胸椎椎弓根-肋骨复合体螺钉置入内固定的应用解剖学特征

背景：上、中胸椎周围结构复杂,椎弓根的横径相对窄小,如再合并发育畸形,导致螺钉不能置入,或者置入后造成副损伤,置钉安全性和有效性得不到保证。 目的：提出“椎弓根-肋骨复合体”的概念,观察其形态结构,分析其在解剖学上置入螺钉的可行性。 方法：观察6具成人尸体胸椎标本(T1~12)椎弓根及椎弓根-肋骨复合体的形态结构,测量下列参数：横径、纵径、椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉置入最长值、椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉横断面角及椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉与椎弓板的夹角。 结果与结论：椎弓根-肋骨复合体是一立体结构,椎弓根与肋骨不在同一平面,且两者位置关系随不同节段而发生变化。横径为13.0~17.3 mm,纵径为5.8~8.0 mm,椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉置入最长值为43.4~60.5 mm,椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉横断面角为15.4°~36.7°,椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉与椎弓板的夹角为76.2°~85.4°。提示沿胸椎经椎弓根-肋骨复合体轴线置入螺钉内固定时,安全范围较大。应用于临床时,可作为椎弓根螺钉内固定的一种补充,特别是在无法完成椎弓根螺钉置入的胸椎平面。     

徒手胸椎椎弓根螺钉技术在特发性脊柱侧凸中的临床应用

[摘要]目的 探讨徒手胸椎椎弓根螺钉技术治疗特发性脊柱侧凸的方法、安全性及疗效。方法 对18例特发性脊柱侧凸患者采用全脊柱椎弓根螺钉技术行脊柱侧凸矫形术，通过徒手置钉技术、器械矫形原理对侧凸进行矫形。结果 共置入衍射172枚胸椎椎弓根螺钉，经术后CT检查，除13枚胸椎螺钉通过横突肋骨复合体进入椎体，8枚螺钉穿破椎弓根内侧壁进入椎体外，其余151枚胸椎椎弓根螺钉完全通过椎弓根进入椎体，术前平均冠状位胸主弯Cobb角为（72.80±7.98）°，术后平均Cobb角为（20.85 ±7.25）°，畸形矫正率为71.4%，均未发生神经、血管并发症。结论 徒手胸椎椎弓根螺钉技术治疗特发性脊柱侧凸是一种安全、可靠的置钉方法，值得推广。     

置入胸椎"椎弓根-肋骨"单元螺钉的应用解剖和力学测试

目的探讨置入胸椎"椎弓根-肋骨"单元(简称PRU)螺钉的应用解剖和力学性能.方法测量35具尸体标本PRU横径(W)、纵径(H)、置入螺钉长度(L)和中心轴水平面成角(E).6具较新鲜标本,在T10、在T11和T12分别置入椎弓根螺钉(A组)、PRU螺钉(B组)和穿破椎弓根外侧皮质螺钉(C组),测量3组螺钉的最大拔出力F-max和拔出4 mm的能量吸收值E-4 mm.结果W为13.2～16.1 mm,L为38.5～52.7 mm,E为28.3°～15.4°,H为6.3～7.0 mm.A组F-max为808 N,E-4mm 1709 Nm,B组F-max 812 N,E-4mm 1720 N m,C组F-max 795 N,E-4mm 1687 Nm,经t检验,3组间差异无显著性意义(P＞0.05).结论PRU置入螺钉的安全范围明显大于椎弓根螺钉,同时具有良好的力学稳定性能.     

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.     

经口咽前路寰枢椎复位钢板螺钉固定强度的生物力学评价

目的对经口咽前路寰枢椎复位内固定钢板(transoralpharyngeal atlantoaxial reduction plate,TARP)进行固定螺钉拔出力实验,评估TARP系统枢椎前路椎弓根和关节突下螺钉固定的生物力学强度。方法 6例C1、C2椎体新鲜标本左右双侧均行螺钉固定,寰椎螺钉固定于侧块,枢椎螺钉分别采用椎体、前路椎弓根及关节突下固定,在生物力学实验机上通过传感器测定TARP系统寰椎和枢椎固定螺钉的最大拔出力、钉道长度,并进行统计学分析。结果寰椎(546.45±85.07)N与枢椎前路椎弓根螺钉(593.14±97.77)N的最大拔出力之间无显著性差异,枢椎前路椎弓根螺钉拔出力明显强于枢椎椎体和关节突下螺钉,枢椎关节突下螺钉(469.94±73.32)N拔出力明显强于枢椎椎体螺钉(395.15±75.07)N。结论 TARP系统枢椎螺钉固定采用前路椎弓根及关节突下固定优于枢椎椎体固定,固定安全可靠。     

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.     

硫酸钙骨水泥增强椎弓根螺钉置入骨质疏松椎体的瞬时稳定性

背景：由于内固定在骨质疏松骨上锚着力较差影响了其稳定性,因此需要新的固定方法,使用骨水泥或骨替代物增强内固定技术可以较好地解决这个问题。 目的：评价硫酸钙骨水泥增强的椎弓根螺钉置入骨质疏松椎体后的瞬时稳定性。 方法：选取新鲜小牛脊柱椎体,测量骨密度后,随机分为4组：①正常椎体椎弓根螺钉内固定组。②正常椎体椎弓根螺钉+硫酸钙骨水泥增强内固定组。③骨质疏松椎体椎弓根螺钉内固定组。④骨质疏松椎体椎弓根螺钉+硫酸钙骨水泥增强内固定组。将相同规格的椎弓根螺钉拧入测试椎体的椎弓根,测试其即刻最大轴向拔出力和最大破坏功耗,以评价硫酸钙骨水泥增强椎弓根螺钉的瞬时稳定性。 结果与结论：骨质疏松椎体较正常椎体的螺钉最大拔出力、最大破坏功耗明显减少(P < 0.05),而二者分别以骨水泥增强后的螺钉最大拔出力、最大破坏功耗明显增加(P < 0.05);正常组和骨质疏松组以骨水泥增强后螺钉的最大拔出力、最大破坏功耗相当。提示硫酸钙骨水泥增强后可以增加内固定螺钉的瞬时稳定性,硫酸钙骨水泥可以应用于骨质疏松患者骨折内固定的增强,具有较好的临床应用前景。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：     

Hangman骨折后路短节段内固定术固定螺钉拔出力研究

目的对Hangman骨折后路短节段内固定术固定螺钉进行拔出力研究,为螺钉固定方式的选择提供依据.方法利用6例新鲜的枢椎和第3颈椎标本进行单层皮质骨和双层皮质骨的C2椎弓根螺钉、峡部骨折状态C2椎弓根螺钉、C3侧块螺钉固定及C2、C3椎体螺钉固定,测试螺钉拔出强度并进行统计学分析.结果C2双皮质椎弓根螺钉拔出力最大(1726.5±433.3)N;C2单皮质椎弓根螺钉(1279.9±432.0)N和Hangman骨折双皮质螺钉(959.6±253.2)无显著性差异,拔出力明显强于Hangman骨折单皮质螺钉(586.3±118.9)N和C,双皮质侧块螺钉拔出力(717.5±166.9)N,后两者无统计学差异.C3,单皮质侧块螺钉(487.3±171.6)N和C2椎体螺钉(392.2±109.8)N、C,椎体螺钉(397.3±98.5)N之间无统计学差异.结论Hangman骨折后路短节段内固定螺钉是可靠的;临床应用C2椎弓根螺钉和上下节段联合固定时单皮质固定足够,Hangman骨折时以双皮质固定为佳.     

膨胀式脊柱内固定系统椎弓根螺钉的生物力学测试

目的测试并比较自行设计的膨胀式脊柱内固定系统(expansivespinesystem,ESS)椎弓根螺钉以及CD-Ⅱ和GSS螺钉置入正常人腰椎体标本的最大轴向拔出力及最大旋入力矩,评价ESS螺钉脊柱固定稳定性。方法将30个正常成人腰椎椎体标本随机分为3组,每组10个椎体(20侧椎弓根),分别置入ESS、CD-Ⅱ和GSS椎弓根螺钉,行螺钉拔出试验,测试并记录螺钉的最大旋入力矩和最大轴向拔出力。结果三组螺钉的最大旋入力矩分别为(5.79±1.85)Nm、(5.19±0.75)Nm和(5.56±1.31)Nm,最大轴向拔出力分别为(2219.80±367.60)N、(1630.65±392.58)N和(1963.75±403.68)N。ESS螺钉最大轴向拔出力最大,且与CD-Ⅱ螺钉相比差异有非常显著性意义(P<0.01),与GSS螺钉相比有显著性意义(P<0.05)。结论ESS螺钉具有很强的椎弓根锚固作用。     

中上胸椎皮质骨通道螺钉固定的生物力学有限元仿真研究

目的比较研究经皮质骨通道(cortical bone trajectory,CBT)螺钉系统和传统椎弓根螺钉系统在中上胸椎内固定中的生物力学性能。方法通过正常人T7～8节段CT扫描获取断层图像,利用Mimics软件重建人体T7～8三维模型,再通过FreeForm模型优化和ANSYS软件前处理功能建立中上胸椎有限元模型,并在此基础上分别建立椎间盘切除后CBT螺钉和椎弓根螺钉固定模型,对两组模型分别施加5 N·m前屈、后伸、侧弯和旋转载荷,比较分析椎体及植入物在不同工况下的位移及应力峰值。结果各载荷条件下,CBT螺钉组最大位移较椎弓根螺钉组偏低,CBT螺钉组活动度小于椎弓根螺钉组。两组模型的整体应力水平接近,CBT螺钉组偏低于椎弓根螺钉组。前屈、后伸及旋转载荷下,椎弓根螺钉组椎体的最大应力较CBT螺钉组分别降低31%、17%和18%;侧弯载荷下,CBT螺钉组椎体应力相对椎弓根螺钉组降低20%。前屈及旋转载荷下,椎弓根螺钉组椎体的最大应力小于CBT螺钉组,降低幅度分别为2%和11%;后伸及侧弯载荷下,CBT螺钉组椎体最大应力小于椎弓根螺钉组,降低幅度为11%和1%。结论 CBT螺钉在结构稳定性上优于传统椎弓根螺钉,整体应力分布上接近于椎弓根螺钉,但在椎体应力分布方面稍有逊色。研究结果为中上胸椎椎弓根螺钉固定失效后采用CBT螺钉固定的临床应用提供理论基础。     

椎弓根螺钉螺杆形状对其生物力学性能影响的研究

目的比较椎弓根螺钉螺杆形状对其生物力学性能的影响。方法6具成人新鲜T9-L5脊椎标本分解为54个椎体试验标本,随机选取一侧按标准方法放置特制试验用直径5.5mm锥形螺钉,然后在MTS力学试验机上先后测量其最大扭力矩和最大拔出力,在对侧以同样的方法进行5.5mm柱形螺钉的实验。然后在腰段进行6.25mm及7.0mm螺钉的翻修。结果在下胸段,锥形螺钉的最大扭力矩(1.445±0.66)N.m显著大于柱形螺钉(1.073±0.42)N.m(P<0.05);而在腰段,锥形螺钉最大扭力矩(1.017±0.43)N.m和柱形螺钉最大扭力矩(1.128±0.50)N.m相比没有明显差异(P>0.05)。无论在下胸段还是腰段,锥形螺钉与柱形螺钉的最大拔出力相比均无显著性差异。柱形椎弓根螺钉的最大扭力矩与最大拔出力呈正相关(r=0.629),锥形螺钉的最大扭力矩与最大轴向拔出力的相关性不显著(r=0.179)。不同形状的螺钉在其达到最大拔出力时的位移无显著差异。结论相同直径的锥形与柱形螺钉的最大拔出力相近,且锥形螺钉在其直径与椎弓根内径相近时具有较高的扭矩。螺钉的最大扭力矩与最大拔出力的相关关系要视螺钉的类型而定。     

椎弓根外胸椎后路螺钉安全置入途径:肋横突沟的解剖学与放射学测量

背景:为探寻除椎弓根外胸椎后路安全的螺钉进钉途径,现在国内外许多学者们对胸椎肋横突结合区的解剖结构进行了大量研究,结论尚不一致。目的:进行成人肋横突沟的解剖学与放射学测量,以探寻椎弓根外胸椎后路螺钉置入安全途径。方法:取8具成人防腐胸椎标本及相连的一段长5.0-6.0 cm的肋骨,保留肋间软组织和壁胸膜,去除其他软组织。对标本进行CT扫描,并进行三维重建,测量肋横突沟角度,对标本进行解剖学分析,测量肋横突上缘距离和肋横突下缘距离。结果与结论:成人肋横突结合区内存在1肋横突沟,直达椎体。肋骨上缘至横突上缘距离和肋骨下缘至横突下缘距离在第6-10胸椎节段最大,和其他节段比较差异有显著性意义(P0.05),肋横突沟在第6-10胸椎节段最明显。结果证实,成人肋横突沟可直达椎体,为椎弓根外胸椎后路安全螺钉置入途径提供了新的思路。     

胸椎钉棒系统置入方式的生物力学特征

背景：有研究表明胸椎骨折椎弓根螺钉的置入方式、进针点、角度、长度已经有统一定论,单个螺钉的轴向拔出力及生物力学行为报道也很多,但关于3种螺钉置入并连接钉棒后的生物力学行为研究较少。 目的：通过生物力学测试来进一步观察并比较3种胸椎螺钉置入并连接钉棒后的生物力学行为,从而了解胸椎置钉并连接钉棒后的强度,及其拔出后对胸椎置钉周围骨质的应力影响。 方法：实验将新鲜冰冻胸椎标本随机分3组,经椎弓根固定组,经横突-椎体固定组,经改良肋横突法固定组,每组照标准胸椎置钉法分别置入胸椎钉棒系统,在力学仪器上测试,动态曲线描述拔出过程中钉棒系统及胸椎置钉周围骨质所承受力量,并进行统计学分析,比较3种置钉方法在胸椎上把持力的差异性。 结果与结论：3种伤椎置钉方式中,经椎弓根固定组拔持力明显大于经横突-椎体法及经改良肋横突法组的把持力(P < 0.01),经横突-椎体法及经改良肋横突法组的把持力差异无显著性意义。结果证实,经椎弓根固定法固定节段的胸椎置钉周围骨质所承受力稳定性明显优于经横突-椎体法及经改良肋横突法组。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      

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。     

生物力学评价颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的稳定性

背景：前路颈椎间盘切除植骨融合是治疗颈椎病的有效术式,该术式能够提供坚强固定且植骨融合率相对较高。但是,对于2个节段以上同时受累的颈椎,由于植骨跨度较大,内固定和植骨块稳定性较差,容易产生植骨融合失败、假关节形成等并发症,影响疗效。 目的：观察颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的生物力学稳定性。 方法：纳入12具人颈椎骨,包括6具骨密度正常颈椎骨和6具骨质疏松颈椎骨,共60个椎骨标本资料进行分析,将30个骨质疏松椎骨标本植入颈椎前路椎弓根螺钉设为颈椎前路椎弓根螺钉组,将30个骨密度正常椎骨标本植入前路椎体螺钉设为前路椎体螺钉组。从上述两组中根据骨密度值抽取40个椎骨,分别设置为即时正常骨密度组、即时骨密度疏松组、疲劳正常骨密度组以及疲劳骨质疏松组,每组10个椎骨。采用双能X射线骨密度仪测定各椎体骨密度值,采用ElectroForce 3510材料试验机对两种螺钉进行生物力学指标测试。 结果与结论：颈椎前路椎弓根螺钉组骨矿盐含量、椎体螺钉拔出力、椎体螺钉拔出刚度、椎弓根螺钉拔出力、椎弓根螺钉拔出刚度均显著高于前路椎体螺钉组(P < 0.05)。颈椎前路椎弓根螺钉即时正常骨密度标本最大轴向拔出力、即时骨质疏松标本最大轴向拔出力、疲劳正常骨密度标本最大轴向拔出力、疲劳骨质疏松标本最大轴向拔出力均显著高于高于前路椎体螺钉(P < 0.05)。结果证实,与颈椎前路椎体螺钉相比,颈椎前路椎弓根螺钉在骨质疏松椎骨内生物力学性能更加稳定。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     

成人颈椎椎弓根螺钉在儿童腰椎应用的可行性

背景：由于1~3岁幼年儿童椎体发育未完全成熟,各种解剖径线相对较成人小得多,尚无幼儿专用的椎弓根螺钉固定器械,现有能够利用的直径最小的椎弓根螺钉是用于成人颈椎侧块或椎弓根固定的钉棒系统。 目的：观察将成人颈椎椎弓根螺钉应用到成年猪颈椎与幼猪腰椎固定后的生物力学对比。 方法：将6具完整新鲜成年猪颈段C3~C6脊椎标本和6具完整8周龄新鲜幼猪腰段脊柱标本自椎间盘及关节处离断,游离成单个椎体,共54个椎体108侧椎弓根。按照标准操作将成人颈椎椎弓根螺钉分别安置在成年猪颈椎标本和幼猪腰椎标本的椎弓根上,应用生物力学方法测试螺钉的最大轴向拔出力。 结果与结论：颈椎标本最大轴向拔出力高于腰椎标本,但差异无显著性意义(P > 0.05);L1椎弓根螺钉的拔出力均值明显小于L3椎弓根螺钉的拔出力均值(P < 0.05);C5椎弓根螺钉的拔出力均值明显大于C3椎弓根螺钉的拔出力均值(P < 0.05);颈椎和腰椎标的骨密度差异有显著性意义(P < 0.01),椎体椎弓根力学数值与椎体骨密度之间存在线性正相关。说明取得了成人颈椎椎弓根螺钉在轴向拉力方面适应于幼儿腰椎的初步实验依据。     

中上胸椎后路半椎弓根入路置钉固定技术的临床应用

背景：中上胸椎矫形固定以椎弓根钉置入内固定三维稳定性最佳,效果最好,但由于胸椎椎弓根解剖上较腰椎窄细,且胸椎管内是脊髓,内固定的难度和风险较高。 目的：分析中上胸椎后路半椎弓根入路置钉固定技术的临床应用效果。 方法：应用后路半椎弓根入路置钉固定治疗中上胸椎疾病患者58例,在T1~T2可应用直径4.5 mm、长度30 mm的螺钉,T3~T8应用直径5.0~6.0 mm、长度35~40 mm的螺钉,螺钉直径均在4.5 mm以上。 结果与结论：置钉固定后胸椎X射线片及CT显示,无螺钉进入椎管内,脊柱序列恢复良好,无内固定松动及断钉等并发症发生;置钉后无脊髓损伤加重及感染等并发症。患者生活完全恢复,疼痛消失16例;不全性和完全性截瘫46例日常生活能够自理,胸背部疼痛消失,无后凸畸形。表明中上胸椎半椎弓根入路置钉技术选用较粗、较长螺钉置入内固定效果可靠,安全,且进钉技术相对简单,易于掌握,可作为中上胸椎后路内固定的良好选择。     

胸椎椎弓根螺钉置入CT评价：基于SCI数据库的文献分析

背景：胸椎椎弓根螺钉置入前后CT扫描评价可以提高螺钉置入的准确性,并且避免螺钉置入时对周围神经血管损伤引起的严重并发症。 目的：对胸椎椎弓根螺钉置入的CT评价应用进行深入分析,为提高改进椎弓根螺钉置入技术以及CT扫描在该领域的研究应用提供相关参考信息。 方法：对SCI数据库2002至2011年收录的胸椎椎弓根螺钉置入的CT评价研究文献进行文献计量学分析和实验研究分析,分析文献的作者、机构以及国家地区明确世界范围对该领域的不同研究情况,分析胸椎椎弓根螺钉置入的CT评价的可行性、准确性、解剖结构风险以及疾病的临床应用,明确CT扫描对于胸椎椎弓根螺钉置入的应用范围。 结果与结论：胸椎椎弓根螺钉置入的CT扫描评价具有较高的准确性,螺钉置入前CT扫描胸椎椎弓根及周围相邻结构评价椎弓根的形态以及与周围组织的结构关系,提高螺钉置入的准确性,避免神经血管损伤的并发症发生,螺钉置入后CT扫描胸椎椎弓根以及螺钉系统,评价螺钉置入的效果以及满意度,为制订后续的治疗方案提供帮助。     

传统椎弓根螺钉与改良皮质骨轨迹置钉技术的生物力学性能有限元分析

背景:根据现有皮质骨轨迹置钉技术的不足,作者提出了改良皮质骨轨迹置钉技术,但尚不清楚改良皮质骨轨迹置钉技术实际的力学性能表现。目的:通过有限元方法,对比改良皮质骨轨迹置钉技术与传统椎弓根螺钉技术应用于骨质疏松腰椎后生物力学性能上的差异。方法:获取4具人骨质疏松椎体标本的CT扫描数据,建立L4椎体有限元模型,创建螺钉模型,改良皮质骨轨迹置钉技术选用4种规格(直径为4.5,5.0,5.5,6.0 mm,长度均为40 mm)的螺钉,传统椎弓根螺钉技术选用2种规格(直径为6.0,6.5 mm,长度均为45 mm)的螺钉。首先,对螺钉依次进行安全性测试,置钉时导致椎弓根骨皮质发生破坏者被排除。确定安全直径后,分析螺钉的单钉拔出力、螺钉稳定性及椎体稳定性。结果与结论:(1)螺钉安全性测试:传统椎弓根螺钉技术选用直径6.5 mm、改良皮质骨轨迹置钉技术选用直径6.0 mm螺钉置入时存在骨质破坏的风险,其余直径螺钉无风险,该两组直径螺钉被排除后续测试;传统椎弓根螺钉技术螺钉安全直径为6.0 mm,改良皮质骨轨迹置钉技术螺钉安全直径为4.5,5.0,5.5 mm;(2)单钉拔出力:传统椎弓根螺钉技术组(...     

新型防神经根损伤双螺纹椎弓根螺钉解剖学依据

目的　通过测量正常人双侧的胸椎及腰椎椎体解剖学参数,为新型防神经根损伤双螺纹椎弓根螺钉的设计提供理论依据。 方法　纳入200例健康志愿者,在仰卧位CT片上测量胸椎T1~12及腰椎L1~5椎弓根螺钉进钉路径的分段长度（椎体段、椎弓根段和椎板段）、进钉外展角及椎弓根峡部宽度和高度。计算各解剖参数的均值和标准差。 结果　纳入胸椎志愿者100人,平均年龄31.21岁,腰椎志愿者100人,平均年龄31.05岁。胸椎组螺钉椎体段长度为左侧（19.09±2.36）mm,右侧（19.77±2.54）mm;螺钉椎弓根段长度为左侧（7.67±1.19）mm,右侧（8.17±1.16）mm;螺钉椎板段长度为左侧（9.94±2.02）mm,右侧（9.06±1.71）mm;进钉外展角为左侧（8.61± 2.57）°,右侧（8.44±2.71）°;椎弓根峡部宽度为左侧（8.44 ± 2.71）mm,右侧（5.95 ± 1.16）mm;椎弓根峡部高度为左侧（11.76±1.86）mm,右侧（11.79±2.24）mm。腰椎组螺钉椎体段长度为左侧（26.99 ± 3.37）mm,右侧（27.06±3.24）mm;椎弓根段长度为左侧（10.00±1.58）mm,右侧（10.37 ± 1.53）mm;椎板段长度为左侧（12.74±2.16）mm,右侧（13.96±2.46）mm;进钉外展角为左侧（16.16±2.93）°,右侧（16.31±3.05）°;椎弓根峡部宽度为左侧（9.72±1.59）mm,右侧（9.45±1.84）mm;椎弓根峡部高度为左侧（14.50±2.83）mm,右侧（14.05±2.39）mm,胸椎与腰椎螺钉椎体段长度、椎弓根段长度、椎板段长度、进钉外展角各参数对比,差异无统计学意义（P>0.05）,T1~L5椎弓根峡部高度分别与椎弓根峡部宽度比较,有统计学差异（P<0.05）。 结论　通过对正常人群胸椎及腰椎椎骨较为细致的相关解剖学测量,可获得设计新型双螺纹椎弓根螺钉的较准确依据。