必要的。     

短节段椎弓根螺钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折的生物力学检测

背景：为避免单纯椎弓根螺钉置入内固定治疗胸腰段骨折出现的内固定物松动、断裂,及合并植骨时出现的骨折不愈合、后凸畸形丢失,而发展的短节段椎弓根螺钉合并椎体成形技术治疗胸腰段骨折,临床已有应用,但其生物力学方面鲜有研究。 目的：观察应用椎弓根螺钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折的生物力学变化。 方法：12个冻存的新鲜胸腰段脊椎(T12~L2)标本,用于制备胸腰椎骨折模型,备测试。分为3组,经皮椎体成形术组：给予经单侧椎弓根注入低黏度的含对比剂骨水泥5~7 mL;椎弓根螺钉内固定组：于T12、L2椎弓根置入螺钉;强化组：行椎弓根螺钉内固定的同时行伤椎骨水泥椎体成形术,测试各组静态最大抗压强度及刚度。 结果与结论：骨水泥分布面积皆大于50%,经皮椎体成形术组和椎弓根螺钉内固定组最大静态抗压强度与刚度均小于强化组最大强度和刚度(P < 0.05)。椎弓根螺钉内固定组椎弓根螺钉较小强度下出现弯曲,而强化组在达到极性轴向压缩强度时才出现弯曲。提示应用短节段椎弓根钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折提高了固定的强度及刚度,并且维持了复位伤椎高度,提高了稳定性,减少了椎弓根螺钉的并发症。     

胸椎椎弓根螺钉固定技术的研究进展

人类曾用铁丝、钩棒等胸椎后路固定器械矫正脊柱畸形、维持脊柱稳定，并获得极大成功。但理论上讲，这些器械需涉及更多节段，通过至少一个完整的软组织，并用间接生物力学固定。椎弓根是脊柱最坚固的结构，可经受侧弯应力、旋转应力和伸屈应力。节段性胸椎椎弓根螺钉固定技术已经在世界范围内普及应用，成为脊柱外科后入路最常用的内固定方法。本文试从椎弓根螺钉内固定技术的历史、胸椎椎弓根的应用解剖、置钉技术、该技术相关的并发症及辅助技术进行综述。     

影像定位结合椎弓根漏斗技术置入椎弓根螺钉的效果分析

目的:探讨影像定位结合椎弓根漏斗技术置入椎弓根螺钉(Pedicle screw,PS)的方法.方法:2005年6月～2006年12月以棘突为定位标志,寻找X片上椎弓根投影坐标,术中切除该投影区椎板外侧皮质,并挖除部分松质骨,直视下置入椎弓根螺钉506枚(121例),术后行CT扫描并记录椎弓根螺钉螺纹对椎弓根皮质的侵犯分度、椎弓根轴线与椎弓根螺钉轴线的水平位夹角(transverse section angle,TSa)、X线侧位片上椎弓根螺钉轴线与椎体上终板平行线的矢状位成角(sagital section angle,SSa)及椎弓根螺钉与椎体前缘的距离,以衡量椎弓根螺钉置入的效果.结果:506枚椎弓根螺钉均一次性成功置入,499枚对椎弓根形成Ⅰ度侵犯,7枚为0度侵犯,无螺钉破入椎管内,测量椎弓根螺钉TSa角度平均为(-0.41±1.07)°,SSa角度平均为(-0.39±0.67)°,PS与椎体前缘距离平均为(0.31±0.59)mm.结论:影像定位结合椎弓根漏斗技术是一种能够准确置入适当长度及直径的椎弓根螺钉,从而提供牢固的椎弓根螺钉稳定性,为临床提供了又一种准确置入椎弓根螺钉的方法.     

胸椎椎弓根螺钉抗拔出强度的生物力学测试

目的 :分析骨密度 (bonemineraldensity ,BMD)和螺钉 椎弓根直径比对椎弓根螺钉拔出强度的影响。方法 :4例新鲜尸体脊柱T2 ～T1 2 椎骨 ,分解为单个椎体 44个 ,共 88个椎弓根。根据骨密度检查及椎弓根横径的测量结果 ,进行骨密度分组 :(A1) 0 .44～ 0 .5 2mg mm3;(A2 ) 0 .5 2～ 0 .70mg mm3;(A3 ) 0 .70～ 0 .92mg mm3和直径比 (椎弓根钉直径 椎弓根横径 )分组 :(B1) 40 %～ 5 5 % ;(B2 ) 5 5 %～ 70 % ;(B3 ) 70 %～85 % ,组合为 9个实验组 ,将 88个椎弓根分组进行拔出测试 (5mm min的速度垂直方向拔出 )。结果 :骨密度明显影响拔出强度 (P <0 .0 1) ,且各组间的差别均有统计学意义 (P均小于 0 .0 5 ) ;椎弓根钉直径 椎弓根横径比也明显影响拔出强度 (P <0 .0 1) ,但在B2组 (5 5 %～ 70 % )和B3组 (70 %～ 85 % )间的比较没有统计学意义 (P >0 .0 5 ) ;对于拔出强度来说 ,骨密度和椎弓根钉直径 椎弓根横径比之间有交互作用 ,即协同作用。结论 :建议最佳椎弓根钉直径 椎弓根横径比为 5 5 %～ 70 % ;对于重度骨质疏松的病例 ,应注意抗拔出力不能满足生理要求的危险性。     

变牙厚椎弓根螺钉的生物力学测试

目的　评价不同变牙厚椎弓根螺钉（transitional thread pedicle screw, TTPS）对螺钉拔出力的影响。 方法 取新鲜小牛胸腰椎标本（T11~L4）5具,共30个椎体(60侧椎弓根),剔除周围肌肉、筋膜,注意保持骨结构完整,解离成单个椎骨。平均骨密度为（1.186±0.182）g/cm2。TTPS规格有6种：A0（牙厚保持不变）、A1（逐牙加厚0.01mm）、A2（逐牙加厚0.02 mm）、A3（逐牙加厚0.03 mm）、A4（逐牙加厚0.04 　mm）、A5（逐牙加厚0.05 mm）。每种螺钉随机置入10侧椎弓根,将标本包埋好并用夹具固定在材料试验机上,设置椎弓根螺钉长轴与拔出力轴线方向重合。设置材料试验机加载速率为0.08 mm/s进行拔出实验,结果输出拔出力-位移曲线、最大轴向拔出力（Fmax）。计算拔出刚度。 结果　A0至A5 6种螺钉的最大轴向拔出力分别为（983.99±324.19）、（1119.84±362.47）、（1067.67±398.00）、（900.04±255.89）、（799.07±406.79）、（850.71±408.11）N。6种不同规格TTPS轴向拔出力间无显著差异（组间差异P=0.216）。6种不同规格的TTPS的拔出刚度间无显著差异（组间差异P=0.07）。 结论　小范围增加螺纹牙厚,对椎弓根螺钉抗拔出力没有显著影响。     

骨水泥强化椎弓根螺钉在骨质疏松性胸腰椎中的生物力学进展

椎弓根螺钉内固定系统为治疗骨质疏松性胸腰椎退行性疾病的主要装置。然而,骨密度的严重丢失造成骨质疏松性椎体对椎弓根螺钉的固定强度下降,内固定失败的发生率显著增加。骨水泥强化椎弓根螺钉技术是一种改善骨质疏松性胸腰椎术后内固定生物力学稳定性的有效方法,大量研究证明其能显著增加椎弓根螺钉的固定强度,但存在骨水泥渗漏等风险。本文从骨水泥强化椎弓根螺钉技术展开分析,对骨水泥强化椎弓根螺钉的适应证、骨水泥强化椎弓根螺钉的生物力学变化、骨水泥增强材料、注入体积及分布进行介绍,并对新型骨水泥材料及螺钉设计做了展望。     

脊柱内固定椎弓根螺钉置入后生物力学的稳定性

背景：椎弓根螺钉内固定系统由于具有牢固的三维固定效果、良好的生物力学稳定性以及较好的复位和矫正畸形作用,被广泛用于脊柱外科,但椎弓根螺钉系统松动、折断及螺钉拔出等并发症仍是导致内固定手术失败的主要原因。 目的：分析脊柱内固定植入物椎弓根钉的生物力学及稳定性探索。 方法：应用计算机检索万方、维普和PubMed数据库中1999年1月至2011年12月关于椎弓根钉植入后生物力学评价相关的文章,以“椎弓根钉,脊柱,内固定,稳定性,生物相容性”为关键词进行检索。选择脊柱内固定植入物生物力学及评价相关的文献,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到260篇文献,根据纳入标准选择40篇文章进行综合分析。 结果与结论：要提高椎弓根螺钉系统对脊柱固定的稳定性,可通过改进内固定材料、设计和操作技术以分散固定界面应力,但对螺钉的改进受椎弓根和椎体大小的限制,如何从内固定系统装置上来增强固定效果,有待进一步研究。作者认为椎弓根螺钉植入后的稳定性评价应该结合动物实验和临床研究,包括椎弓根螺钉材质、置入位置、角度、固定装置等因素,还应该针对患者个体化因素进行,即对椎弓根螺钉置入遵循个体化原则,对每一个不同的椎弓根施以不同的置钉入点、方向及螺钉。     

柔性和动态椎弓根螺钉固定系统抗压缩性能的生物力学研究

目的　比较3种柔性和动态固定在8个不同方位上承受轴向压缩载荷时的椎间盘高度,并与完整节段和传统的椎弓根螺钉固定比较,以评价柔性和动态的椎弓根螺钉固定的抗压缩性能。 方法 采用新鲜成年家猪L2~5腰椎标本8例。切除后部结构后,L3~4分别行3种柔性和动态固定,以及常规的椎弓根螺钉固定。在8个压缩点分别对标本施加400N的前屈压缩、后伸压缩、左/右侧弯压缩、左/右侧前压缩、左/右侧后压缩载荷。通过Optotrak测量脊柱三维运动,计算L3~4椎间盘前缘高度变化。测试状态包括：完整状态,损伤状态下5.5 mm钛棒固定、3.0 mm钛棒固定、滑动棒固定、球窝连接固定。 结果 在前屈、侧弯、侧前压缩方向上,完整状态与各固定组间的抗压缩能力未显示出统计学差异（P＞0.05）;在后伸压缩方向上,3.0 mm棒固定组的压缩高度与完整状态、5.5mm固定组间显示出统计学差异（P＜0.05）,而其余组间的压缩高度无显著性差异;在侧后压缩上,损伤状态下各器械固定组均与完整状态有显著性差异（P＜0.05）,同时3.0 mm固定组与球窝连接组之间的压缩高度值也存在显著性差异。 结论 柔性及动态固定后脊柱的抗压缩性能都得到提高。滑动棒固定整体上取得了与传统坚强固定相当的抗压缩性能。球窝连接固定在侧前或前屈压缩时抗压缩性能较差,但在后伸和侧后压缩上较好。细棒固定在后伸及侧后压缩方向上抗压缩性能相对不足。     

两种腰椎椎弓根螺钉固定技术的生物力学对比研究

目的：比较两种腰椎椎弓根螺钉置钉技术的生物力学差异。方法：12具经防腐固定的L1-5节段成年脊柱标本，分为人字嵴顶点法、Magerl法两个螺钉固定组。采用858型MTS材料实验机进行轴向拔出力测试，记录最大拔出力，并对两组进行比较；试验完成后，将标本沿椎弓根截面锯开，观测两种方法的进钉外倾角度．结果：人字嵴顶点法进钉外倾角度小于Magerl法（P〈0．05）；人字嵴顶点法和Magerl法的最大钉拔出力无明显差异（P〈0．05）。结论：采用人字嵴顶点进钉法操作方便且显露范围小，而且能够获得相同的生物力学稳定，值得临床推广应用。