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。     

腰椎单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合的生物力学研究

目的：分析腰椎单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合的生物力学性能,为临床应用提供理论依据.方法：采用6具新鲜成人脊柱腰骶段（L3～S1）标本,分别测试8 Nm载荷情况下完整标本（正常组）、单侧椎弓根螺钉内固定（螺钉组）、单侧椎弓根固定并单侧椎板减压（减压组）和单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合（融合组）等四种状态下固定椎体的活动范围,并比较其生物力学的稳定性.结果：在8 Nm的纯力矩偶载荷下,减压组的屈伸、侧弯和旋转等3种活动范围均最大,其余按活动范围由大到小依次为正常组、螺钉组和融合组,4组间差异有统计学意义（P＜0.05）;螺钉组和融合组的3种活动范围组间差异无统计学意义（P＞0.05）,但均小于正常组（P＜0.05）.结论：单侧椎弓根螺钉固定并椎间融合可以提供良好的生物力学稳定性,可作为腰椎退行性疾病的治疗选择.     

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。     

经椎间孔腰椎椎间融合结合不同椎弓根螺钉固定在单节段腰椎及邻近节段的生物力学特征

文题释义： 生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支,分为体外和体内生物力学。体外生物力学实验通常将测试的内固定器械与动物标本共同组成的标本单位,采用此形式对离体标本进行脊柱屈伸、侧弯和旋转等生理载荷模式下的力学测试,可更加精确、方便和准确地获得内固定器械稳定性的指标参数。 经椎间孔椎间融合内固定术：通过切除部分关节突关节扩大椎间孔,行椎体间减压植骨,再给予椎弓根钉棒系统来增加椎体间稳定性,促进骨性融合。该入路不需要过度牵拉硬膜和走形神经根,减少硬膜和神经根的副损伤,同时保留了脊柱后方韧带复合体增加稳定性。 背景：对于腰椎退行性病变,早期给予有效固定达到椎间融合可重建脊柱稳定性,所以减压-固定-融合是脊柱外科手术的关键。 目的：比较经椎间孔腰椎椎间融合术下双侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定联合经对侧椎板小关节固定融合节段与邻近节段的生物力学稳定性。 方法：选用18具新鲜小牛L_3-5标本,在经椎间孔腰椎椎间融合术下进行不同的固定形式,分成A组(完整标本)、B组(双侧椎弓根螺钉固定)、C组(单侧椎弓根螺钉固定)、D组(单侧椎弓根螺钉固定联合经对侧椎板小关节固定),分别测试邻近节段L_3-4、融合节段L_4-5在后伸、前屈、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6个方向上的活动范围值及融合节段L_4-5的刚度值。 结果与结论：①对于融合节段L4-5的活动范围,B组6个方向的稳定性最高;D组次之,并在旋转方面与B组有相似结果(P > 0.05);C组右侧弯和左旋转的稳定性不足,关节活动度与A组比较差异无显著性意义(P > 0.05);A组6个运动方向的活动度最大,稳定性最差;②对于融合节段L4-5的刚度值,B组6个方向的刚度值最大,与其他组比较差异均有显著性意义(P < 0.05);C组和D组左、右旋转下的刚度值比较差异有显著性意义(P < 0.05),A组6个运动方向的刚度值最低;③对于临近节段L3-4的活动范围,B组6个方向的活动范围最大,邻近节段承受负荷最大,同其他3组比较差异有显著性意义(P < 0.05);D组除左、右旋转外其余方向的活动范围同C组、A组比较差异无显著性意义(P > 0.05);C组和A组6个方向活动范围比较差异均无显著性意义(P > 0.05);④结果表明,单侧椎弓根螺钉固定早期在右侧弯和左旋转方向的活动度大,接近于完整标本组,存在稳定性不足的缺点,临床中需要慎用并严格把握适应证。单侧椎弓根螺钉联合对侧经椎板关节突螺钉固定技术改进了单侧椎弓根螺钉不对称固定的弊端,增加了旋转和侧弯的稳定性,又可以避免双侧椎弓根螺钉固定对邻近节段的影响,可以成为临床的一种有效手术治疗方式。 ORCID: 0000-0002-2810-2047(侯继春) 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     

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...     

椎间融合与双侧经椎弓根经椎间盘螺钉置入后腰椎生物力学的有限元分析

背景：腰椎经椎弓根经椎间盘螺钉是一种新的微创脊柱内固定技术,与传统双侧椎弓根螺钉固定相比,单侧只需1枚螺钉固定1个节段,具有经济微创、操作便捷等优点。但目前探讨应用双侧经椎弓根经椎间盘螺钉联合改良经椎间孔入路腰椎椎间融合(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)术式的研究仍很少见。目的：通过建立改良TLIF无内固定(cage alone)、改良TLIF联合双侧椎弓根螺钉内固定(cage+BPS)和改良TLIF联合双侧经椎弓根经椎间盘螺钉内固定(cage+BTPTDS) 3种有限元模型,评估改良TILF联合不同内固定对椎间融合器(cage)、内固定、椎间盘、下终板的应力分布及腰椎活动度的影响。方法：采集成人腰椎薄层CT扫描图像,通过Mimics、Geomagic和SolidWorks软件建立3种有限元模型：cage alone模型、cage+BPS模型和cage+BTPTDS模型。采用ANSYS Workbench模拟施加人体前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左侧旋转、右侧旋转6种不同运动载荷,计算3种模型cage及内固定、下终板、椎间盘应力分布...     

腰椎单侧与双侧内固定后的生物力学特征比较

文题释义： 椎弓根螺钉内固定：主要应用于脊柱退变性疾病,可以在术后维持脊柱的稳定性,促进骨质的融合。对于存在脊柱不稳或者是脊柱骨折的患者,椎弓根钉内固定可以起到复位、维持脊柱稳定性的作用。对于存在脊柱侧弯畸形或者是后凸畸形的患者可以进行矫形。 应力分析：分析机械部件内的应力值和应力分布的方法,在此文中利用该方法分析不同螺钉固定方法对腰椎应力的影响。 背景：椎弓根螺钉固定椎体是目前临床治疗腰椎退行性疾病的主要手段,从生物力学的角度可以很好地评价椎弓根固定系统稳定性,利用有限元分析法进行椎弓根螺钉固定椎体的应力分析成为越来越多研究者的选择。 目的：从生物力学角度分析单侧及双侧椎弓根螺钉固定时人体腰椎弯曲运动时的应力、位移变化,为实际临床应用提供理论借鉴。 方法：基于志愿者腰椎CT数据建立腰椎三维模型,与志愿者签署了知情同意书,且得到医院伦理委员会批准。利用Abaqus软件模拟实际腰椎受力情况,对单侧及双侧椎弓根螺钉固定时腰椎的弯曲运动进行有限元分析,观察2种固定方式下腰椎椎体、椎间盘、椎弓根钉的受力大小和位移情况。 结果与结论：①双侧固定下左侧螺钉受力为22.2 MPa,右侧螺钉受力为21.14 MPa,远远小于单侧固定时螺钉所受应力79.19 MPa;椎间盘在单侧固定下应力值比双侧固定时大87%;椎体在双侧固定时,要比单侧固定所受应力小72%;②从位移情况来看,双侧固定时,螺钉、椎间盘与椎体的位移要比单侧固定分别小53%,55%以及62%;③因此从力学角度分析,双侧椎弓根螺钉固定时受力小,要比单侧固定对人体更加友好,更有利于患者的恢复。 ORCID: 0000-0002-4813-066X(陆向东) 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     

腰椎椎间融合器及其在椎间融合术中的生物力学研究进展

针对腰椎椎间融合术的生物力学研究背景和意义,回顾近年来椎间融合器及其在椎间融合术中的研究进展,并对其发展前景进行展望。主要归纳腰椎生物力学实验方法、椎间融合器和椎间融合术的最新进展,得出椎间融合术生物力学研究的主要方向为:有限元法的建模精细化、传统融合器的几何更优化、新型融合器的临床化和辅助固定方式的多样化。最后对椎间融合术生物力学的发展前景进行展望。通过对腰椎椎间融合术的生物力学研究进行回顾和展望,以期为腰椎疾患的临床手术治疗提供参考依据。     

后路椎间融合加椎弓根螺钉内固定治疗腰椎滑脱症21例疗效分析

目的：探讨后路椎间融合（自体骨＋cage）加椎弓根螺钉复位内固定术治疗腰椎滑脱的临床疗效。方法：自2009年5月至2012年4月,采用后路减压复位、椎体问置人自体骨及斜向置入单枚融合器（cage）手术,治疗伴有明显神经症状的成人腰椎滑脱患者21例。结果：本组患者均顺利完成手术,术后随访6～30个月。21例患者临床症状均有不同程度改善;X线显示复位效果良好,滑脱复位椎体在6—9个月达骨性融合,无高度丢失及复位丢失,内固定材料无松动、断裂,Cage融合器位置及形态正常。临床疗效优14例,良5例,可2例,差0例,优良率90．5％。结论：后路椎间融合（自体骨＋cage）加椎弓根螺钉复位内固定术治疗腰椎滑脱,具有复位满意、固定牢靠、植骨融合率高、减压彻底、临床疗效满意等优点,是治疗腰椎滑脱症的有效方法。     

单侧腰椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与双侧固定的比较

背景：经椎板关节突关节螺钉固定、椎间植骨融合治疗脊柱疾患是一种独特的固定方法,可用于退变性腰椎的融合。 目的：比较采用微创经腰椎间孔椎体融合联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与常规开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定治疗下腰痛疾病的临床效果。 方法：纳入2010年6月至2012年6月于武警广东总队医院就诊的腰椎间盘突出伴腰椎轻度不稳患者49例,均采用后路减压椎间融合器植骨内固定治疗。其中24例采用微创经椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定,25例采用常规开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定,比较两种固定方法的临床疗效。 结果与结论：两种固定方法术后椎体融合率、日本矫形外科协会评分及疼痛目测类比评分改善率差异均无显著性意义(P > 0.05)。可见对无严重不稳的单节段退变性腰椎疾病患者,两种治疗方法的效果相当,均能有效提高椎间融合率,使小关节稳定,解除临床症状,门诊随访满意。但采用微创经椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定的患者手术切口长度、手术时间、术中出血量、术后切口引流液量明显减少(P < 0.05),说明该方法具有创伤小、操作简单的优势。     

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。     

单侧TLIF单边固定治疗复发性腰椎间盘突出症

目的探讨运用单侧TLIF单边固定治疗复发性腰椎间盘突出症的临床疗效。方法 25例经保守治疗无效的复发性腰突症患者采用单侧TLIF辅以单边固定治疗,24例为同侧单节段突出,其中L_(4/5)节段18例,L_5/S_1节段6例;1例为对侧双节段突出。根据术前术后JOA评分、满意度指数及影像学结果评价手术疗效,并分析并发症。结果 JOA平均评分由术前9.9分提升至术后26.0分,平均改善率为83.7%(55.6%~100%),对手术的满意度为93.8%。所有节段均获融合,无内固定失效,椎间隙高度恢复并维持良好。1例患者出现浅层感染。结论单侧TLIF单边固定治疗复发性腰椎间盘突出症有良好的早中期疗效,远期疗效有待进一步观察。     

记忆合金椎间融合器对腰椎节段稳定性的生物力学研究

目的 :评价植入记忆合金椎间融合器 (SMAcage)后腰椎节段的即时稳定性。方法 :8具青年男性新鲜尸体脊柱腰 3、4节段标本 ,制成包括正常腰椎、SMAcage和其它 3种不同类型椎间融合器在内的5种状态的试验模型。测试其前屈 ,后伸 ,左右侧屈和左右旋转方向的运动范围 (ROM )。结果 :植入SMAcage后各向ROM值分别为完整状态的 66%、84%、65 %和 12 5 %,在前屈和侧屈方向上较正常腰椎的稳定性明显提高 (P <0 .0 0 1) ;后伸方向一致 (P =0 .117) ;旋转方向则降低 (P <0 .0 0 1)。与其它 3种融合器的稳定性相比 ,在前屈、后伸方向一致 (P >0 .0 5 ) ;侧屈方向与 2种方形融合器无明显差别 (P =0 .12 2 ) ,高于螺纹状融合器 (P =0 .0 0 4) ;旋转方向与螺纹状融合器一致 (P =0 .861) ,高于 2种方形融合器(P <0 .0 5 )。结论 :SMAcage具有独特的构型和稳定机制 ,其生物力学稳定性高于一般螺纹状和方椎间融合器。     

螺旋式与环式椎体融合器的生物力学比较

目的：用生物力学的方法比较螺旋式与环式椎体融合器的初始稳定性和拔出力量,方法：将24个颈椎运动节段（C4／5或C6／7）,根据BMD和不同节段随机分为两组,分别用螺旋式BAK－C和环式Brantigan I/F,测试完整模型和固定状态下椎体在前屈／后伸,左右侧弯和轴向旋转6种运动状态的稳定性,最后进行拔出试验,结果：BAK－C和Brantigan I/F均能增加颈椎的初始稳定性,但在效率上无显著性差异,BAK－C的拔了出力量显著大于Brantigan I/F,结论：两种椎体融合器的稳定性几乎没有差异。螺旋式融合器具有较大的拔出力量。     

椎间隙扩大减压治疗全椎板减压术后颈髓再次受压的疗效

目的观察椎间隙扩大减压椎间融合内固定术在治疗全椎板减压术后颈髓再次前方受压的临床疗效。方法2013年10月~2016年05月有27例全椎板减压术后前方致压物再次压迫颈髓的患者在我院接受手术治疗,均采用颈前路椎间隙扩大减压椎间融合内固定术治疗,其中男15例,女12例,年龄55~76岁,平均65.1岁。术后观察患者神经功能恢复、颈椎曲度改变及并发症发生情况。结果平均手术时间(79.6±13.3)min,术中出血量(73.8±16.1)mL。术后JOA评分由术前的(7.6±2.1)分恢复为术后3个月时的(12.1±3.2)分及末次随访时的12.7±3.4分,不同时间点比较具有统计学意义(P0.05),末次随访时神经功能改善率为(47.9±11.3)%。术前颈椎曲度指数为(12.2±3.7)%,术后3天为(14.4±3.9)%及末次随访时减小为(14.3±4.0)%,手术前后比较有显著统计学差异(P0.05)。术中有2例患者发生脑脊液漏,行腰大池置管引流及加压包扎后切口均I期愈合。结论颈前路椎间隙扩大减压椎间融合内固定术是一种有效的翻修术式,可充分除脊髓前方压迫并促进神经功能恢复,同时能够较好的维持颈椎稳定性。     

单侧、双侧内固定联合经椎间孔椎间融合对腰椎术后假关节形成及腰椎活动的影响

目的:探讨后路单侧、双侧内固定联合经椎间孔椎间融合术(TLIF)治疗单节段腰椎退行性病变术后假关节的发生及其对腰椎活动的影响。方法:回顾性队列研究。纳入2009年1月—2015年5月徐州市中心医院121例腰椎退行性病变患者的临床资料,其中男45例、女76例,年龄40~70(50.8±6.8)岁。根据手术方式的不同分为两...     

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。     

后路腰椎椎间融合器的优化设计

背景：后路椎间融合器是治疗脊柱椎间盘病变的主要手段之一。应用后路椎间融合器除因为适应证选取及手术操作不当等原因外常常会因为设计上的不合理而引发融合器沉陷、移位等并发症。 目的：通过回顾脊柱融合器的产生、发展和其他学者对后路椎间融合器应用的生物力学环境的研究对融合器进行优化设计。 方法：以“后路椎间融合器,沉陷,设计,植骨融合,生物力学”为检索词,应用计算机检索中国知网全文数据库1990年1月至2012年2月有关文章。纳入后路椎间融合器的优化设计有关的文献。排除与研究目的无关和内容重复者。保留18篇文献同时查阅《现代脊柱外科学》《脊柱内固定手术学》等相关专著做进一步分析。 结果与结论：后路椎间融合器经过优化设计后,终板后外侧较高的强度可以保证融合器植入椎间后防止融合器陷入椎体,同时又显著增加了融合面的面积,进一步降低应力遮挡,可以提高融合率,加速融合进程,减少沉陷、移位等并发症的产生,获得满意的临床效果。