椎弓根螺钉内固定稳定性的生物力学分析

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%(F处理=60.2,v处理=2,v误差=14,P均＜0.05).螺钉平行植入与椎弓根成7°角植入,后者其拔出力大20%,拔出位移增加7%,能量增加18%(F处理=60.2,v处理=2,v误差=14,P＜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(F处理=60.2,v处理=2,v误差=14,P＜0.05).结论注意椎弓根螺钉固定的相关因素,对脊柱骨折固定强度、刚度和稳定性有重要作用.     

下颈椎经椎弓根内固定的生物力学稳定性分析

经椎弓根固定是目前能提供三柱生物力学稳定性最可靠的脊柱后路内固定，具有很高的临床应用价值，但颈椎椎弓根毗邻结构复杂，螺钉置入风险很高，限制了其在临床的广泛应用。文章从颈椎椎弓根的形态，生物力学性能，椎弓根螺钉内固定技术和固定系统，手术导航，手术的适应证、禁忌证及并发症等不同研究侧面，总结国内外学者在以上相关领域，有关椎弓根固定在下颈椎疾病治疗方面的应用和进展，认为椎弓根固定虽然有很高风险，但通过术前精确测量椎弓根形态、术中结合各种新辅助技术、配合手感，下颈椎经椎弓根内固定的风险将降低，其在临床应用将越来越广泛。     

伤椎传统短节段椎弓根螺钉固定与附加椎弓根螺钉固定后椎体生物力学稳定性的比较

背景：目前通常采用在骨折椎相邻的上下椎弓根置入螺钉复位、固定的方法治疗胸腰椎骨折,但固定后容易出现伤椎高度恢复不够,融合节段后突畸形及内固定失败等并发症。一般认为固定螺钉少是内固定失败的重要原因。目的：比较在治疗胸腰椎骨折时,增加骨折椎椎弓根螺钉固定是否较传统后路短节段椎弓根螺钉固定有生物力学优势。设计、时间及地点：对比观察实验,于2007-10/2008-02在南方医科大学解剖实验室完成。材料：6具新鲜冰冻家猪胸腰椎标本T14-L3节段。方法：测量完整标本前屈-后伸、侧屈及旋转的稳定性后,通过重物撞击技术制造伤椎骨折模型,然后对每个标本行传统短节段椎弓根螺钉固定（4枚螺钉固定）及增加骨折椎椎弓根螺钉固定（6螺钉固定）。主要观察指标：①完整标本、4螺钉固定标本、6螺钉固定标本中前屈-后伸、侧屈、旋转的运动范围。②4螺钉固定及6螺钉固定在3个轴向运动范围与完整标本运动范围的比值。结果：6枚螺钉固定在前屈、后伸、侧屈状态下的运动范围均小于对照组和4枚螺钉固定组（P〈0.01）,6枚螺钉固定组和4枚螺钉固定组旋转运动范围均高于对照组（P〈0.01）。6枚螺钉固定在3个轴向运动范围与完整标本运动范围的比值均高于4枚螺钉固定。结论：附加伤椎置钉较传统的4枚螺钉固定可增加生物力稳定性,有助于椎体高度恢复的保持和复位。     

上颈椎椎弓根螺钉内固定的生物力学研究进展

上颈椎椎弓根螺钉内固定能提供坚强的手术即刻稳定，具有较高的临床应用价值，现就其解剖学基础，生物力学性能及其影响因素作一综述。     

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.     

腰椎单侧与双侧椎弓根螺钉固定的生物力学对比性研究

目的本研究采用小牛腰椎标本进行单侧和双侧椎弓根螺钉固定,测试并比较两者的生物力学稳定性,以探讨单侧椎弓根钉固定多节段(包括双节段和三节段)腰椎的可行性。方法采用6具小牛体新鲜标本制成相应的实验测试模型进行生物力学测试,依次记录不同标本在不同处理状态下各节段的运动范围,所得数据进行统计学分析。结果单节段单侧固定与双侧固定在前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋6个方向上的生物力学稳定性无显著性差异(P>0.05)。多节段(包括双节段和三节段)的单侧固定除右侧弯外,在前屈/后伸、左侧弯、左/右旋方向上与双侧固定对比无显著性差异(P>0.05)。结论单侧腰椎椎弓根螺钉固定多节段(包括双节段和三节段)的生物力学性能良好,刚度适中,腰椎可获得可靠的稳定性。     

骨水泥强化骨质疏松椎弓根螺钉的生物力学特征

目的：评价聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥强化骨质疏松椎弓根螺钉脊柱内固定术对不稳定性胸腰椎损伤的即刻稳定性和反复载荷后的稳定性。 方法：选用南方医科大学生物力学实验室1997-12／1999-12自愿捐赠的6具自然死亡的新鲜女性骨质疏松脊柱标本（T10～L5，制备L1椎体节段不稳定性损伤模型后椎弓根螺钉系统固定，行左／右侧弯、左／右旋转和前屈／后仲6个方向的稳定性测试，并在MTS 858试验机上进行屈／伸疲劳试验。比较：①正常脊柱。②损伤模型未钢板固定疲劳前（强化前）。③未钢板固定疲劳后（强化前）。④钢板固定疲劳前（强化后）。⑤钢板固定疲劳后（强化后）5种状态下脊柱的稳定性变化。 结果：①损伤模型未强化疲劳前、强化后疲劳前、强化后疲劳后3种状态下，运动范围的差异无统计学意义（前屈和后伸时的运动角度分别为6．23&;#176;&;#177;1．56&;#176;，4．49&;#176;&;#177;1．00&;#176;，4.46&;#176;&;#177;1．83&;#176;和6．60&;#176;&;#177;1．80&;#176;,4．41&;#176;&;#177;0．820&;#176;,4．46&;#176;&;#177;1．83&;#176;．P〉0．05）。②损伤模型未强化疲劳前、强化后疲劳前和强化后疲劳后均小于正常脊柱、未强化疲劳后状态的运动角度（8．75&;#176;&;#177;1.88&;#176;,1．47&;#176;&;#177;2．25&;#176;和8．92&;#176;&;#177;2．97&;#176;，12．24&;#176;&;#177;3．08&;#176;，P〈0．01）。 结论：聚甲基丙烯酸甲酯强化骨质疏松椎弓根螺钉脊柱内固定能明显增强脊柱的稳定性和抗疲劳能力。     

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1986-01/2010-10CNKI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。     

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.     

Diapason椎弓根螺钉内固定护理体会

自 1999年 1月～ 12月我院对脊柱胸腰段爆裂型骨折采用了Ｄｉａｐａｓｏｎ椎弓根螺钉内固定取得了良好的疗效 ,现报告如下。1　临床资料1.1　临床资料　本组 12例 ,男 7例 ,女 5例 ;年龄最大 5 7岁 ,最小 31岁 ,平均 45岁。病变部位腰1爆裂型骨折 4例 ,爆裂型骨折伴不全瘫 3例 ,腰2 爆裂型骨折 3例 ,胸12 爆裂型骨折 2例。ＣＴ按Ｆｒａｎｋ分类 :Ⅰ度 8例 ,Ⅱ度 4例 ,均为不全瘫病人。1.2　治疗方法　所有病人手术均为全麻 ,个别在硬膜外麻醉下行病变椎体侧前方减压 ,并在其上下椎体左右椎弓根处拧入长度合适的Ｄｉａｐａｓｏｎ椎弓根螺钉 ,…     

骨质疏松尸体椎体中可灌注骨水泥椎弓根螺钉和可膨胀式椎弓根螺钉的生物力学研究

目的比较可灌注骨水泥椎弓根螺钉(FPS)和可膨胀式椎弓根螺钉(EPS)在骨质疏松尸体椎体中的生物力学差异。方法选取老年骨质疏松尸体5具,共30个椎体。将所有标本一侧椎弓根置入FPS,并统一灌注骨水泥1.5 m L,设为FPS组。将另一侧椎弓根分为EPS组和普通椎弓根螺钉(CPS)组,分别进行轴向拔出实验。比较最大轴向拔出力、刚度、能量吸收值。结果 FPS组、EPS组、CPS组最大轴向拔出力比较有显著差异(P0.05)。FPS组、EPS组及CPS组的刚度分别为(222.700±31.887)、(194.933±15.309)及(166.933±26.185)N/mm,差异有统计学意义(P0.05)。FPS组、EPS组及CPS组的能量吸收值分别为(2.851±0.410)、(2.043±0.378)及(1.188±0.340),差异有统计学意义(P0.05)。结论在骨质疏松条件下,FPS和EPS均能够显著增加内固定的稳定性,但以FPS的生物力学稳定性为佳。     

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5～7mL;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。     

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5～7mL;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。     

磷酸钙骨水泥强化和修复椎弓根螺钉的生物力学研究

[目的]评价磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)强化和修复椎弓根螺钉的生物力学效果.[方法]6具新鲜成人尸体T11～L4共36个椎体,随机选取其中32个,分为4组(A,B,C,D),每组8个.A组随机选择一侧椎弓根置入直径为6.5 mm的椎弓根螺钉,另一侧以直径为3.5 mm的钻头导孔,均不穿透椎体前侧骨皮质.在材料实验机上进行轴向拔出实验,拔出速率为5 mm/min.然后向两侧椎弓根孔道注入配制好的磷酸钙骨水泥3～5 m1,植入与前相同的椎弓根螺钉,体温下(37℃)放置24 h后,再行前述拔出实验.B组应用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行修复和强化,作为对照,操作方法同A组.C组植入椎弓根螺钉,添加或不添加CPC,进行周期抗屈实验.D组相同方法,应用PMMA作为对照.[结果] CPC对照组拔出力为(826.8±171.0)N,修复组为(1430.3±278.4)N,强化组为(1452.7±288.3)N; PMMA对照组拔出力为(839.7±181.1)N,修复组为(1846.2±342.1)N,强化组为(1946.9±359.4)N.CPC骨水泥强化组和修复组拔出力明显高于对照组,差异具有非常显著性意义(P＜0.05),但分别小于PMMA强化组和修复组.周期抗屈实验中,添加CPC可使椎弓根螺钉在同等负荷(200N,800个周期)下仅产生较小的位移,但强化效果不及PMMA.[结论]在植入椎弓根螺钉时添加具有生物活性的磷酸钙骨水泥可显著提高其初始稳定性,虽其强化效果不及PMMA,但其潜在的开发前景已经使PMMA的临床应用受到了极大的挑战.     

椎弓根螺钉内固定治疗不稳定性Hangman骨折

目的评价椎弓根螺钉内固定治疗不稳定性Hangman骨折的临床应用价值。方法回顾分析我科自2002年以来收治的9例不稳定性Hangman骨折患者，其中Ⅱ型5例，Ⅱa型2例，Ⅲ型2例，所有患者均采用C2～3椎弓根螺钉侧块钉板系统内固定治疗。结果经过12～38个月随访，X线片显示骨折愈合，复位良好。无动脉损伤及其他手术并发症。1例术前Frankel分级为D级的患者术后恢复至E级。结论椎弓根螺钉内固定治疗不稳定性Hangman骨折可获得骨折即时复位，固定可靠，是一种理想的治疗方法。     

椎弓根螺钉的生物力学特性

椎弓根内固定技术起源于欧洲,20世纪60年代Boucher等提出椎弓根螺钉的概念,20世纪80年代,Roy-Camille等报告应用椎弓根螺钉固定技术治疗脊柱骨折取得较为满意的临床效果后,该技术得以广泛开展。此后椎弓根螺钉内固定经过不断     

下颈椎椎弓根螺钉固定的研究进展

颈椎椎弓根螺钉是一种临床尚未普及开展的新技术.本文从颈椎椎弓根的解剖结构,生物力学性能,置钉角度及方法,临床应用等诸多方面综述国内外相关资料,认为颈椎椎弓根螺钉固定技术以其独特的生物力学性能和广泛的适应症,可用于颈椎创伤和非创伤疾患的治疗中,但其安全性还依赖于实验解剖学的发展,置钉经验丰富的医生及影像仪器导航的临床应用.     

椎弓根螺钉内固定系统再次手术原因的流行病学分析

目的分析椎弓根螺钉固定术后手术患者的年龄、性别、职业及再次手术原因对手术疗效的影响,寻求解决对策,以提高手术效果。方法回顾592例行椎弓根螺钉内固定手术患者的临床资料,其中需行翻修手术56例,加上外院来解放军272医院行翻修手术患者30例,共86例,进行分析。采用物理检查,手术史及 X 线检查确定翻修原因。结果患者再次手术与年龄、职业有关;患者的性别影响不大。再次手术的原因包括：椎弓根内固定系统断裂、松动及置钉位置不佳等。结论脊柱外科医生应重视患者性别、职业对手术的影响。严格掌握手术适应证、熟悉手术技术以及适当的手术前后处理以减少手术并发症。     

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问融合术.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宵明显下降,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.     

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。