钛合金板置入内固定修复老年肱骨远端骨折的生物相容性

BACKGROUND: Fracture of the distal humerus is a common type of fracture. Conservative treatment or metal implant fixation can be used during the clinical treatment of elderly patients, but the choice of specific treatment options still lacks of clear conclusion. OBJECTIVE: To explore the clinical repair effect and biocompatibility of titanium alloy implant internal fixation for aged patients with distal humeral fractures. METHODS: A total of 41 elderly patients with humeral fractures, who were hospitalized in Danzhou Municipal First People’s Hospital from July 2011 to July 2014, were enrolled in this study. In accordance with the wishes of patients, repair program was selected. 22 patients in the control group received conservative treatment. 19 patients in the observation group received titanium alloy implant fixation. After 12 months of follow-up, elbow joint activity, elbow joint function recovery and adverse reactions were observed and compared in the two groups. RESULTS AND CONCLUSION: After conservative treatment and internal fixation, each index score and total score of range of motion of shoulder joint were significantly higher in the two groups as compared with pre-treatment (P < 0.05). Each index score and total score were significantly higher in the observation group than in the control group (P < 0.05). Curative effect evaluation results showed four excellent patients and three good patients in the control group, eight excellent patients and four good patients in the observation group. The excellent and good rate was significantly lower in the control group than in the observation group (P < 0.05). Two patients suffered from mild inflammatory hyperplasia during taking out the fixator in the observation group, and the remaining patients did not affect inflammatory hyperplasia or capsular tissue. In the observation group, after surgery, one case experienced numbness of the ulnar nerve, which disappeared after treatment with trophic nerve. One case suffered from wound infection, which was controlled by antibiotic treatment, and did not induce a serious outcome. After follow-up, none of them had nonunion or internal fixation loosening. The results show that titanium alloy implant fixation for the treatment of distal humerus fractures can get better repair effect compared with conservative treatment, can effectively improve the elbow joint function, and titanium alloy material has good biocompatibility.      

人工关节置换、鞍式假体重建及异体骨移植在髋周围骨肿瘤治疗中的应用

背景：髋周围骨肿瘤是全身骨肿瘤好发部位,由于累及负重区,肿瘤切除难度大,对手术技术要求较高,同时往往需要重建骨盆及髋关节功能。 目的：比较髋周围骨肿瘤切除后3种不同修复重建方法的效果。 方法：收集2007年1月至2012年12月于武汉大学中山医院进行手术治疗的髋周围骨肿瘤患者20例,其中良性7例,交界性和恶性13例。均以手术切除治疗。8例采用异体骨移植,8例采用人工关节置换,4例采用鞍式假体重建。 结果与结论：20例均获得随访,随访时间5-60个月,平均40个月。根据Enneking评分标准,优8例﹑良5例﹑中4例﹑差3例,评估优良率65%。证实髋周肿瘤采用手术切除治疗,切除后采用异体骨移植、人工关节置换或鞍式假体重建能提高患者生存率,改善患者生活质量,是髋周肿瘤有效治疗方法。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：     

内固定植入物与外固定支架修复胫骨骨折骨不连的策略及辅助治疗

BACKGROUND: Nonunion is a common clinical problem in the prognosis of tibial fracture. The treatment method of tibial fracture nonunion is extensive and develops rapidly. Different repair plans should be taken to the nonunion of tibial fractures caused by different factors.     

股骨近端防旋髓内钉与联合加压交锁髓内钉治疗股骨转子间骨折的短期疗效比较北大核心

背景:股骨转子间骨折是老年患者常见的骨折类型,何种内固定方式的疗效最佳尚存在争论。目的:比较股骨近端防旋髓内钉与联合加压交锁髓内钉系统治疗老年股骨转子间骨折的短期临床疗效。方法:根据患者接受的内固定方式不同,分为股骨近端防旋髓内钉固定组和联合加压交锁髓内钉固定组。股骨近端防旋髓内钉固定组19例,联合加压交锁髓内钉固定组26例。比较2组患者手术时间、术中出血量、住院时间、术后并发症发生率和术后3个月髋关节Harris功能评分。结果与结论:(1)股骨近端防旋髓内钉固定组患者平均手术时间为(125.8±21.5)min,较联合加压交锁髓内钉固定组短(156.2±54.5)min,差异有显著性意义(P<0.05);(2)股骨近端防旋髓内钉固定组患者平均术中出血量为(226.3±107.2)mL,较联合加压交锁髓内钉固定组少(300.0±150.3)mL,但差异无显著性意义;(3)2组患者的平均住院时间、术后并发症发生率和术后3个月髋关节Harris功能评分方面差异无显著性意义;(4)结果提示,除了在手术时间方面股骨近端防旋髓内钉系统更具优势外,两种内固定系统治疗老年股骨转子间骨折在术中出血量、住院时间、术后并发症发生率和术后3个月髋关节Harris功能评分等方面无明显差异,术后短期内均具有良好的安全性和有效性。     

两种寰椎侧块螺钉固定方法的可行性比较

背景：寰椎侧块螺钉固定技术按其入钉点的不同可分为寰椎后弓下侧块螺钉固定和经寰椎后弓侧块螺钉固定(又称寰椎椎弓根螺钉固定),这2种固定方法各有优缺点,以往缺乏关于2种寰椎侧块螺钉固定方法骨性解剖可行性的比较研究, 目的：以测量国人寰椎相关骨性解剖数据为依据,比较2种寰椎侧块螺钉固定方法的可行性。 方法：收集30例(60侧)成人颈椎病患者的寰椎螺旋CT扫描数据,利用CT工作站对数据重建,分别测量寰椎侧块螺钉固定的关键骨性解剖数据,适合行经寰椎后弓侧块螺钉固定的标准为寰椎椎动脉沟处后弓高度和宽度≥ 4 mm;适合行经寰椎后弓下侧块螺钉固定的标准为寰椎后弓下侧块高度≥ 4 mm。 结果与结论：寰椎椎动脉沟处后弓高度为(4.54±1.17) mm,椎动脉沟处后弓宽度为(8.69±1.12) mm,寰椎后弓下侧块高度为(4.98±1.07) mm。寰椎后弓椎动脉沟高度大于4 mm(适合经寰椎后弓螺钉固定组)有41侧,占68%;寰椎后弓下侧块高度大于4 mm(适合经寰椎后弓下侧块螺钉固定)有52侧,占87%,2组差异有显著性意义(P < 0.05)。提示经寰椎后弓下侧块螺钉固定较经寰椎椎弓根螺钉更具可行性。术前利用CT测量寰椎关键解剖结构数据对制定个性化手术方案具有重要意义。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：     

不同骨科植入物对放射治疗的影响

分析商用的不锈钢植入物、钛基合金植入物以及自制的碳纤维植入物在放射诊断中的影像学区别及对放射治疗剂量的影响,探讨碳纤维植入物在放射治疗方面的应用前景.把3种不同材质的骨科植入物通过手术先后植入同一只家猪的同一只后腿,用普通模拟定位机和CT模拟定位机观察不同材质的骨科植入物对影像的影响,进而利用放射治疗计划系统分析不同植...     

三维重建结合钛板或拉力螺钉微创修复复杂肩胛骨骨折

背景：复杂肩胛骨骨折多采用植入物内固定治疗,标准的内固定入路(Judet入路)切口长,创伤较大。随着螺旋CT及三维重建技术的应用,使得临床医师可在植入物内固定前设计微创切口并完成内固定治疗,减少创伤,提高修复效果。 目的：观察三维重建设计结合重建钛板或拉力螺钉微创内固定修复复杂肩胛骨骨折的效果。 方法：纳入2007年2月至2012年1月秦皇岛市第一医院骨科收治的33例复杂肩胛骨骨折患者,植入物内固定前进行CT三维重建扫描,明确需要复位及内固定的部位,依此设计微创植入物内固定切口,减少皮肤、皮下组织及肌肉的剥离,进行复位,并应用重建钛板及/或拉力螺钉内固定。 结果与结论：33例患者手术时间90-130 min,术中出血300-400 mL,骨折全部愈合,愈合时间为2-4个月。植入物内固定后随访12-24个月,根据Hardegger标准评价肩关节功能,优17例,良12例,可3例,差1例,优良率为88%。提示三维重建设计组合小切口微创修复复杂肩胛骨骨折,能够以较小的创伤完成骨折的满意复位及植入物内固定,获得良好的修复效果。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：     

髋部骨折植入物的选择及其并发症

背景：临床上髋部骨折常通过手术进行治疗,但是由于老年患者各脏器功能衰退而增加了术后继发合并症的危险。 目的：综述近年国内外髋部骨折植入物及其并发症的研究进展。 方法：第一作者应用计算机检索1994年1月至2015年10月PubMed和CNKI中文期刊全文数据库有关髋部骨折植入物及其并发症的文章,英文检索词“hip fracture,implants,complications”;中文检索词“髋部骨折,植入物,并发症”。共检索到128篇相关文献,52篇文献符合纳入标准。 结果与结论：20%的髋部骨折患者会发生并发症,包括医学方面及手术治疗本身的。文章依据髋部骨折的临床分类不同,分两方面对髋部骨折植入物并发症进行了阐述。一方面以髋部骨折手术常用植入物为切入点阐述其常见的并发症;另一方面以髋部骨折部位为切入点阐述髋部骨折植入物并发症。髋部骨折植入物相关的常见并发症有髋内翻、关节脱位、植入物退出或切割股骨头等。早期内固定、抗血栓和预防感染、围手术期疼痛管理、精神错乱的及时发现和控制、正确的尿路管理、预防营养不良、补充维生素D、骨质疏松症的治疗和早期功能活动的改善,是髋部骨折患者的最佳保养建议。近年来随着内固定技术及术后处理的日益完善,以及早期康复的介入,更多的学者主张早期内固定治疗,目的是加快患者髋关节功能恢复以及防止再跌倒。 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     

腕舟状骨骨折影像学评价:哪种手术入路对骨折愈合影响最小更安全合适北大核心

背景:腕舟状骨由于其形态不规则且和腕关节相邻诸骨部分重叠,故对腕舟状骨骨折的诊断及治疗带来很大困难,究竟哪种影像学检查方法对腕舟状骨骨折的诊断率最高、哪种手术入路对舟状骨骨折愈合影响最小目前学术界尚存在不少争议。目的:综述目前腕舟状骨骨折的影像学检查及手术入路方面的研究进展。方法:由第一作者用中国期刊全文数据库和PubM ed数据库,检索时间:2005至2015年,检索词分别为"腕舟状骨"、"骨折"、"影像学"、"手术入路"和"scaphodl bone"、"fracture"、"iconography"、"surgical approach",语言分别设定为中文和英文。纳入腕舟状骨骨折的影像学检查及手术入路相关的研究,排除陈旧及重复的文献,共检索到3 021篇文章,按纳入标准对文献进行筛选,共纳入24篇文章进行综述分析。结果与结论:(1)腕舟状骨骨折腕关节旋前60°和旋后45°、斜位片及侧位这4种体位可以从不同角度显示腕舟状骨,具有较好的互补作用,可以作为评价腕舟状骨骨折较为理想的X射线检查体位,从而提高诊断的准确性。现阶段采用CT检查最可靠也最直观,但是CT检查尚缺少一些精确的量化参数来判断腕舟状骨骨折,尤其对微小的骨折来说更是如此。MRI不仅能很好地评价腕舟状骨结构的完整性,更重要的是能准确地反映腕舟状骨的血液灌注情况。采用核素骨扫描比反复进行X射线检查或CT检查的准确率更高;(2)目前文献报道的腕舟状骨骨折手术入路包括掌侧入路、背侧入路、桡腕侧入路等,但尚无一种公认的理想手术入路;(3)综合文献报道,较为理想的舟状骨骨折手术入路应能满足6个条件:能方便地显露舟状骨、便于骨折复位、尽可能少破坏舟状骨的残余血供、便于确定舟状骨长轴以便内固定器材的植入、微创化、总体手术过程简便易行,目前上述手术入路仍难以完全满足这6个条件,有待于临床上进一步探索。     

单侧椎弓根螺钉置入并椎间融合对邻近椎间盘节段退变的影响

背景：坚强内固定和良好融合存在严重缺陷和不足。目前还未见临床应用单侧椎弓根螺钉固定结合椎间cage植骨融合治疗腰椎退变性疾病对邻近节段退变影响的相关报道。 目的：回顾分析单侧椎弓根螺钉固定结合椎间cage植骨融合治疗部分腰椎退变性疾病后对固定融合邻近上下节段退变的影响。 方法：2006-03/2009-12对收治的部分腰椎管狭窄症、腰椎失稳及腰椎间盘脱出症患者22例,进行了单侧椎弓根螺钉固定加椎间cage植骨融合,术中不显露对侧。在固定融合后3,6,12,20个月及取出内固定钉棒后3,6个月,随访X射线片及MRI。针对X射线片运用角平分线法测量固定融合邻近上位椎间隙高度变化,MRI测量椎间盘髓核退变情况。 结果与结论：所有病例获得随访,患者椎管狭窄症状及神经根性症状消失,并且在随访期间内没有新的临床症状出现。固定融合前、固定融合后3,6,12,20个月邻近节段上位椎间隙高度分别为(7.420±0.035 4),(7.426 6±0.036 9),(7.453 3±0.036 9),(7.516 6±0.036 9),(7.430 8±0.036 9) mm,结果表明,腰椎单侧固定融合后邻近节段椎间隙高度无明显变化(P > 0.05)。MRI测量结果显示,固定融合邻近上位椎间盘髓核信号在T2加权像无明显退变。提示单侧椎弓根螺钉固定结合椎间融合治疗部分腰椎退变性疾病能有效预防固定融合邻近上下节段退变。     

单侧椎弓根钉棒固定单节段腰椎及其邻近节段生物力学研究

目的分析单侧椎弓根钉棒固定对单节段腰椎的生物力学稳定性及其对邻近节段活动度的影响。方法新鲜成人尸体腰椎标本6具,测定L4～5不稳固定节段及其上下邻近节段屈伸、左右侧弯、左右旋转6个方向ROM,按4组顺序依次测试:A组(完整组);B组(模拟L4～5不稳组);C组(单侧椎弓根钉棒固定+椎间单枚cage);D组(双侧椎弓根钉棒固定+椎间单枚cage)。结果L4～5节段除左侧弯外,C组与D组相比各运动方向ROM差异无统计学意义(P0.05);L3～4、L5～S1节段除左、右侧弯外,C组与D组相比各运动方向ROM差异无统计学意义(P0.05)。结论单侧椎弓根钉棒固定对单节段腰椎在大部分运动方向上具有与双侧固定相似的即刻稳定性,邻近节段侧弯活动度较双侧固定后更少。     

广泛膨出型腰椎间盘突出症的内固定治疗：与单纯开窗治疗比较*☆

背景：对于广泛膨出型腰椎间盘突出症的治疗采用内固定还是单纯手术仍存在争议。 目的：比较内固定与单纯开窗治疗广泛膨出型腰椎间盘突出症的疗效。 方法：回顾性分析2004-12/2009-12珠江医院收治的有根性症状的152例广泛膨出型腰椎间盘突出症患者,55例行单纯开窗减压髓核摘除治疗(单纯组),97例行髓核纤维环摘除,椎间撑开植骨融合,椎弓根钉内固定(融合组)。治疗后定期进行随访。 结果与结论：影像学检查显示,治疗后6个月和6年时,单纯组椎间隙相对高度明显下降,而融合组椎间隙高度比术前增高(P < 0.05)。治疗前及治疗后6个月,两组患者疼痛目测类比评分和Oswestry功能障碍评分差异无显著性意义(P > 0.05),治疗后6年,融合组的疼痛目测类比评分和Oswestry功能障碍评分均优于单纯组(P < 0.01)。提示,对于广泛膨出型腰椎间盘突出症,行髓核及突出纤维环摘除,椎间撑开植骨融合,椎弓根钉内固定的远期疗效优于单纯髓核摘除。 关键词：纤维环膨出;腰椎间盘突出症;融合;内固定;髓核摘除 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.008     

退变性腰椎不稳症手术治疗临床探讨

目的探讨退变性腰椎不稳症手术方法改进和临床疗效。方法回顾我院93例腰椎不稳症患者经椎板扩大开窗或全椎板切除减压,摘除髓核,椎体间植骨,后路钉棒系统加压内固定及椎间融合术治疗后效果,对治疗结果进行统计分析。结果93例术后随访8~48个月,平均26个月。X线示骨性融合,症状完全消失78例,基本消失8例,无显著缓解者7例（可4例,差3例）;有5例断钉及松动。根据JOA评分法,优良率92.5%。结论椎弓根螺钉内固定加椎管减压,椎体间植骨融合是治疗腰椎不稳症的可靠方法。     

腰椎行椎间孔入路椎间融合术固定的有限元分析

目的 利用有限元方法分析经单侧椎间孔入路腰椎间融合术治疗腰椎退行性病变的临床可行性。方法 基于正常人L3~5节段的CT扫描数据,利用Mimics、Pro/E、ANSYS软件分别建立L3~5正常生理状态有限元模型、L4/5左单侧椎弓根螺钉内固定加椎间融合器模型(单侧TLIF)、L4/5双侧椎弓根螺钉内固定加椎间融合器模型(双侧TLIF)。在L3上表面施加500 N的人体重力和10 N?m力矩,模拟人体直立、前屈、后伸、左侧弯和右旋5种生理活动,观察不同工况时椎体、椎间盘、螺钉及融合器上变形及应力分布情况,比较两种固定方法力学性能上的差异。结果 各种工况下单侧TLIF、双侧TLIF的L3~5节段变形量均较生理状态模型减少,单侧TLIF、双侧TLIF模型均在后伸运动时融合器的应力达到最大值,且单侧TLIF模型椎弓根螺钉上的应力峰值在各种工况中均明显高于双侧TLIF,后伸工况时应力峰值达到463.39 MPa。结论 单侧TLIF可作为腰椎退变性疾病的一种固定方法,但应力峰值均明显高于双侧TLIF模型,故系统稳定性差于双侧TLIF模型,提示患者在康复过程中应减少后伸运动,以免发生手术失效或螺钉断裂。     

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。     

MAST QUADRANT 可扩张管下单侧椎弓根钉置入与椎体间融合治疗腰椎退变性疾病

背景：腰椎后路椎体间融合治疗腰椎退变性疾病,能够恢复椎间隙高度、维持腰椎生理前凸、提供腰椎的即刻稳定性及取得较高的椎间骨性融合率。 目的：验证运用MAST QUADRANT 可扩张管通道微创系统行单侧椎弓根钉置入并椎体间融合治疗腰椎退变性疾病的适应证及有效性。 方法：在3.0 cm的微创切口内放置MAST QUADRANT可扩张管,应用单侧椎弓根钉内固定加椎体间融合治疗腰椎退变性疾病患者32例。 结果与结论：患者置入内固过程中未发生硬膜囊撕裂、神经根和大血管等副损伤。随访3个月以上。置入3个月后JOA评分明显高于置入前(P < 0.01),目测类比评分显著低于置入前(P < 0.01)。X射线片显示椎间隙骨密度均逐渐增加,未发现椎间融合器移位、假关节、内固定松脱或折断等并发症,亦无炎症、过敏等不良反应。     

单枚椎间融合器并椎弓根螺钉单侧内固定治疗单侧腰椎间盘突出症

背景：对于仅有一侧腰腿痛的腰椎间盘突出症需手术治疗的患者,常见的治疗方法包括腰椎椎板开窗减压和全椎板切除加压加双侧椎弓根螺钉内固定,但其治疗效果均不理想。 目的：探讨单侧椎弓根螺钉内固定结合单枚腰椎椎间融合器置入治疗出现一侧腰腿痛症状腰椎间盘突出症的可行性和临床效果。 方法：新疆石河子人民医院对40例一侧腰腿疼痛为主要症状的腰椎间盘突出症患者行单枚腰椎椎间融合器置入+单侧椎弓根螺钉内固定治疗。治疗前后按日本骨科学会(JOA)1984年制定的腰腿痛疗效标准分别对患者进行治疗前和治疗后的随访评分,计算治疗后的改善率和优良率;并按Suk标准评定椎间融合率。 结果与结论：40例患者均获得随访,时间6-60个月。切口均一期愈合,无切口感染。治疗后6个月JOA评分显著高于治疗前(P < 0.05),优良率为88%。按Suk标准评定,38例患者影像学资料符合确认植骨融合或可能融合,椎间融合率为95%。剩余2例患者在治疗后9个月随访时达到上述标准。提示单枚椎间融合器置入加单侧腰椎椎弓根螺钉内固定治疗仅有一侧腰腿痛症状的腰椎间盘突出症可获得满意的效果。     

单双侧椎弓根螺钉内固定并后路腰椎体间融合修复腰椎退行性疾病的系统评价

BACKGROUND: At present, the internal fixation and fusion surgical treatment of lumbar degenerative disease tends to diversify, but posterior lumbar interbody fusion within a single bilateral pedicle screw fixation is still common in clinical practice; the two ways after treatment can achieve satisfactory clinical efficacy, but which way has advantages is still controversial. OBJECTIVE: To evaluate the efficacy and safety of unilateral and bilateral pedicle screw fixation and single segment lumbar interbody fusion in the repair of lumbar degenerative disease by a meta-analysis system. METHODS: According to the Cochrane Collaboration search strategy, we searched MEDLINE, PubMed, EMBASE, CBMdisc, CNKI, VIP and WanFang Data. Randomized controlled trials concerned unilateral and bilateral pedicle screw fixation and single segment lumbar interbody fusion in the treatment of lumbar degenerative diseases. By two reviewers, in strict accordance with inclusion and exclusion criteria, literatures were screened, data were extracted, and the methodology quality of included trials was critically assessed. RevMan5.1 software was used for meta-analysis. RESULTS AND CONCLUSION: Six randomized controlled trials involving 507 patients were included. The results of meta-analysis showed that fixed unilateral and bilateral pedicle screw between single lumbar fusion and surgery in the treatment of lumbar degenerative diseases, significant differences were detected in surgical time [WMD=-40.29, 95% CI (-43.79, -36.79)], intraoperative blood loss [WMD= -74.13, 95% CI (-86.13, -62.13)], length of hospital stay [WMD=-1.04, 95% CI (-1.30, -0.79)], final follow-up Visual Analogue Scale score [WMD=0.33, 95% CI (0.24, 0.42)], final follow-up Oswestry dysfunction index [WMD=-1.07, 95% CI (-1.57, -0.56)]; unilateral side was better than bilateral side (P < 0.000 1). There was no significant difference in complication rate [RR=0.54, 95% CI (0.25, 1.17)] and fusion rate [RR=0.53, 95% CI (0.22, 1.28)] (P=0.12 and P=0.16). These results suggested that unilateral and bilateral pedicle screw fixation and single lumbar fusion in the treatment of lumbar degenerative disease has achieved satisfactory results. Unilateral pedicle screw fixation can reduce operation time, intraoperative blood loss and length of stay. Visual Analogue Scale score and Oswestry dysfunction index improved significantly in a short period after treatment.         

Biomechanical Analysis of Fusion Segment Rigidity Upon Stress at Both the Fusion and Adjacent Segments: A Comparison between Unilateral and Bilateral Pedicle Screw Fixation

Purpose

The purpose of this study was to investigate the effects of unilateral pedicle screw fixation on the fusion segment and the superior adjacent segment after one segment lumbar fusion using validated finite element models.

Materials and Methods

Four L3-4 fusion models were simulated according to the extent of decompression and the method of pedicle screws fixation in L3-4 lumbar fusion. These models included hemi-laminectomy with bilateral pedicle screw fixation in the L3-4 segment (BF-HL model), total laminectomy with bilateral pedicle screw fixation (BF-TL model), hemi-laminectomy with unilateral pedicle screw fixation (UF-HL model), and total laminectomy with unilateral pedicle screw fixation (UF-TL model). In each scenario, intradiscal pressures, annulus stress, and range of motion at the L2-3 and L3-4 segments were analyzed under flexion, extension, lateral bending, and torsional moments.

Results

Under four pure moments, the unilateral fixation leads to a reduction in increment of range of motion at the adjacent segment, but larger motions were noted at the fusion segment (L3-4) in the unilateral fixation (UF-HL and UF-TL) models when compared to bilateral fixation. The maximal von Mises stress showed similar patterns to range of motion at both superior adjacent L2-3 segments and fusion segment.

Conclusion

The current study suggests that unilateral pedicle screw fixation seems to be unable to afford sufficient biomechanical stability in case of bilateral total laminectomy. Conversely, in the case of hemi-laminectomy, unilateral fixation could be an alternative option, which also has potential benefit to reduce the stress of the adjacent segment.