可灌注骨水泥椎弓根螺钉的生物力学研究

目的 探讨可灌注骨水泥椎弓根螺钉(novel perfusional pedicle screw,NPPS)在骨质疏松椎体内的生物力学稳定性.方法 选取平均年龄73岁的完整湿润脊柱标本(T11～L5)6具,共42个椎体,平均骨密度为(0.696±0.14)g/cm2.所有椎体均任取一侧椎弓根置入可灌注螺钉后,使用配套的骨水泥推杆和灌注筒向椎体内灌注骨水泥2ml,对侧椎弓根置入常规螺钉,作为对照组.随机选取3个椎体,剖开椎体观察骨水泥分布情况.余39个椎体随机分成3组,每组13个,分别行最大轴向拔出力、最大旋出力矩、周期抗屈试验.另取10个可灌注螺钉和10个对照组螺钉行三点弯曲实验.结果 所有椎体均没有观察到骨水泥渗漏.可灌注螺钉的最大轴向拔出力为(760±178)N,对照组为(355±87)N;可灌注螺钉的最大旋出力矩为(1.347±0.377)N·m,对照组为(0.488±0.205)N·m.4枚(4/13,占30.8%)可灌注螺钉发生松动,其平均载荷为(150±46)N;未松动的螺钉中,松动位移半均(0.661±0.289)mm,对照组中所有的螺钉在最大负荷介于50～200 N时开始松动(位移>2.000 mm),平均载荷(104±35)N.可灌注螺钉的平均极限弯曲载荷为(3082±144)N,对照组螺钉为(3357±263)N.结论 可灌注椎弓根螺钉,结合骨水泥推杆和灌注筒能有效控制骨水泥渗漏,明显增强椎弓根螺钉在骨质疏松椎体内的稳定性.     

新型可注射骨水泥椎弓根螺钉与骨水泥钉道强化在治疗腰椎滑脱伴骨质疏松中的比较研究

目的比较新型可注射骨水泥椎弓根螺钉（bone cement injectable canulated pedicle screw,CICPS）和传统骨水泥钉道强化方法应用于治疗腰椎滑脱伴骨质疏松患者的临床疗效。方法 2011年7月~2013年11月序贯纳入腰椎滑脱伴骨质疏松患者（T〈-2.5）43例,随机分为2组,A组20例采用CICPS行后路滑脱复位植骨融合内固定术。B组23例采用传统骨水泥钉道强化内固定术。比较2组手术时间、出血量、住院时间。采用疼痛视觉模拟量表（visual analogue scale,VAS）评分,Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index,ODI）评价患者术后疼痛和功能恢复。术前及术后1、3、6、12个月及术后每年行X线和CT检查评估椎间隙高度丢失、内固定失败率和椎间植骨融合率。结果 43例患者均得到随访,随访时间为6~33个月,平均16.5个月。A组手术时间、出血量、住院时间显著低于B组（P〈0.05）。A组和B组植骨融合率分别为94.6%、90.2%,2组比较差异无统计学意义（P〉0.05）。B组发生内固定松动、螺钉拔出3例,A组未发生此类情况。A组椎间隙高度丢失（2.3±1.2）mm,B组椎间隙高度丢失（3.6±2.2）mm,2组比较差异有统计学意义（P〈0.05）。根据VAS评分和ODI,2组患者术后疼痛与功能均得到改善,A组效果优于B组（P〈0.05）。结论 CICPS强化内固定稳定性是一种具有较好安全性和有效性的新方法。     

骨水泥强化椎弓根螺钉固定的研究进展

椎弓根螺钉固定技术是脊柱后路固定的标准技术,但在骨质疏松情况下固定易松动失效,常需要行骨水泥强化以提高固定效果.本文简要介绍了疏松性椎骨骨-钉界面生物力学、骨水泥强化固定的方法和材料.并指出强化固定的指征和可吸收材料在骨质疏松性骨质强化巾的替代过程及其强度可能是值得期待的研究方向.     

骨水泥强化椎弓根螺钉技术的研究进展

<正>骨质疏松症是老年人群的常见疾病,随着我国老龄化进程的加快,其发生率不断升高[1]。骨质疏松引起的骨折等并发症严重影响患者生活质量,也给患者家庭及社会带来了一定的经济负担[2]。对需要行脊柱后路内固定手术的患者,一旦合并骨质疏松,其螺钉松动脱出、内固定失败的发生率明显增加[3-4]。如何有效减少螺钉松动、提高内固定强度成为脊柱外科医师所关注的重点和热点问题。目前强     

医用骨水泥对腰椎椎弓根钉固定的影响

目的探讨医用骨水泥对椎弓根钉固定强度的影响。方法24个新鲜冰冻尸体的腰椎椎体作为实验对象,随机分为3组,第1组为单纯钻孔组,第2组丝锥攻丝组,第3组为扩大钻孔组。每组8个椎体,每个椎体自身对照,两侧的固定方式一样,只是一侧在固定螺钉前加用骨水泥,另一侧不加骨水泥作为对照。固定后分别在万能机上进行轴向拉力测试,比较二者的差异。结果在第1组单纯钻孔组中,骨水泥固定侧拉力范围平均(1988±289)N,对照侧平均(1242±264)N,二者比较有显著差异(P<0001)。第2组丝锥攻丝组骨水泥固定侧拉力范围平均(4553±945)N,对照侧为平均(1303±138)N,二者比较有显著差异(P<0001)。第3组扩大钻孔组骨水泥固定侧拉力范围平均(4653±675)N,对照侧平均1213N,二者比较有显著差异(P<0001)。3组骨水泥固定侧的结果相比,第1组单纯钻孔组与第2组丝锥攻丝组、第3组扩大钻孔组之间有明显差异(P<0001),而第2组与第3组之间无差异(P>005)。结论骨水泥对椎弓根螺钉的固定有明显的增强作用。对于骨质疏松的患者或手术中椎弓根钉固定失败,或二次手术重新固定时,都可以采取骨水泥进行加强固定的方法,且强度可靠。     

可注射硫酸钙MIIGX3与医用骨水泥对椎弓根钉固定作用的比较研究

[目的]用可注射硫酸钙M IIGX3(m in im ally invasive in jectab le graft X3,以下简称M IIGX3)及医用骨水泥分别强化猪腰椎椎弓根钉内固定,测定椎弓根钉最大轴向拔出力,比较两种材料对椎弓根钉固定强度的影响。[方法]8个新鲜猪腰椎作为实验对象,在同一椎体双侧椎弓根制作钉道,一侧在固定螺钉前加用M IIGX3(M IIGX3组),另一侧加用骨水泥(骨水泥组)。24 h后行轴向拔出力测试。[结果]最大轴向拔出力,M IIGX3组1915±375 N,骨水泥组3625±775 N,二者配对t检验有显著差异(P<0.01)。[结论]骨水泥对椎弓根钉的固定作用大于M IIGX3。当存在脊柱滑脱需较大提拉力量或椎弓根钉需承受较大拔出力的节段,使用骨水泥进行强化更为合适。     

松质骨螺钉骨水泥强化的生物力学和组织学研究

目的通过动物实验观察不同骨水泥强化松质骨螺钉的生物力学和组织学变化动态,为骨质疏松骨折患者内固定提供理论基础。方法在10只杂种犬胫骨近端制作松质骨螺钉植入的动物模型,分别采用碳酸化羟基磷灰石水泥(CHC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)强化,分别于术后5d、4、8、12和16周处死动物,观察螺钉拔出的生物力学和组织学变化。结果CHC强化的螺钉拔出力随手术后时间的延长而逐渐升高,16周时达到(512.5 14.5)N,而PMMA强化组螺钉拔出力则随手术后时间的延长而逐渐降低。CHC-骨界面结合紧密,并且随时间延长出现CHC降解和骨长入,而PMMA-骨界面形成一层纤维组织。结论CHC强化能够提高松质骨螺钉植入体内的稳定性,并且随植入时间延长而逐渐升高。     

硫酸钙骨水泥强化去势绵羊体内椎弓根螺钉稳定性的动态生物力学研究

目的评价硫酸钙骨水泥(calciumsulfate cement,CSC)在去势绵羊体内强化椎弓根螺钉稳定性的动态效果。方法12只成年雌性绵羊行去势手术1年后,并测量去势前后腰椎骨密度。取去势绵羊的L2～L5双侧椎弓根为实验对象,其中一侧直接拧入椎弓根螺钉(空白组),另一侧向钉道内注入CSC(0.5ml)后,再拧入椎弓根螺钉(CSC组),两种方法左右完全随机。于术后1天,6周,12周,24周四个时间点各随机处死3只绵羊,分别测定各组中螺钉的轴向拔出力和拔出能量吸收值,对比分析同一时间点不同方法之间和同一方法的不同时间点之间的力学指标。结果去势1年后绵羊腰椎骨密度显著下降,差异具有统计学意义(P0.05),骨质疏松绵羊模型建立成功。空白组中各时间点之间的最大轴向拔出力(Fmax)和拔出能量吸收值(E)无显著性差异(P0.05),而CSC组中24周螺钉的Fmax和E显著高于同组的1天,6周和12周;同一时间点,CSC组螺钉的Fmax和E均显著高于对照组(P0.05)。结论CSC可以显著提高骨质疏松椎体内椎弓根螺钉的稳定性,强化螺钉的作用在体内是动态稳定的,并能进一步提高螺钉在体内的远期稳定性。在椎弓根螺钉强化方面,CSC可以作为PMMA的替代材料。     

新型椎弓根钉骨水泥强化系统的生物力学与骨水泥剂量关系

目的建立骨质疏松模型,研究骨质疏松情况下新型经皮长U形空心椎弓根钉骨水泥强化系统(PMI-NPPS)的生物力学与骨水泥剂量之间的关系。方法取年龄在2.5~3.0岁绵羊腰椎,根据羊腰椎大小定做特定尺寸的羊PMI-NPPS。将40个椎体分成A、B组,B组脱钙4 h,分别进行骨密度测量,统计学分析确认骨质疏松模型建立。制备50个骨质疏松椎体随机分成5组,置入羊PMI-NPPS及骨水泥,按剂量分为0 ml组、0.5 ml组、1.0 ml组、1.5 ml组、2.0 ml组,进行生物力学测试,然后得出骨水泥剂量与Fmax(最大拔出力)的关系。结果 A组骨密度值为(0.875±0.003)g/cm~3、B组骨密度值为(0.631±0.003)g/cm~3,B组骨密度值低于A组,差异有统计学意义(P0.05)。脱钙后椎体骨密度较脱钙前降低27.9%。0 ml组、0.5 ml组、1.0 ml组、1.5 ml组、2.0 ml组的Fmax分别为(372.34±47.96)N、(613.85±30.37)N、(760.64±51.18)N、(896.59±47.97)N、(1 011.59±47.97)N。Pearson相关分析结果提示骨水泥剂量与Fmax呈直线相关,线性回归方程为y=312.5x+418.75(R~2=0.977),且1.5 ml为最理想的骨水泥剂量。结论当骨水泥剂量为0~2 ml时,随着骨水泥剂量的增加,羊PMI-NPPS的Fmax越高,且呈线性相关;当骨水泥剂量为1.5 ml时,羊PMI-NPPS的Fmax可达到正常骨密度时内固定的强度。     

新型上胸椎椎弓根钉内固定系统的设计及其生物力学分析

目的测试新型上胸椎椎弓根钉内固定系统的生物力学性能。方法采用国际通用标准ASTM F543-2013及ASTM F1717-2013测试新型上胸椎椎弓根钉内固定系统的生物力学性能,进行单轴钉置入及拔出试验,万向钉压缩试验。并与常用颈胸椎椎弓根钉棒系统(常用组)及强生椎弓根钉棒系统(强生组)进行比较。结果试验组置入力矩低于常用组,拔出力小于常用组,差异有统计学意义(P0.05)。试验组屈服力大于强生组,但小于常用组,差异有统计学意义(P0.05)。试验组屈服刚度大于强生组,弹性位移、屈服位移小于强生组,但与常用组比较差异无统计学意义(P0.05)。试验组动态试验加载力最大值81 N为强生组的屈服力,反复加载后未损坏,故动态测试结果优于强生组。常用组动态试验加载力最大值110.9 N为试验组的屈服力,试验组与常用组反复加载后均未损坏,故动态试验结果接近。结论若上胸椎不稳但胸廓完整,新型上胸椎椎弓根钉内固定系统的生物力学性能可以满足临床的需要,提供即刻稳定性。     

GSS椎弓根螺钉内固定并二期伤椎骨水泥灌注治疗胸腰椎骨折

目的探讨GSS椎弓根螺钉内固定结合二期伤椎骨水泥灌注治疗胸腰椎骨折的有效性和安全性。方法2005年3月～2010年10月共31例胸腰椎爆裂性骨折患者行后路GSS椎弓根螺钉内固定治疗,术后3～18个月根据X线及CT复查情况,出现＂蛋壳现象＂的患者在取出内固定前行伤椎骨水泥灌注,记录术前、术后及末次随访时的伤椎高度及X线片测量的Cobb角角度。结果本组患者均未出现骨水泥渗漏,术后12～18个月取出内固定后再随访1～3年。术后伤椎椎体高度及Cobb角与术前相比有明显改善。结论 GSS椎弓根螺钉内固定结合二期伤椎骨水泥灌注治疗胸腰椎骨折可达到良好的治疗效果,可作为治疗胸腰椎骨折的新的尝试。     

骨水泥强化治疗骨质疏松症伴脊柱侧弯疗效分析

目的探讨对伴骨质疏松症的退行性脊柱侧弯病人行后路减压、骨水泥强化钉道椎弓根内固定融合治疗的临床疗效。方法 2006-10-2009-07收治伴骨质疏松症的退变性脊柱侧弯患者18例,女11例,男7例,平均年龄64.5岁,均冠状面畸形,Cobb’s角>15°或合并椎体旋转半脱位以及合并椎体骨质疏松性病理性骨折。手术采取部分椎板切除,松解神经根以充分减压,骨水泥强化钉道的椎弓根长节段钉棒系统进行矫形,记录手术前后Cobb’s角、前凸角,手术前后进行ODI评分。结果所有病例切口均Ⅰ期愈合,无感染或深静脉血栓等近期并发症;进行24~54个月随访(平均36个月),未出现断钉、断棒,及椎弓根钉拔出、松动、融合节段假关节形成或感染等远期并发症。患者术后冠状面Cobb’s角均低于术前(P<0.05),腰椎矢状面前凸角均高于术前(P<0.05),ODI综合评分均低于术前(P<0.05)。结论在充分减压消除症状的基础上,用骨水泥强化钉道进行侧弯的矫形,可以获得脊柱平衡并能够避免矫形的丢失。     

相邻节段骨水泥强化椎弓根螺钉固定联合伤椎植骨置钉治疗重度骨质疏松性胸腰椎骨折

<正>胸腰椎骨折是临床常见的脊柱骨折之一,传统的治疗方法是经后路跨伤椎短节段椎弓根钉棒系统复位内固定,临床效果良好~([1]),但远期随访发生椎体高度丢失、螺钉断裂等较多~([2])。目前临床上因骨质疏松导致的胸腰椎骨折患者日益增多。而骨质疏松影响螺钉的把持力,术中或术后容易导致螺钉松动、退出甚至断裂~([3]),尤其是重度骨质疏     

可吸收陶瓷改善椎弓根螺钉稳定性的体外生物力学试验

目的探讨在椎弓根螺钉置入时添加可吸收陶瓷Biobon对椎弓根螺钉稳定性的影响。方法采用28个L3～L5椎体标本,将椎弓根螺钉按标准操作分别置入两侧椎弓根,随机在其中一侧加Biobon。对其中16个椎体测试螺钉最大轴向拔出力F-max和螺钉拔出过程中达到最大轴向拔出力时的能量吸收值E-F-max及螺钉拔出一个螺距2.0mm时的能量吸收值E-2mm。另外12个椎体作梯增负荷的周期抗屈试验。结果同未加Biobon组比较,加入Biobon组的F-max增加了79.7%。E-F-max和E-2mm也分别增加了83.1%和68.2%,两组差异有非常显著性意义Wilcoxon检验,P<0.01。周期抗屈试验中,添加Biobon可使螺钉耐受更强的负荷或在同等负荷下仅产生较小的位移。结论在椎弓根螺钉置入时添加Biobon能显著提高其初始稳定性。     

GSS椎弓根螺钉内固定并二期伤椎骨水泥灌注治疗胸腰椎骨折

【摘要】 目的 探讨GSS椎弓根螺钉内固定结合二期伤椎骨水泥灌注治疗胸腰椎骨折的有效性和安全性。 方法 2005年3月~2010年10月共31例胸腰椎爆裂性骨折患者行后路GSS椎弓根螺钉内固定治疗,术后3~18个月根据X线及CT复查情况,出现“蛋壳现象”的患者在取出内固定前行伤椎骨水泥灌注,记录术前、术后及末次随访时的伤椎高度及X线片测量的Cobb角角度。 结果 本组患者均未出现骨水泥渗漏,术后12~18个月取出内固定后再随访1~3年。术后伤椎椎体高度及Cobb角与术前相比有明显改善。 结论 GSS椎弓根螺钉内固定结合二期伤椎骨水泥灌注治疗胸腰椎骨折可达到良好的治疗效果,可作为治疗胸腰椎骨折的新的尝试。     

聚甲基丙烯酸甲酯强化和修复椎弓根螺钉的生物力学研究

目的 评价聚甲基丙烯酸甲酯（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ,ＰＭＭＡ）强化和修复椎弓根螺钉固定的生物力学效果。方法 ８具成人新鲜腰椎骨Ｌ３－５,随机选择一侧椎弓根放置直径为６．０ｍｍ的ＣＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔＣＤ）椎弓根螺钉,另一侧以直径为３．５ｍｍ的钻头导孔,均不穿透椎体前皮质。在材料试验机上进行椎弓根螺钉拔出实验,拔出速率为５ｍｍ／ｍｉｎ。然后沿椎弓根孔道注入ＰＭＭＡ粉和水按体积１