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。     

影响椎弓根螺钉固定强度的相关因素

背景：椎弓根螺钉作为一种较为优良的脊柱内固定手段,近几年来已越来越广泛应用于临床实践中。 目的：探讨影响椎弓根螺钉固定强度的相关因素,为临床选择椎弓根螺钉类型提供生物力学依据。 方法：通过检索近年来文章内容与椎弓根螺钉的生物力学相关文献,从椎弓根螺钉器械自身几何形态因素、植入技术因素、椎弓根解剖因素、椎体的骨密度因素、螺钉的制作工艺及材料性能因素等对固定强度的影响相关研究成果作回顾性分析,为临床提供理论依据。 结果与结论：文章结果显示椎弓根螺钉的自身形态如螺钉大小、螺纹形状、疲劳特性是影响固定强度的主要因素,椎体的骨密度、螺钉的制作工艺及材料性能也是影响固定强度不可忽视的因素。通过增加螺钉的直径、改进螺钉形态设计、强化骨质、改进操作技术可以提高螺钉的拔出力,提高螺钉的稳定性。     

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。     

颈椎椎弓根螺钉置入内固定的生物力学变化及其临床特性

背景：颈椎椎弓根钉由于其独特的三维稳定性,越来越多的学者对其进行更加广泛的研究。 目的：综述颈椎椎弓根解剖特点及椎弓根螺钉置钉的安全性和临床应用。 方法：应用计算机检索1994-01/2010-09 CNKI及PubMed数据库相关文章,中文检索词为“颈椎弓根螺钉”,英文检索词为“cervical pedicle screws”,共检索到文献292篇,最终纳入符合标准的文献43篇。 结果与结论：通过文献检索获得目前一致的观点认为颈椎弓根内固定由于是三维固定,因此可以获得良好的生物力学。但是,由于颈椎弓根周围毗邻部特殊的解剖结构,潜在血管、神经根和颈髓损伤的危险性,置入内固定风险及难度大,所以临床应用要做到个体化置钉。     

椎弓根螺钉内固定强直性脊柱炎后凸畸形：病例及文献分析

背景：强直性脊柱炎后凸畸形患者,根据畸形的严重程度,采用单节段或两节段经椎弓根螺钉置入内固定矫形,可取得良好的矫形效果。 目的：对经椎弓根螺钉内固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形临床应用结果及研究文献进行多层次探讨分析。 方法：对解放军306医院骨科椎弓根螺钉内固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形的16例临床病例进行分析,并以电子检索的方式对CNKI数据库2002/2011椎弓根螺钉内固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形研究文献进行检索,采用检索词为“螺钉;强直性脊柱炎;后凸”,共检索相关文献48篇,进行数据特征等的深入分析。 结果与结论：强直性脊柱炎是一种以侵犯中轴脊椎关节为特征的慢性疾病,晚期常合并胸段或胸腰段脊柱后凸畸形,经胸段脊椎屈曲增加,患者往往无法平视,严重的甚至肋骨下缘挤压内脏致心肺功能障碍,影响日常生活及美观,采用脊柱截骨,经椎弓根螺钉置入内固定矫形治疗,可取得良好的效果。     

经伤椎椎弓根置钉技术在胸腰段骨折中的应用

背景：对于胸腰椎骨折,有很多固定方式,但目前经伤椎后路短节段内固定是损伤最小、费用较少,且固定牢固的固定方式。 目的：系统阐述伤椎置钉技术的发展及其临床应用效果。 方法：应用计算机检索1983-01/2011-06 PubMed数据库、中国知网数据库中相关文章,中文检索词为“伤椎置钉,椎弓根螺钉内固定,胸腰段骨折”,英文检索词为“intermediate screws, pedicular screw fixation,thoracolumbar fracture”。排除重复文献。 结果与结论：共纳入48篇文献进行综述。目前,生物力学实验及临床应用结果证明,经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定能即时复位骨折椎体,恢复椎体高度,且同传统的后路短节段内固定相比,能有效地降低内固定松动或短钉、伤椎高度再次丢失等并发症的发生率。 关键词：伤椎置钉;椎弓根螺钉;内固定;胸腰段骨折;植入体 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.09.036     

人工骨或自体骨移植联合椎弓根钉内固定修复脊柱结核

背景：随着内固定材料和内固定技术的发展,越来越多的国内外学者开始应用人工骨材料联合椎弓根钉内固定修复脊柱结核。目的：综述人工骨修复材料联合椎弓根内固定修复脊柱结核的特点。方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库1985至2014年有关人工骨移植材料修复脊椎结核方面的文献,中文关键词为“脊椎结核、骨移植、内固定”,英文关键词为“Spinal tuberculosis,Bone graft,Fixation”。结果与结论：在骨修复材料联合椎弓根内固定修复脊柱结核中,自体骨是骨移植的金标准,无免疫排斥反应,但为了避免自体骨取骨量有限、取骨后疼痛等并发症的发生,人工骨材料得到了广泛研究。目前应用的人工骨材料主要包括钛及其合金、羟基磷灰石复合物及医用硫酸钙,具有良好的生物相容性,但均存在一定的局限性和不足。     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     

骨水泥和纳米骨浆强化椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的生物力学特点

背景：纳米骨浆和骨水泥注入是强化椎弓根螺钉固定的两种常用方法,但目前关于两种加强方法的强化效果比较的报道相对较少。 目的：对比骨水泥或纳米骨浆强化椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的生物力学特点。 方法：取24个人尸体椎弓根,均符合骨质疏松标准,随机均分为3组,对照组仅植入椎弓根螺钉,骨水泥组在钉道内注入骨水泥后植入椎弓根螺钉,纳米骨浆组在钉道内注入纳米骨浆后植入椎弓根螺钉。植入2 h后,检测各组标本最大轴向拔出力和最大旋出力矩。 结果与结论：骨水泥组、纳米骨浆组的最大轴向拔出力和最大旋出力矩均大于对照组(P < 0.05),并且骨水泥组的最大轴向拔出力和最大旋出力矩大于纳米骨浆组(P < 0.05)。表明骨水泥和纳米骨浆强化可有效提高椎弓根螺钉植入固定骨质疏松椎体的最大轴向拔出力和最大旋出力矩,且骨水泥强化效果更明显。 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     

骨盆并髋臼骨折内固定材料的生物相容性

背景：骨盆骨折合并髋臼骨折多由高能量暴力伤所致,常伴严重并发症,往往需要外科内固定治疗。 目的：探讨骨盆骨折合并髋臼骨折内固定治疗以及材料的生物相容性。 方法：以“骨盆骨折,髋臼骨折,内固定,材料;pelvis fracture,acetabulum fracture,internal fixators,materials”为关键词,应用计算机检索2005至2014年万方数据库、清华知网数据库和PubMed数据库,选取有关骨盆骨折合并髋臼骨折内固定治疗以及材料生物相容性研究的文献,同一领域文献选择权威杂志或发表时间为近期的文章,依据纳入排除标准选取29篇文献进行归纳分析。 结果与结论：对于骨盆骨折合并髋臼骨折临床多采用重建钢板或拉力螺钉内固定,常用于内固定的重建钢板材料是钛板,弹性模量接近骨的弹性模量,生物相容性好,可在置入前预先弯曲塑形,使之与骨折部位骨面相匹配。可吸收螺钉具有良好的组织相容性,无毒副反应,避免金属螺钉的电解与腐蚀,在内固定早期保持一定的强度,随着时间的推移骨折逐渐愈合,材料强度也缓慢降低,材料最终降解为水和二氧化碳,治疗效果满意。以三维重建技术定制钢板固定和微创内固定是目前骨折治疗的重大进展,临床应用前景广阔。  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     

椎弓根钉置入内固定治疗胸腰椎骨折的应用进展

目的:介绍椎弓根螺钉固定技术在胸腰椎骨折治疗方面的应用和进展。方法:第一作者应用计算机检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm),在标题和摘要中以"椎弓根螺钉,胸腰椎骨折,内固定"或"vertebralpediclescrew,thoracolumbarfracture,internalfixation"为检索词进行检索。选择文章与椎弓根螺钉固定的解剖学基础、生物力学分析、临床应用及优缺点相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。共纳入31篇文献。结果:经椎弓根内固定器能有效地恢复椎体的高度及生理弧度,使移位的骨块回复原解剖结构并加以固定,从而使神经管得以持久有效的减压。椎弓根螺钉固定能提供坚强的内固定,可以矫正畸形和维持脊柱的三维位置,提供较好的生物力学稳定性。近年来各种技术的联合应用,微创技术的发展,使得用于治疗胸腰椎骨折的后路技术种类繁多,但椎弓根固定技术是多种治疗胸腰椎骨折后路技术的基础。结论:椎弓根螺钉固定是一种有效的胸腰椎内固定技术,它可用于各种原因引起的胸腰椎不稳,特别是胸腰椎骨折的治疗。     

增加椎弓根螺钉稳定性的方法与技术研究进展

背景：椎弓根螺钉贯穿脊柱前中后三柱,具有三维矫正作用,已成为标准的脊椎后路内固定方法。但骨质疏松患者容易出现螺钉松动和复位矫正丢失、螺钉翻修或者重新调整螺钉位置后螺钉的稳定性较差。 目的：总结分析涉及螺钉稳定性有关研究,介绍增加 椎弓根螺钉稳定性方法与研究进展。 方法：以 “Bone nails,Osteoporosis, Revision,Pedicle screw,Stability,骨钉,骨质疏松,翻修,椎弓根螺钉,稳定性”为关键词检索1990/2010 PubMed数据库、中国知网数据库、维普数据库。 结果与结论：增加椎弓根螺钉稳定性的重点是提高螺钉抗拔力。骨水泥加强或更换较粗、较长螺钉或使用特殊螺钉可以使螺钉稳定性绝对值增加。上下和左右螺钉不同连接方式、螺钉不同方向置入也将影响整套器械中螺钉的稳定性,这是螺钉稳定性相对值变化。每种方法都有优缺点,临床应用应根据具体情况选择不同方法。一般来讲,对于Jikei分级Ⅱ级以下的骨质梳松脊椎采用较粗和较长螺钉,同时结合采用螺钉与连接棒强直性连接、加横向连接装置、左右、上下螺钉以较大成角置入螺钉等方法提高螺钉稳定性较安全、方便;对于Jikei分级Ⅱ级以上的骨质梳松,必须采用更强的骨水泥加强技术或特殊螺钉方法来提高螺钉稳定性。     

椎间盘镜下腰椎钉棒置入内固定椎间融合植入物的特点与选择

背景：目前临床椎间盘镜下钉棒置入内固定腰椎融合植入物材料有天然生物材料、人工合成材料以及复合材料,它们都存在各自不同的优缺点。 目的：分析与总结椎间盘镜下钉棒置入内固定腰椎融合植入物的特点,并探讨如何根据植入物的特点进行选择最合适腰椎内固定融合植入物。 方法：在万方数据库及Medline数据库中检索1999-01/2010-12有关椎间盘镜下钉棒置入内固定植入物的研究,关键词为“椎间盘镜,钉棒内固定腰椎融合,植入物”。 结果与结论：由于椎间融合器的尺寸符合内窥镜通道的要求,因而椎间融合器的应用逐渐成为目前椎间盘镜下钉棒置入内固定腰椎融合中最主要的手术方式。腰椎间融合器材料由最初的惰性材料钛合金发展至可降解、可吸收生物材料,异体皮质骨材料融合器也已出现,它最为接近所谓的“金标准”。每种椎间融合器都有各自的优缺点,应根据患者腰椎影像学表现及内固定植入物的特点选择最合适内固定植入物。     

椎弓根螺钉内固定及计算机导航技术的发展与应用

背景：胸腰椎椎弓根螺钉内固定技术的开展,有力地推动了脊柱外科的发展,而脊柱计算机导航系统可以明显改进椎弓根螺钉植入的精确性和安全性。 目的：研究近年来椎弓根螺钉固定术临床应用进展。 方法：以“椎弓根螺钉固定术,计算机导航技术,临床应用进展”为关键词,采用计算机检索1999-01/2011-12相关文章。纳入与有关椎弓根螺钉固定及计算机导航技术在内固定过程中应用的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以25篇文献为主重点进行了讨论椎弓根螺钉固定术的研究进展及相关评价。 结果与结论：计算机辅助外科技术是基于计算机对大量数据信息的高速处理及控制能力,通过虚拟手术环境为外科医生从技术上提供帮助,使手术更安全、更准确的一门新技术。近年来,胸腰椎椎弓根螺钉植入技术的研究取得了很大发展,尤其是术中监测手段,已从传统的X线透视或摄片监测定位发展到计算机辅助技术进行可视化监测。计算机导航技术提供了可以从存储于计算机上的三维影像资料上模拟测量钉道长度、角度及椎弓根直径的功能,便于选择最佳长度与直径的椎弓根钉,使椎弓根螺钉手术更精确、简便、快速、安全,减少了术后并发症的发生。     

腰椎椎弓根螺钉进钉点的个体化定位

背景：关于椎弓根螺钉植入定位导向技术的研究成为影响置钉成功率的重要因素。 目的：探讨腰椎椎弓根螺钉进钉点的技巧及在基层普及腰椎骨折椎弓根固定的可行性。 方法：第一作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,探讨不同方法治疗腰椎椎弓根螺钉进钉点的个体化定位在临床应用的安全性和远期疗效。纳入与腰椎椎弓根钉螺进钉点相关的文章,以24篇文献为主重点进行了讨论。 结果与结论：椎弓根螺钉植入3步为定位、定向、定深。定位有Roy-Camille法、Weinstein法、Mager法和Louis法。定向分矢状面角和水平面角。定深临床实践表明椎弓根螺钉占据椎体的80%时较为适宜。以椎板边缘对腰椎椎弓根螺钉进钉点个体化定位方法是可行和可靠的、创伤小、准确率高。     

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。     

腰椎间融合后路非对称与对称固定螺钉应力的有限元比较

背景：经椎间孔腰椎间融合非对称固定的生物力学稳定性研究,发现固定效果与双侧椎弓根螺钉接近,可满足临床应用所需生物力学要求。经关节突椎弓根螺钉参与经椎间孔腰椎间融合非对称固定的螺钉力学安全性又会怎样呢？ 目的：建立L₄-₅功能节段左侧经椎间孔腰椎间融合后,分别予以同侧椎弓根螺钉+对侧经关节突椎弓根螺钉、同侧椎弓根螺钉+对侧经椎板关节突螺钉及双侧椎弓根螺钉固定的三维有限元模型,施加相同的载荷,分析不同运动状态下螺钉应力分布特点,比较3种螺钉应力状况。 方法：对一成人正常L₄-₅椎节段标本、椎间融合器、椎弓根螺钉和皮质骨螺钉进行64排螺旋CT 扫描,通过Mimics11.1建立左侧经椎间孔腰椎间融合后3种内固定组合(同侧椎弓根螺钉+ 对侧经椎板关节突螺钉、同侧椎弓根螺钉+对侧经关节突椎弓根螺钉及双侧椎弓根螺钉固定)的几何模型,利用Simpleware3.1软件分别建立三维有限元模型,模拟500 N\6 Nm载荷下前屈、后伸、左\右侧弯、左\右侧旋等6种运动状态,用Abaqus6.8软件进行螺钉应力变化和分布特点分析。 结果与结论：由于经椎间孔腰椎间融合入路切除了左侧关节突,造成内植物应力分布不对称,对弹性模量大的内固定器械—椎弓根螺钉应力影响最大,尤其是在左旋运动时。在不对称组合内固定中,由于关节突关节螺钉的使用,使对侧椎弓根螺钉应力相应增加,以左旋运动时尤为明显,但关节突关节螺钉断裂的危险性增高不明显。提示为降低螺钉断裂的风险,经椎间孔腰椎间融合后路3种组合内固定均应严格限制旋转运动,尤其是关节突切除侧的旋转运动。