腰椎关节突关节融合器的研究与设计

目的研发设计一种用于腰椎关节突关节融合的融合器及植入的配套工具。方法根据国人腰椎关节突关节的解剖学测量和影像学资料的分析，设计一种用于关节突关节融合的融合器，该融合器由同种骨植入材料制成，其构造由一圆柱体中心嵌入一椭圆体。植入该融合器需要配套工具，包括定位器、工作通道、钻头和植入器。结果腰椎关节突关节融合器结构简单，与关节面接触面积大，植入后不易移位。配套工具既可以满足开放手术需求，也可以满足微创经皮手术的要求，可以将融合器植入关节突关节面合适的位置，手术器械操作简单，植入精度高。结论腰椎关节突关节融合器及其配套工具是值得推广应用的新型医疗器械。     

腰椎融合术中椎弓根螺钉损伤关节突关节的研究进展

目的 探讨腰椎融合术中椎弓根螺钉损伤关节突关节的生物力学、发生率及相关影响因素的研究进展。方法 在PubMed、Springerlink、Medline、CNKI、万方数据等数据库中,以“腰椎融合术、椎弓根螺钉、关节突关节损伤”和“lumbar interbody fusion、pedicle screw、facet joint violation”为关键词,检索2003年1月—2015年12月有关腰椎融合术中椎弓根螺钉损伤关节突关节的相关研究成果,针对椎弓根螺钉损伤关节突关节的生物力学、发生率及相关影响因素的研究进行分析总结。结果 关节突关节是维持脊柱运动节段稳定的重要结构,其损伤可导致关节突关节挛缩、僵硬及骨性关节炎,从而加速邻近节段退变的发生。手术创伤是造成关节突关节损伤的重要因素,尤其是以术中植入椎弓根螺钉内置物损伤关节突关节为主。无论是开放置钉还是微创置钉,螺钉损伤关节突关节的发生率均较高。影响椎弓根螺钉损伤关节突关节的因素包括年龄、性别、体质量、融合节段、融合数量、手术方式、术中CT导航、置钉方位、置钉方法和螺钉类型等。结论 关节突关节损伤继而增生退变是导致邻近节段退变的重要危险因素,无论是开放还是微创置入椎弓根螺钉均可增加关节突关节损伤的发生,因此外科医师在置钉时需要注重关节突关节的保护,规避不良置钉影响因素。     

前路腰椎间融合后路关节突螺钉固定术螺钉应力的有限元研究

目的：建立L4.5节段的三维有限元模型，比较研究前路腰4／5椎间双枚椎间融合器（cage）融合加后路两种关节突螺钉内固定（TLFS和TFPS）后的应力特点。方法：选择一名青年自愿者的正常腰椎，进行螺旋CT层厚0．625mm的连续水平扫描，将所得的数据以Dicom格式转入计算机，借助Mimics11．1软件，建立L4.5节段的几何模型。将几何模型转入Simpleware2．1软件，同时将螺钉和cage以STL格式转入Simpleware软件进行匹配，模拟前路椎间双枚cage融合加后路TLFS固定、前路椎间双枚cage融合加后路TFPS固定等两种临床术式，从而建立TLFS和TFPS有限元模型，导入Abaqus6．51进行分析，在L4椎体上表面施加500N压力模拟轴向压缩、再施加10Nm的力矩模拟腰椎前屈、后伸、侧屈和旋转等各种生理载荷，观察不同载荷下螺钉的应力分布，并由此对两种关节突螺钉应力的特点进行比较。结果：两种关节突螺钉在关节突关节部应力集中明显；在每种螺钉中，其关节突关节部应力值均在轴向压缩载荷下最小，在侧屈时最大；两种关节突螺钉的关节突部应力在各种生理载荷下比较，TLFS均明显大于TFPS（P〈0．01）。结论：在前路椎间融合的前提下，从减少螺钉疲劳断裂可能性角度，应首选TFPS辅助固定。两种关节突螺钉辅助固定术后均需有效外固定以减少螺钉应力集中可能引起的螺钉断裂。     

腰椎关节突结构差异影响腰椎退变机制的生物力学研究现状

<正>腰椎退行性病变导致的腰腿痛是当今社会造成劳动力丧失和残疾的常见原因之一,严重影响患者的生活质量,产生了巨大的医疗费用支出。腰椎关节突关节作为腰椎应力传导和运动控制的重要部分,其复杂的解剖结构和生物力学特点决定其在腰椎退变过程中起到了重要作用。关节突结构差异可能通过对关节突退变和椎间盘退变的影响进而加速腰椎整体退变的进程。通过影像学观察发现,这种差异与部分腰椎退行性病变的发生存在相关性[1-6],提示关节突结构差异通过特殊的     

腰椎关节突关节形态变化及其对腰椎退行滑脱的影响

目的：研究腰椎关节突关节形态变化及其对腰椎退行性变滑脱的影响。方法：随机抽取42例腰椎退行性变滑脱(LDS)、52例腰椎间盘突出症(LDH)的病人的X光、CT进行测量其椎间盘的高度比、关节突关节的角度以及关节突关节的横径数据进行统计处理与分析。结果：与LDH组相比，LDS组的关节突关节角偏矢状角，其椎间盘的高度比以及关节突关节的横径均较少。结论：腰椎关节突关节宽基部横径越小，该关节角度越趋于矢状位，腰椎滑移几率越高。     

腰椎关节突关节的神经支配及其临床意义

在２０具成人腰骶部脊住标本上，作钝性分离，解剖和观察了腰椎关节突关节的神经支配。结果显示；腰推关节突关节是由腰神经后内侧支支配，每一后内侧支发出三个关节支（上关节支、中夫节支和下关节支），支配三个相邻的腰椎关节突关节。而就一个腰椎关节突关节来说，同时受相邻的三个节段的后内侧支支配，形成三节段的分布模式。根据这一分布模式，提出了腰椎关节突关节损伤后外科治疗时应用环形切口。     

下颈椎关节突三维参数测量与关节突螺钉导向器的设计

背景：近年来,颈椎关节突关节在颈椎病的发病机制和外科治疗中逐渐被重视,但是目前关于成人下颈椎关节突关节的解剖学研究相对较少。目的：测量下颈椎关节突三维参数,为下颈椎经关节突螺钉导向器的设计提供依据。方法：选取2021年6月至2022年6月于徐州医科大学附属医院行颈椎CT检查人员100例,男50例,女50例,年龄20-50岁。经筛选每例图像均无颈椎椎管狭窄、颈椎椎间盘突出、明显的骨质增生、感染及肿瘤等病变。经过三维重建后,测量C_3-7每个节段颈椎关节突关节矢状面上的倾斜角和矢状面下颈椎经关节突螺钉与关节突关节面的夹角。根据统计分析测量结果,利用CAD软件设计出下颈椎经关节突螺钉导向器。结果与结论：矢状面颈椎关节突关节面倾斜角以C₅为中心呈U形分布,大小关系为C₇>C₆>C₃>C₄>C₅;矢状面上经关节突螺钉角度大小关系为：C_6/7>C_5/6>C_4/...     

腰椎关节突关节和椎间盘内应力测量方法的研究

目的：探寻动态载荷下对腰椎关节突关节和椎间盘内应力进行直接测量的方法及其可行性,为进一步研究各种运动状态下关节内应力变化规律提供实验基础。方法：采用自行研制的微型压电晶体传感器,以长腰椎节段作为研究对象,对在六种工况下的讯号进行采集、转换和分析。分析和检验输出讯号和仪器的特性。结果：实验中我们得到是一种复杂的非周期性瞬态讯号。整个实验装置具有拾取动态讯号、灵敏度高、响应频率大、稳定性高和重复性好的特性。结论：本方法是一种新的可行的生物力学研究方法,更直接更实际地反映关节内的应力变化。     

腰椎椎间植骨融合的三维有限元分析

本研究首先建立腰椎椎间融合三维有限元模型,旨在分析腰椎椎间融合内部生物力学响应。在此基础上进行前路单节段融合,以观察复位,融合,固定后的应力分布和临近节段退变机制。目的为脊柱内固定设计和应用提供理论依据。同时为腰椎融合,固定进行临床观察和研究,尤其以手术方法的选择和适应症提供参考。     

椎弓根螺钉内固定加植骨融合治疗腰椎滑脱

目的：探讨后路椎弓根内固定加植骨融合治疗腰椎滑脱症的临床效果和治疗原则。方法：采用腰椎后路椎管减压、椎弓根复位、内固定同时植骨融合治疗腰椎滑脱患者57例，其中Ⅰ型21例，Ⅱa3例，Ⅱb2例，Ⅱd31例，Ⅰ度滑脱27例，Ⅱ度滑脱28例，Ⅲ度滑脱2例。结果：术后随访7～37个月，52例骨性融合，骨性融合率为91．2％，临床疗效优良率为86．4％。结论：治疗腰椎滑脱应遵循减压、复位、固定、融合的原则，后路椎弓根内固定加植骨融合是治疗腰椎滑脱的成熟术式。     

Morphometrical study of the joint surface and capsule of the lumbar zygapophysial joint with special reference to their laterality

Using 26 osteoligamentous lumbar vertebral columns (260 facets), we morphometrically investigated the cartilagenous joint surface, inner capsular surface and capsular thickness. We also examined whether the subcapsular pocket was present and, if present, how far it extended along the joint margin. The proportion of the inner capsular area in the total joint surface area in a facet (the capsular-joint surface ratio) was hypothesized to correspond to the potential looseness (or tightness) of the facet. The absolute data themselves seemed to be useful for better understanding of the joint morphology. However, further evaluations of the differences between segments, left/right differences, individual segmental fluctuation patterns and correlations between parameters provided a novel classification of specimens according to the hypothetical progress of joint degeneration. Criteria for the classification existed in 1) the laterality in parameters defined as more than 100% larger or smaller than the contralateral facet and 2) the drastic segmental difference in parameters over 50% larger or smaller than the adjacent segment. Consequently, three types were identified: 1) outside of the criteria in both area and thickness (-/- type, 9 of 26); 2) the criteria did not fit the area parameters but did fit the thickness parameters (-/+ type, 8); the criteria were filled in both categories of parameters (+/+ type, 9). Notably, in the +/+ types, the capsular thickness and capsular-joint surface ratio correlated significantly (p < 0.01), i.e., the hypothetical loose joint had a thick capsule. We speculated that early joint degeneration starts from the -/- type and advances via the -/+ type to the +/+ type. Considerating these results, we recommended using MR imaging for detailed identification of laterality in the capsular thickness for low-back pain patients to discriminate candidates for future severe degenerative changes of the articular cartilage in the lumbar spine.     

脊柱侧弯矫正融合中新型植骨材料的特点

背景：随着外科技术的进步,尤其脊柱侧凸矫形手术的推广,对植骨材料提出了更高的要求,要求植骨材料既有成骨活性,又要在结构和机械性能上显示与自然骨类似的特性,同时还要符合生物力学要求。 目的：综述脊柱侧弯矫正融合中新型植骨材料的应用进展。 方法：应用计算机检索2009至2012年 Elsevier全文数据库相关文章,检索词“nano-hydroxyapatite,hydroxyapatite,scoliosis”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索同方、知网中国期刊全文数据库相关文章,检索词为“脊柱侧凸,植骨材料,纳米人工骨,骨形态发生蛋白2,人工骨”,并限定文章语言种类为中文。最终纳入符合标准的文献27篇。 结果与结论：纳米人工骨具有良好的生物相容性及骨传导性,模仿天然骨的成分及结构特征,结构上与自然骨结晶部分基本一致,可为细胞提供与天然骨相类似的微环境。在脊柱外科中骨性融合是脊柱侧凸手术治疗成功的标志之一,植骨材料的来源一直困扰着脊柱外科医生。寻找一种能形成骨性融合又具有成骨活性的材料是目前国内外研究的热点,纳米人工骨在脊柱外科的应用展现了广阔的前景。     

固骼生材料修复四肢骨折骨缺损：植骨融合效应

背景：新型骨修复材料固骼生具有独特的生物活性和良好的生物相容性,临床修复骨缺损可以发挥出良好的键合性,有效促进软组织及骨组织的键合。 目的：分析固骼生材料修复四肢骨折所致骨缺损的临床效果。 方法：纳入67例四肢骨折致骨缺损患者,其中男37例,女30例,年龄17-81岁,均实施固骼生材料修复治疗。修复后3 d,检测血常规、心肾功能及血清学补体C3、补体C4、免疫球蛋白G、免疫球蛋白A、免疫球蛋白M等水平;修复后随访12个月,X射线观察植骨融合效果。 结果与结论：所有患者切口均一期愈合,未出现切口感染病例,各项实验室指标未见明显异常,未发生任何排斥和非特异炎症反应,植骨区未出现不适感或者异常症状;随访12个月,所有患者骨折均呈骨性愈合,植骨不融合1例,可能不融合1例,不确定融合2例,可能融合33例,坚强融合30例,植骨融合率为94%。表明采用固骼生材料修复四肢骨折所致骨缺损具有良好的生物相容性,修复效果良好,植骨融合率高。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

Regional differences in zygapophysial joint cavities: A histological study of human fetuses

Human zygapophysial joints (ZJ) have regional differences in shape and orientation during prenatal growth. However, there is limited knowledge of the synovial recess during fetal development. We examined sagittal and horizontal histological sections of the vertebral columns of 30 human fetuses at gestational ages of 8–37 weeks. Fetuses of all gestational ages had subaxial cervical articular processes that were thicker than in the thoracolumbar regions, and as large as the corresponding vertebral bodies. A small or large synovial recess extending beyond the articular cartilage was evident at most regions. The cervical ZJ had large or deep recesses that extended inferiorly in midterm fetuses and posteromedially along the vertebral pedicle and lamina in near-term fetuses. Likewise, the thoracic ZJ had small recesses that extended superiorly in midterm fetuses and medially in near-term fetuses. The lumbar recesses extended laterally beyond the medially shifted articular cartilage of the upper adjacent vertebrae in near-term fetuses and the lumbar articular surface was smallest in the three regions at all stages. At any region, a deep recess appeared before an area expansion of the ZJ cartilage. A drastic change in direction and size of the prenatal recess seemed to occur depending on a possible minute dislocation of the ZJ. In particular, a deep posteromedial recess of the cervical ZJ, which extended far beyond the articular cartilage, might be necessary to maintain high flexibility suitable for the strong flexion posture in utero.     

颈椎融合器的研究历史与现状

颈椎前路减压融合术(ACDF)一直是治疗颈椎退变性疾病的有效的经典的手术方式。随着颈椎前路钢板、Cage等内植物的应用,ACDF手术的临床疗效不断提高、并发症逐渐降低。理想的椎间融合器不仅应当具有良好的即可稳定性、足够的支撑强度、合适的弹性模量,还需要维持和纠正颈椎曲度、提供适宜的生物力学和生物学环境促进植骨融合。目前新型复合材料、可降解材料等多种材料融合器与理想的椎间融合器仍存在一定差距,下一步研究应当仍然关注融合器材料的革新。本文就颈椎椎间融合器的历史沿革、设计目的、分类以及目前研究热点的几类融合器进行了文献综述。     

个体化设计钛网植骨融合内固定恢复颈椎曲度

背景：钛网是近年来国内外应用于脊柱尤其是颈椎疾患的一种常用新型植骨支撑物,目前脊髓型颈椎病患者的前路手术中如何更好地改善颈椎前凸弧度仍是治疗的难点。 目的：观察脊髓型颈椎病患者经颈前路椎体次全切过程中,直形钛网与个体化设计钛网植骨融合内固定对颈椎曲度恢复及治疗后JOA评分的影响。 方法：纳入43例有椎体次全切、减压植骨内固定手术指征的脊髓型颈椎病患者,根据治疗内固定方案分为2组,个体化设计梯形钛网组15例,直形钛网组28例。所有患者于治疗前均拍摄颈椎正侧位X射线片作为空白对照。回顾2组患者的临床资料,比较治疗后JOA评分、颈椎弧度、椎间角度及椎间高度的差异。 结果与结论：颈椎前凸角度、手术节段椎间角度方面,个性化钛网组较直形钛网组和空白对照组显著改善(P < 0.01),直形钛网组亦较空白对照组有改善(P < 0.05)。手术节段椎间高度方面,个性化钛网组与直形钛网组较空白对照组分别增加了3.69 mm和3.22 mm,而个性化钛网组与直形钛网组之间差异无显著性意义(P > 0.05)。JOA评分方面,个性化钛网组与直形钛网组患者各时间段差异无显著性意义(P > 0.05)。提示在脊髓型颈椎病患者行椎体次全切时,修剪钛网以模拟正常椎间盘前高后低的形状,可以更有效地恢复颈椎生理弧度和手术节段椎间角度。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;组织工程全文链接：     

生物骨材料混合自体髂骨修复寰枢椎可复性脱位：后路固定植骨融合

BACKGROUND: Studies have shown that biological bone and autogenous iliac bone exhibit equivalent lumbar fusion effects, but the former one significantly reduces the risk of secondary surgery and contributes to improving vertebral dysfunction. OBJECTIVE: To evaluate the effect of biological bone mixed with autologous bone in posterior screw rod internal fixation with bone graft fusion for reducible atlantoaxial dislocation. METHODS: Seventy-two patients with recoverable atlantoaxial dislocation, including 37 males and 35 females, aged 28-72 years old, were all subjected to posterior atlantoaxial screw rod fixation with bone graft fusion: the atlas was fixed with lateral mass screw or pedicle screw, and the axis fixed with the pedicle screw, lamina screws or lateral mass screw. These patients were assigned into experimental group (n=34) undergoing biological bone mixed with autologous iliac particle bone graft fusion, or control group (n=38) undergoing autologous iliac bone graft fusion. Twelve months later, fusion rate, pain relief, cervical function recovery, cervical activity and complications were compared between the two groups. RESULTS AND CONCLUSION: After postoperatively 12 months, all patients were satisfied with atlantoaxial dislocation reduction, with a good bone fusion rate up to 100%, and their neck incision healed well by primary intention. The pain, cervical function, cervical curvature and activity were improved significantly in the two groups after treatment (P < 0.05), but there was no significant difference between the two groups. Compared with the control group, the amount of bone mass taken from the patient and pain relief time were lower in the experimental group (P < 0.05). Taken together, the biological bone mixed with autogenous iliac bone for reducible atlantoaxial dislocation via posterior screw rod internal fixation and bone graft fusion can rapidly relieve pain, reduce the amount of bone mass taken from patients, and achieve good fusion effect and cervical functional recovery.     

腰椎后路椎体间融合术的改良:椎间融合器植入联合椎体间颗粒状骨加压植骨术

目的对腰椎后路椎体间融合术进行改进,介绍一种椎体间颗粒状自体骨加压植骨联合椎间融合器植入技术,并初步观察该技术在退行性腰椎病变治疗中的临床价值。方法 设计出椎体间颗粒状自体骨加压植骨联合椎间融合器植入腰椎融合的基本方法。对5例(7个节段)腰椎退行性病变在行常规行椎间盘切除、神经减压、经椎弓根内固定的同时,应用此改进型融合方法实施椎体间融合。术后定期随访,行X和CT检查,观察临床表现改善、椎间隙变化和植骨融合率。结果 5例患者均得到随访,随访时间5～6个月。术前症状全部消失,神经功能恢复正常。椎间隙恢复正常,全部融合,融合时间3个月。椎间隙融合费用较标准椎间融合器植入术式减少了50%。无任何和融合相关的并发症发生。结论 椎间融合器植入联合椎体间颗粒状骨加压植骨术吸取了二者的优点,克服了二者的缺陷,目前认为是一种较完美的腰椎后路椎体间融合术。     

腰椎关节突关节的应用解剖与在微创术中的定位价值

目的　通过解剖标本和影像资料测量腰椎关节突关节及毗邻结构的相关数据,探讨关节突关节作为腰椎微创术中重要解剖定位标志的可行性。 方法　收集新鲜成年人体腰椎标本10具20侧,共计80个节段。腰椎X线影像资料50例,200个节段。以关节突关节最高点(Highest point of lumbar zygapophysial joint, HP)作为测量中心,从微创手术应用解剖的角度,分别观测HP与手术相关结构的距离和角度。 结果　HP至腰神经距离随椎间隙向下,数值逐渐增大,而角度趋于变小;HP至邻近椎间盘的距离,向下逐渐增大;HP和相邻椎间盘中平面垂直距离为0.8~1.5 mm,HP垂直高度位于椎间盘厚度范围内。 结论　腰椎关节突关节具备位置稳定、显露简单、容易辨认、对应关系易于掌握、准确性高的特点。是理想的解剖标志。在临床腰椎后路微创手术中可发挥一定的解剖定位作用。