寰枢椎后路二种内固定技术的三维稳定性评价

目的:对比寰枢椎椎弓根螺钉固定系统与枢椎椎弓根螺钉联合寰椎椎板钩固定系统的生物力学稳定性,为临床应用提供实验依据。方法:新鲜颈椎标本6例,损伤齿突基底部,建立寰枢椎失稳模型,在脊柱三维运动实验机上先测量失稳寰枢椎的三维运动范围,再在失稳模型上对每具标本进行两种内固定:C1椎弓根螺钉 C2椎弓根螺钉的钉棒内固定系统,C1椎板钩 C2椎弓根螺钉的钉棒钩内固定系统,测量二种不同固定方法的寰枢椎三维运动范围,比较两种状态下的寰枢椎稳定状况。结果:C1椎弓根螺钉 C2椎弓根螺钉的钉棒内固定与C1椎板钩 C2椎弓根螺钉的前屈、后伸、左右侧屈无显著性差异,左右旋转C1椎弓根螺钉组优于C1椎板钩组。结论:两种寰枢固定方法:C1椎弓根螺钉 C2椎弓根螺钉固定系统在抗左右旋转方面较C1椎板钩 C2椎弓根螺钉固定系统的稳定性优越,临床上应优先选择C1、C2椎弓根螺钉固定方法,当C1椎弓根过于细小时可选用C1椎板钩 C2椎弓根螺钉的固定技术。     

寰枢椎后路钉棒系统交叉棒固定及平行棒固定的生物力学稳定性

背景:前期研究证明交叉棒在由C₁椎弓根螺钉与C₂一侧椎弓根螺钉/另一侧椎板螺钉组成的寰枢椎后路钉棒系统中能增加其旋转稳定性。因此推测,寰枢椎后路交叉棒固定可能是一种简单有效的新型内固定结构框架,无论是在与C₂双侧椎板螺钉还是双侧椎弓根螺钉组成的钉-棒系统中,交叉棒的连接方式与传统平行棒相比较,都可能进一步增强其结构的生物力学稳定性。目的:评价C₁双侧椎弓根螺钉分别和C₂双侧椎弓根螺钉、C₂双侧椎板螺钉组成钉-棒系统的生物力学稳定性。方法:6例新鲜寰枢椎脱位标本,完成完整状态和失稳状态的测量后,每一例标本均置入C₁双侧椎弓根螺钉、C₂双侧椎板螺钉、C₂双侧椎弓根螺钉,按顺序分别测量C₂双侧椎板螺钉平行棒固定、C₂双侧椎板螺钉交叉棒固定、C₂双侧椎弓根螺钉平行棒固定和C₂双侧椎弓根螺钉交叉棒固定的后伸前屈、左...     

后路钉棒内固定系统在不稳定性枢椎骨折治疗中进钉点与固定方式的选择☆

背景：上颈椎后路钉棒内固定过程中,放置寰椎侧块螺钉技术是关键。 目的：总结后路钉棒内固定系统在不稳定性枢椎骨折治疗中的进钉点位置。 方法：2007-01/2010-12采用Vertex颈椎后路钉棒内固定系统治疗不稳定性枢椎骨折19例,男12例,女7例,年龄21~75岁,平均49.5岁。采用寰椎侧块螺钉及枢椎椎弓根螺钉内固定6例,寰椎侧块、单侧枢椎椎弓根及颈3侧块螺钉内固定3例,寰椎侧块、双侧枢椎椎弓根及颈3侧块螺钉内固定1例,枢椎椎弓根及颈3侧块螺钉内固定9例,内固定过程中均行后侧椎板间植骨融合。 结果与结论：19例患者全部获得随访,随访时间7~43个月。患者骨折复位满意,骨折端均获得愈合,植骨部位融合率达到100%,未出现断钉、断棒等现象,未发生颈髓及椎动脉等医源性损伤。该方法治疗不稳定性枢椎骨折创伤小,固定可靠,作者根据临床经验,对螺钉进钉点的位置总结如下：①对于寰椎侧块进钉点选择在侧块中点稍偏外、椎弓的下方1/3处,进针方向为向内、上分别稍倾斜约10°,5°。②枢椎椎弓根进钉点选择在枢椎上下关节面间、下关节正中垂线的中点,进针方向为向内、上分别倾斜15°~20°,25°。③第三颈椎侧块进钉点选择在侧块中心点内侧2 mm,进针方向为向外、上倾斜20°~25°。     

骨圈对椎弓根钉系统负载影响的三维有限元分析

目的：探讨单枚人体皮质骨圈(allograft fusion cage，AFC)斜植融合术中椎弓根钉系统受力分布，并对临床常见断钉原理进行分析，为临床应用提供理论依据。方法：采用二三维有限元方法(finite element method，FEM)，对放置及不放置AFC的脊柱Steffee钢板固定效果进行评估。结果：未放置AFC时Steffee钢板所受最大应力约为放置AFC状态下的4．8倍；椎弓根钉与螺帽交界处所受应力为最大，尤其上位螺钉与靠近椎体侧螺帽交界处是应力值最大点，未放置AFC时椎弓根钉最大应力点约为放置AFC状态下的5．0倍。结论：螺钉与钢板交界区是容易发生断钉的区域，尤其上位螺钉与靠近椎体侧螺帽交界处是最易断钉的部位；椎弓根钉系统放置AFC会明显增强融合节段稳定性，减少断钉等并发症。     

寰椎椎弓根解剖和CT测量在椎弓根螺钉固定中的意义

目的：确定寰椎后路椎弓根钉的进钉点和验证螺钉在寰椎侧块中的位置。方法：用40副干燥寰枢椎标本测量进钉点的最佳位置和相关数据，临床应用该置钉技术，CT测量6例术后病人钉在寰椎侧块中的位置和螺钉长度。结果：寰椎椎弓根平均宽度为7．78mm，进钉点在寰椎椎弓根中线外缘2．2mm，即枢椎下关节突中点的矢状线，CT测量螺钉均位于寰椎侧块内，螺钉长度为28--30mm。结论：寰椎椎弓根钉进钉点可用枢椎下关节突中点的矢状延长线来确定，螺钉长度28--30mm。     

以三维有限元分析两种方法L4/5椎间融合后的螺钉应力

背景：作者未查及使用三维有限元方法分析椎弓根螺钉内固定并自体髂骨植骨或椎间融合器植骨后螺钉应力情况的相关报道。 目的：在L₄~L₅节段有限元模型上建立椎弓根螺钉内固定并椎间双枚椎间融合器置入和椎弓根螺钉内固定并椎间自体髂骨植骨的模型,分析两种不同方法植骨后螺钉的应力分布情况。 方法：选择1名健康男性,年龄20岁,借助CT扫描和有限元软件,建立L₄~L₅节段的三维有限元模型。在验证有效的模型上建立后路椎弓根钉棒系统内固定+双枚椎间融合器植骨模型(模型A)和后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨有限元模型(模型B),然后在各模型上分别施加载荷,观察螺钉应力分布情况。 结果与结论：建立两种不同后路内固定并植骨融合术式三维有限元模型,在不同载荷情况下,发现模型B螺钉应力值均大于模型A,且差异具有显著性意义(P < 0.05),差值最大部位为螺钉尾部。结果提示后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨后更容易出现椎弓根螺钉断裂情况。     

椎弓根钉棒系统治疗不稳定性Jefferson骨折的生物力学分析

背景：目前后路寰枢椎椎弓根螺钉有取代Magerl技术趋势,成为治疗寰枢椎不稳的新标准术式。 目的：评价单、双侧椎弓根钉棒系统治疗不稳定性Jefferson骨折的力学稳定性,为临床应用提供实验依据。 方法：在6具完整枕骨颈椎(C0~4)湿润标本切断寰椎前后弓与侧块的联接部位,并切断寰椎横韧带,制成不稳定性 Jefferson骨折模型,分别安装单侧寰枢椎椎弓根螺钉系统和双侧寰枢椎椎弓根螺钉系统,通过摄像记录在1.53 N•m载荷下C1~2的三维运动,测定正常组、骨折模型组及各内固定组的三维运动范围,评价其重建寰枢椎即时稳定性的效果。 结果与结论：在屈伸、侧屈及轴向旋转的运动中,单侧寰枢椎椎弓根螺钉系统组的三维运动范围均明显大于双侧寰枢椎椎弓根钉棒系统组(P < 0.05)。提示在治疗不稳定性 Jefferson骨折时,双侧寰枢椎椎弓根钉棒系统内固定治疗稳定性好;单侧寰枢椎椎弓根螺钉系统固定效果不佳,尤其是抗旋转能力差,不能满足增强稳定性、植骨融合的要求,应尽量避免单独使用。     

重度骨质疏松条件下后路枢椎三种内固定方式的有限元分析

目的　通过有限元分析重度骨质疏松（Severe osteoporosis,SOP）条件下后路枢椎不同植钉方式在上颈椎中的生物力学特性。 方法　对1例健康成年男性进行上颈椎CT扫描,获得图像。结合有限元前处理软件,设置材料属性模拟出SOP的寰枢椎（C1~C2）失稳模型,依据手术方案建立后路寰椎双侧椎弓根螺钉（B-C1PS）+枢椎3种不同植钉方式固定：枢椎双侧椎弓根螺钉（B-C2PS,模型A）;枢椎双侧椎板螺钉(B-C2TL,模型B);B-C2PS联合B-C2TL（模型C）。分析3种模型屈伸、侧弯和轴向旋转工况下的C1~C2关节活动度、C1位移以及C2螺钉应力分布情况。 结果 在SOP的C1~C2失稳有限元模型上,模型C在不同工况下C1~C2关节活动度和C1位移最小。C2联合固定时螺钉受到的最大应力较单一固定小：模型C枢椎椎板钉在各个工况下最大应力值小于模型B,模型C枢椎椎弓根螺钉在各个工况下最大应力值小于模型A。模型C应力主要集中于C2PS根部及寰枢椎椎弓根螺钉与钉棒连接处。 结论 在SOP条件下采取模型C内固定方式较模型A、B稳定性更好。枢椎螺钉受到的应力产生分散,枢椎螺钉更加不容易产生术后疲劳性松动脱出。     

全椎板切除加椎弓根螺钉固定治疗腰椎管狭窄症

目的探讨全椎板切除加椎弓根螺钉固定治疗腰椎管狭窄症的疗效。方法对16例腰椎管狭窄症患者，采用全椎板切除加椎弓根螺钉系统固定及横突间植骨融合治疗。内固定种类：Dick钉8例，RF系统5例，Steffee钢板3例。结果平均随访3年6个月，参照Nakai疗效评定标准，优8例，良5例，可2例，差1例。平均症状改善率为93％。结论全椎板切除加椎弓根螺钉固定治疗腰椎管狭窄症，具有充分减压及防治脊柱不稳的效果。     

不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析

背景：考虑到脊柱固定的稳定性，目前临床在进行侧路椎间融合时大多采用后路双边椎弓根螺钉固定的手术方式，且多数为两期手术完成。侧卧位的后路单侧、侧方椎体钉棒固定的固定方式，也有可能会提供较好的力学稳定性，所带来的手术时间缩短、风险与花费降低等获益考量值得进一步研究。目的：比较4种不同侧路椎间融合内固定方式的生物力学特性。方法：建立正常L_3-5有限元模型，在验证其有效性基础上模拟4种不同内固定方式，即后路双侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model A)、后路单侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model B)、侧路双侧螺钉+侧路融合模型(Model C)及侧路单侧螺钉+侧路融合模型(Model D)。分别比较各模型在生理活动范围下的稳定性、螺钉内固定和椎间融合器的应力差异。结果与结论：(1)对所有重构模型，在融合节段(L_4-5)的活动范围均显著下降，Model A的活动范围下降更明显；(2)在模型的屈伸、侧屈和轴向旋转运动状态，侧路置钉的峰值应力与后路置钉的峰值应力的差异分别超过67.74 MPa、80.10 MPa和43.95 MPa；(3)在不同重建模...     

椎弓根钉棒系统治疗寰枢椎不稳与脱位的初步探讨

目的探讨椎弓根钉棒系统治疗寰枢椎不稳与脱位的临床疗效。方法收集2007年1月至2010年9月,采用椎弓根钉棒系统治疗的18例寰枢椎不稳与脱位患者的资料,分析其手术时间、出血量及术后恢复情况。结果植入36枚寰椎椎弓根钉,35枚位置良好,1枚穿入椎管但无脊髓损伤;36枚枢椎椎弓根螺钉位置均良好。所有病例均无脊髓、神经根、椎动脉损伤。随访7～24个月,寰枢椎间植骨在5—9个月时达骨性融合,无内固定物断裂或松动,脱位无复发或加重。结论寰枢椎椎弓根钉棒系统适应证广泛,手术操作安全,临床疗效良好。术前仔细分析影像学资料,选择合适病例,术中严格操作,是成功施行本术式的关键．     

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。     

Failure analysis of broken pedicle screws on spinal instrumentation

Revised spinal surgery is needed when there is a broken pedicle screw in the patient. This study investigated the pedicle screw breakage by conducting retrieval analyses of broken pedicle screws from 16 patients clinically and by performing stress analyses in the posterolateral fusion computationally using finite element (FE) models. Fracture surface of screws was studied by scanning electron microscope (SEM). The FE model of the posterolateral fusion with the screw showed that screws on the caudal side had larger axial stress than those on the cephalic side, supporting the clinical findings that 75% of the patients had the screw breakage on the caudal side. SEM fractography showed that all broken screws exhibited beach marks or striations on the fractured surface, indicating fatigue failure. Screws of patients with spinal fracture showed fatigue striations and final ductile fracture around the edge. Among the 16 patients who had broken pedicle screws 69% of them achieved bone union in the bone graft, showing that bone union in the bone graft did not warrant the prevention of screw breakage.     

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。     

两种不同椎弓根螺钉内固定术式对腰椎稳定性影响的生物力学对比研究

目的　通过腰椎双侧椎弓根螺钉内固定与单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉固定两种不同内固定生物力学对比,为临床在腰椎内固定手术术式提供支持。 方法　采用4具新鲜人体标本的L4、5脊柱功能单元,在生物力学试验机上分别测量每具标本手术前、双侧椎弓根螺钉固定后、单侧椎弓根螺钉固定结合对侧关节突螺钉固定后,在前屈、后伸、左右旋转及左右侧弯状态下的活动范围（range of motion, ROM）。 结果　双侧椎弓根螺钉与单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉两种内固定方式的6个方向的活动范围均小于术前,差异具有统计学意义（P <0.05）。与双侧椎弓根螺钉固定相比,单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉在前屈、后伸、左侧（关节突螺钉侧）弯、右侧(椎弓根螺钉侧)旋状态下的活动范围差异无统计学意义（P >0.05）,在右侧弯及左侧旋状态下的活动范围差异具有统计学意义（P <0.05）。 结论　两种不同内固定方式均可明显增强腰椎功能单元稳定性,其中,单侧椎弓根螺钉结合对侧关节突螺钉固定相比较于双侧椎弓根螺钉固定,在左旋（关节突螺钉侧）及右侧弯（椎弓根螺钉侧）活动状态下略差。     

三维影像引导脊柱椎弓根螺钉置入：准确性分析

背景：椎弓根螺钉置入是一种常见的修复各种脊柱疾病的方法,但在螺钉置入的安全性和准确性方面存在较大的难度。 目的：探讨脊柱椎弓根螺钉置入实施三维影像引导的效果。 方法：回顾性分析漯河市中医院2010年12月至2013年12月收治的118例行椎弓根螺钉置入患者的临床资料,均实施椎弓根螺钉置入内固定治疗,按照引导方式分为两组,每组59例。观察组给予三维影像脊柱导航,对照组给予常规X射线透视。观察两组患者的螺钉置入情况和修复相关指标,置入后随访1-12个月,对两组患者的置入后并发症发生情况进行比较。 结果与结论：观察组59例患者一共置入螺钉325枚,对照组319枚,观察组经评估为优良的有319枚,优良率为95%;对照组经评估为优良的有250枚,优良率为78%,两组差异有显著性意义(P < 0.05)。在螺钉置入所需时间方面,观察组显著短于对照组(P < 0.05)。在手术时间以及术中出血量方面,观察组两项指标均显著优于对照组(P < 0.05)。在螺钉置入后并发症发生率方面,观察组显著低于对照组(P < 0.05)。即表明在三维影像脊柱导航的影像引导下实施脊柱椎弓根螺钉置入内固定,可以有效缩短螺钉置入所需的时间,提高置入的准确性等,并减少各种并发症的出现。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     

金属椎弓根螺钉植入物及其新型替代材料的研究与进展

背景：椎弓根螺钉内固定系统广泛应用于脊柱骨折、退行性变、肿瘤等疾病之中,螺钉的材料、整体设计及结合新型生物材料强化等方面的研究有了很大进展。 目的：对国内外椎弓根螺钉的设计进展作一综述。 方法：由第一作者检索1994/2010中国期刊全文数据库及 1959/2010 Pubmed数据库中关于椎弓根螺钉的文章,在标题和摘要中以“椎弓根螺钉,生物力学,设计,生物材料”或“pedicle screw,biomechanics,design, biomaterial”为检索词进行检索。选择文章内容与椎弓根螺钉设计有关者,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36篇文献进入结果分析。 结果与结论：采用钛合金材料,增加螺钉的直径及长度,使用特殊设计的螺钉,如可膨胀椎弓根螺钉,或运用生物材料强化椎弓根螺钉,可以提高螺钉的固定强度。此外,不同螺钉形状、螺纹形状、螺纹倾角、螺纹深度、间距与其固定强度密切相关。设计螺钉时应充分考虑到各个因素,以便于研究出更完美的椎弓根螺钉。