骨水泥椎体强化椎弓根钉置入对骨质疏松脊柱生物力学稳定性的影响

背景：伴有骨质疏松患者的脊柱内固定松动、脱落是脊柱外科一个复杂而棘手的问题。用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥强化椎弓根螺钉可增加伴有骨质疏松患者的椎弓根螺钉防止椎弓根钉的松动及脱落。 目的：评价聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥椎体强化后椎弓根钉固定对不稳定骨质疏松脊柱的生物力学稳定性影响。 设计、时间及地点：体外生物力学实验,于2008-03在上海大学生物力学实验室完成生物力学实验。 材料：12具新鲜老年女性尸体T10~L3椎体标本,制成T12、L1间的不稳定模型,采用椎弓根螺钉系统固定。 方法：将标本按照不同的处理方式分为4组。①对照组：为完整标本,只进行生物力学性能的测试。②一次固定组：对照组测试后随机选取6具不稳定模型,行T11~L2椎弓根钉固定。③二次固定组：一次固定组标本完成稳定性测试后,取出所有椎弓根螺钉,分别用注射器向T11~L2椎弓根钉道注入配制好的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥骨水泥2.0 mL后再次拧入螺钉固定。④强化固定组：将余下的6具标本于T11~L2双侧椎弓根分别以直径3.5 mm的钻头导孔,沿孔道插入直径3.5 mm的穿刺导管,插入深度为40 mm,用加压注射器经导管缓慢向椎体内加压注射配制好的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥3.5 mL后拧入螺钉固定。 主要观察指标：进行轴向压缩、前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转7项非损伤性加载,比较上述4组不同状态下脊柱的相对运动范围变化。 结果：与一次固定组比较,二次固定组及强化固定组脊柱的相对运动范围增加(P < 0.05),强化固定组与二次固定组组间比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。 结论：椎体成形强化椎弓根钉固定及钉道强化固定均可明显增强不稳定骨质疏松脊柱的稳定性。     

短节段椎弓根螺钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折的生物力学检测☆

背景：为避免单纯椎弓根螺钉置入内固定治疗胸腰段骨折出现的内固定物松动、断裂,及合并植骨时出现的骨折不愈合、后凸畸形丢失,而发展的短节段椎弓根螺钉合并椎体成形技术治疗胸腰段骨折,临床已有应用,但其生物力学方面鲜有研究。 目的：观察应用椎弓根螺钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折的生物力学变化。 方法：12个冻存的新鲜胸腰段脊椎(T12~L2)标本,用于制备胸腰椎骨折模型,备测试。分为3组,经皮椎体成形术组：给予经单侧椎弓根注入低黏度的含对比剂骨水泥5~7 mL;椎弓根螺钉内固定组：于T12、L2椎弓根置入螺钉;强化组：行椎弓根螺钉内固定的同时行伤椎骨水泥椎体成形术,测试各组静态最大抗压强度及刚度。 结果与结论：骨水泥分布面积皆大于50%,经皮椎体成形术组和椎弓根螺钉内固定组最大静态抗压强度与刚度均小于强化组最大强度和刚度(P < 0.05)。椎弓根螺钉内固定组椎弓根螺钉较小强度下出现弯曲,而强化组在达到极性轴向压缩强度时才出现弯曲。提示应用短节段椎弓根钉置入内固定椎体成形治疗胸腰椎骨折提高了固定的强度及刚度,并且维持了复位伤椎高度,提高了稳定性,减少了椎弓根螺钉的并发症。     

后路360°植骨融合椎弓根钉棒系统内固定置入治疗腰椎椎体滑脱症48例

回顾性分析2006-02/2007-10应用后路椎弓根钉棒系统复位内固定、椎间Cage植骨及后外侧植骨360°融合治疗腰椎椎体滑脱症患者48例，其中单节段融合30例，二节段融合10例，三节段融合8例。置入前、置入后3 d及最终随访时常规摄腰椎正、侧、双斜位片及过伸过屈侧位X射线平片；并分别测量滑移率、滑移复位率和植骨融合率；根据下腰痛JOA评分标准计算其恢复率。全部患者均获随访，结果显示恢复率为71.2%，滑移复位率为91%，植骨融合率为100%。X射线平片示滑移椎均全部复位，所有患者均未出现切口感染及局部炎症反应、排异反应等宿主反应，腰椎融合后，腰部伸屈功能部分受限。提示后路椎间360°植骨融合、椎弓根钉棒系统内固定可有效提高滑脱椎体复位及融合，改善患者临床症状。     

伤椎后路椎弓根螺钉置入并椎体内植骨重建胸腰椎椎体的高度

背景：后路短节段经椎弓根内固定器械可使骨折达到近似解剖复位效果,明显提高疗效,但远期随访矫形度数丢失、内固定失败等并发症较普遍。 目的：探讨经伤椎椎弓根螺钉置入固定结合经椎弓根植骨治疗胸腰椎骨折的可行性。 方法：对73例胸腰椎骨折应用椎弓根钉棒系统后路伤椎一侧椎弓根螺钉置入内固定,对侧经椎弓根通道采用自体骨和同种异体骨行椎体内植骨。 结果与结论：73例随访6个月内均获骨性愈合,脊柱植骨融合率100%,无螺钉松动、折断。1例Frankel分级C级无变化,1例D级无变化,其余患者神经功能及腰背痛明显改善;置入后6个月损伤节段后凸平均Cobb角、伤椎椎体前缘高度、椎管前后径残留程度均较治疗前明显恢复。表明经伤椎椎弓根钉置入内固定结合经椎弓根植骨治疗骨折可获得满意复位,重建椎体高度,增强脊柱的抗压稳定性,减少内固定因应力过大造成的断钉、矫正丢失等并发症。     

胸腰椎椎弓根螺钉置入位置不当19例分析☆

目的：分析胸腰椎椎弓根螺钉置入位置不当的原因。 方法：选择2002-01/2008-01南京中医药大学无锡附属医院骨科收治的经影像学证实的胸腰椎椎弓根螺钉置入位置不当患者19例,男12例,女7例;年龄23~68岁,平均52.5岁。其中胸腰椎骨折5例,腰椎滑脱症8例,退行性腰椎疾病6例。椎弓根固定系统：Steffee 4例,DRFS 3例,RF 6例,AF 4例,GSS 2例。所有病例均经X射线正侧位平片及经椎弓根平面CT薄层扫描观察椎弓根螺钉位置,包括螺钉与椎弓根及硬膜囊,周围大血管的解剖位置关系。 结果：患者自螺钉置入后至发现椎弓根螺钉误置时间为5~69 d,平均18.5 d。其中螺钉穿破椎弓根外侧皮质7例,穿破椎弓根内侧皮质4例,螺钉穿破椎弓根皮质(脊柱侧弯伴旋转)2例,螺钉置入过深2例,螺钉进入椎间孔2例,进入椎间隙2例。 结论：螺钉置入不当的原因与对局部解剖变异及操作技术有关,提高手术技巧、术前术中影像学的测量及监控是正确置钉的关键。     

不同椎弓根螺钉螺纹设计及各种强化材料的拔出力比较

目的：比较不同螺纹设计和各种类型椎弓根螺钉强化材料的拔出力，评价何种设计以及注入哪种强化材料的椎弓根螺钉可以增加螺钉的稳定性和抗屈强度。 方法：以计算机检索方法在中国期刊全文数据库中(CNKI：2000-2006)检索关于椎弓根螺钉拔出力和稳定性实验研究方面的随机对照实验，检索词为“椎体，椎弓根螺钉”，检索后对每项研究的资料结果进行提取、分析。 结果：共有8项实验研究符合纳入标准，螺钉螺纹设计与螺钉拔出力有密切的关系，锥形螺钉较皮质骨螺钉和松质骨螺钉具有更好的抗弯曲和断裂的强度，而椎弓根螺钉设计成外锥形可达到最理想的固定效果。聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥可增强椎弓根螺钉的稳定性，增加椎弓根螺钉的拔出强度，磷酸钙骨水泥强化螺钉也可提高椎弓根螺钉的拔出力，但其在初期的加固效果，不如聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥。 结论：将螺纹设计为外锥形以及注入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥和磷酸钙骨水泥等椎弓根螺钉强化材料可以提高椎弓根螺钉的拔出力和稳定性，但由于纳入实验少，而且均为初期实验研究结果，证据的强度不足，如何提高椎弓根螺钉应用的安全性、减少螺钉松动和脱出，还有待更多研究及证据加以评价。     

椎弓根螺钉置入内固定联合自体颗粒骨移植治疗退行性腰椎病变

背景：植骨材料来源、形态及植骨方式对腰椎融合的影响目前仍有争议。自体颗粒骨打压植骨作为一种新的植骨方式,具一定的优点,但目前在腰椎融合的临床应用报道不多。 目的：探讨后路椎弓根螺钉置入内固定联合自体颗粒骨打压移植治疗退行性腰椎疾患的临床可行性。 方法：纳入接受后路腰椎融合治疗的退行性腰椎疾病患者21例(28个节段),其中腰椎间盘突出合并节段性不稳定7例,腰椎间盘突出合并椎管狭窄6例,退变性腰椎不稳8例。对21例(28个节段)退行性腰椎疾病患者行后路自体颗粒骨打压植骨联合椎弓根螺钉置入内固定治疗。根据植骨前后X射线片评价植骨融合率,采用腰腿痛VAS目测评分法、ODI评分法及标准Macnab疗效评价临床症状改善情况。 结果与结论: 全部患者随访12个月以上,3~5个月后可见骨融合征象,无高度及复位丢失、螺钉断裂等现象,患者腰腿痛等症状均有不同程度缓解。末次随访VAS目测类比评分、ODI评分均较术前明显改善(P < 0.01),脊柱融合率为95%。1例患者术后6 d CT检查示椎管内小骨粒压迫神经;1例术后第5天出院后伤口浅表软组织感染。采用Macnab标准评价临床结果：优10例,良9例,差2例,优良率91%。说明后路自体颗粒骨打压移植联合椎弓根螺钉置入内固定治疗退行性腰椎疾患短期临床效果良好,植骨融合率高,手术并发症少。 关键词: 自体颗粒骨; 打压植骨; 椎体间融合;椎弓根螺钉;内固定;硬组织植入物     

神经外科手术机器人置入椎弓根螺钉的精准性

目的 探讨神经外科手术机器人在人体腰椎模型进行椎弓根螺钉置入的精准性.方法 利用0型臂影像系统对模型进行正侧位扫描,并三维重建,获取3D-CT数据,传入手术机器人系统,规划椎弓根螺钉的最佳进钉点和进钉方向.手术机器人系统利用3D-CT数据自动注册后,置入椎弓根螺钉.应用置钉前后的3D融合图像,按照Gertzbein-R...     

增加椎弓根螺钉稳定性的方法与技术研究进展

背景：椎弓根螺钉贯穿脊柱前中后三柱,具有三维矫正作用,已成为标准的脊椎后路内固定方法。但骨质疏松患者容易出现螺钉松动和复位矫正丢失、螺钉翻修或者重新调整螺钉位置后螺钉的稳定性较差。 目的：总结分析涉及螺钉稳定性有关研究,介绍增加 椎弓根螺钉稳定性方法与研究进展。 方法：以 “Bone nails,Osteoporosis, Revision,Pedicle screw,Stability,骨钉,骨质疏松,翻修,椎弓根螺钉,稳定性”为关键词检索1990/2010 PubMed数据库、中国知网数据库、维普数据库。 结果与结论：增加椎弓根螺钉稳定性的重点是提高螺钉抗拔力。骨水泥加强或更换较粗、较长螺钉或使用特殊螺钉可以使螺钉稳定性绝对值增加。上下和左右螺钉不同连接方式、螺钉不同方向置入也将影响整套器械中螺钉的稳定性,这是螺钉稳定性相对值变化。每种方法都有优缺点,临床应用应根据具体情况选择不同方法。一般来讲,对于Jikei分级Ⅱ级以下的骨质梳松脊椎采用较粗和较长螺钉,同时结合采用螺钉与连接棒强直性连接、加横向连接装置、左右、上下螺钉以较大成角置入螺钉等方法提高螺钉稳定性较安全、方便;对于Jikei分级Ⅱ级以上的骨质梳松,必须采用更强的骨水泥加强技术或特殊螺钉方法来提高螺钉稳定性。     

经伤椎椎弓根螺钉置入内固定治疗胸腰椎骨折

目的：评价经伤椎椎弓根钉内固定治疗胸腰椎骨折的效果及不良反应。 方法：以胸腰椎、骨折、伤椎、椎弓根螺钉、内固定为中文关键词;以thoracolumbar,fracture,Injury vertebral,Pedicle screws,Internal fixation为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关经伤椎椎弓根钉内固定治疗胸腰椎骨折相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以22篇文献为主重点讨论经伤椎椎弓根钉内固定治疗胸腰椎骨折的临床效果及不良反应。 结果：经伤椎椎弓根螺钉内固定能让胸腰骨折获得满意复位,重建椎体高度,增强脊柱的抗压稳定性,提供脊柱的长期稳定;既可有效的使胸腰椎骨折良好复位,牢固固定,又可减少内固定的松动或断裂,减少后凸的形成等内固定并发症;生物力学测试证明胸腰椎骨折伤椎椎弓根内固定能加强脊柱的稳定性;临床应用表明伤椎椎弓根内固定在技术操作上是可行的,选择合适、可靠的内固定物及工具,规范、严格地手术操作,不良反应会降低。 结论：经伤椎椎弓根螺钉内固定是治疗胸腰椎骨折的可靠、有效方法,且不良反应低。     

Cervical vertebral body fracture with ankylosing spondylitis treated with cervical pedicle screw: A fracture body overlapping reduction technique

We describe a patient with ankylosing spondylitis (AS) with cervical spinal fracture treated with cervical pedicle screw placement (CPS) through a single posterior approach.A 43-year-old male patient with AS visited our emergency centre due to paralysis following a trauma. Coronal reconstructed cervical spine computed tomography (CT) scan showed a C5 oblique fracture, and the bilateral pedicles were separated superiorly and inferiorly. The sagittal reconstructed CT image revealed bamboo spine and C5 vertebrae body fracture. Hyperextension between the fractured segments of the C5 body was noted because the fracture gap was anteriorly open. Magnetic resonance imaging (MRI) showed cord compression and injury at the C4–5 level.CPS was performed at the C3–6 levels. Because the left and right pedicles were displaced superiorly and inferiorly, dual compressions between the left C5 and left C6 pedicle screws and between the right C5 and right C4 pedicle screws were performed. Decompression at the C4 and C5 levels was performed after identifying good alignment. This posterior fusion surgery was performed for two hours. After surgery, the radiograph showed complete reduction and fracture gap apposition. The patient was rehabilitated, and his muscle strength improved. Postoperative CT and X-rays revealed complete fracture site fusion and correct CPS position.Considering increased morbidity of long-level or -duration surgery, our fracture body overlapping technique using CPS and posterior only approach seems to be a possible and good surgical method in traumatic cervical fracture with AS.     

经皮椎体后凸成形治疗中骨水泥渗漏对椎体高度恢复的影响

摘要 背景：将经皮椎体后凸成形通过球囊加压扩张在椎体内形成周围有相对致密松质骨的空腔,可有效降低骨水泥渗漏率,同时扩张的球囊有助于塌陷椎体的复位,矫正脊柱后凸畸形。 目的：回顾性分析手法复位后将经皮椎体后凸成形注入骨水泥治疗骨质疏松性椎体压缩骨折渗漏情况及对椎体高度恢复的影响。 方法：选择2008-02/2010-06华北石油总医院骨科行经皮椎体后凸成形治疗骨质疏松性椎体压缩骨折患者31例,41椎体。平均年龄69(53~82)岁。并于术前手法按压使腰部过伸复位。观察患者术后疼痛缓解、椎体高度恢复以及骨水泥渗漏情况。 结果与结论: 所有患者术后随访8~13(11.0±1.6)个月。患者视觉模拟疼痛评分由术前6.7±1.9下降至术后1.3±1.2,差异有显著性意义(P < 0.05)。椎体高度由术前(15.7±5.2) mm恢复至(20.2±4.5) mm,椎体高度显著恢复(P < 0.05)。发生骨水泥渗漏3例,均无明显临床症状。说明术前手法复位后经皮椎体后凸成形将骨水泥注入骨质疏松性椎体压缩骨折可以显著恢复椎体高度,止痛效果良好且无严重渗漏发生。 关键词：经皮椎体后凸成形;骨质疏松;骨质疏松性椎体压缩骨折;骨水泥;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.038     

In vitro simulation of intraoperative vertebroplasty applied for pedicle screw augmentation. A biomechanical evaluation

Background and purpose

The purpose of this study was to evaluate the effect of an in vitro simulation of intraoperative vertebroplasty on embedded pedicle screws resistance to pullout. This method involved an application of acrylic cement into the vertebral bodies only after pedicle screws implementation.

Biomechanical effect of the extent of vertebral body fracture on the thoracolumbar spine with pedicle screw fixation: an in vitro study.

A fractured vertebra does not transfer load as effectively as the intact vertebra. Patients who undergo surgery using short-segment pedicle screw instrumentation for middle-column injury may experience implant failure when vertebral body comminution is ignored. The purpose of this study was to investigate biomechanical effects of the extent of vertebral body fracture on the thoracolumbar spine after pedicle screw fixation and to evaluate the biomechanical role of anterior reconstruction. Twelve fresh porcine T12-L3 specimens were harvested and divided into two groups. A 2-mm drill bit was used to create holes in the L1 vertebra with two different extents: 1/6 and 1/3 vertebral body involvement. After the pre-injury had been created, specimens were subjected to flexion-compression to create a fracture in the body of the spine. Stiffness under axial-compression and flexion-compression were measured in intact specimens, after the fractured segments had been stabilized using transpedicular fixation, and after transpedicular fixation with anterior grafting. Despite fixation of the injured spine with pedicle screw instrumentation, the axial-compression and flexion-compression stiffness was still significantly lower than that of the intact group (p<0.01). The stiffness was associated with the extent of vertebral body involvement; 1/6 vertebral body involvement was stiffer than the 1/3 involvement (p<0.01). Additional anterior grafting significantly improved stiffness compared with posterior fixation alone (p<0.01), and restored stiffness to the intact level. In any state, stiffness under axial-compression was always significantly greater than that under flexion-compression (p<0.01). In conclusion, transpedicular fixation alone cannot provide sufficient stability for thoracolumbar fractures; the construct stability is related to the extent of vertebral body involvement. Recovering mechanical properties of the anterior and middle spinal column is a valuable measure for reducing the load-sharing of the posterior instrument.     

双侧钉棒及同侧单钉棒置入内固定的生物力学比较

背景：腰椎失稳、腰椎滑脱等腰椎退行性疾病常常需要实施腰椎融合,其目标是稳定脊柱,但究竟采取何种内固定方式仍存在争论。 目的：比较单侧与双侧经椎间孔减压椎体间融合治疗腰椎退行性病变的生物力学差异。 方法：人新鲜尸体腰椎标本6具,L4~5模拟微创经椎间孔减压椎体间融合,根据不同的内固定组合方式分为2组,即双侧钉棒组及同侧单钉棒组。在生物力学试验机上测量各种固定方式不同工况下的运动范围(ROM值),并进行比较。 结果与结论：以完整的腰椎运动单元为参照,两固定组的ROM值均低于对照组(P < 0.05)。其中双侧钉棒组在各工况下ROM值均显著低于同侧单钉棒组(P < 0.05)。提示在生物力学实验中,单侧椎弓根螺钉固定椎间融合生物力学性能优良,刚度适中,腰椎可获得可靠的稳定性。但与双侧钉棒固定比较,单钉棒方式仍然存在差距。     

Current status of percutaneous vertebral augmentation techniques for vertebral compression fractures

Vertebral compression fracture (VCF) is a common and debilitating problem that occurs in patients with osteoporosis and osteolytic tumors. Standard conservative management with narcotic analgesics, bracing, and immobilization is often ineffective, and major reconstructive surgery is poorly tolerated by this frail patient population. The limitations of conventional treatments stimulated the development of minimally invasive, percutaneous vertebral augmentation techniques, including vertebroplasty and kyphoplasty, which have become established as safe and effective treatments for VCF. This report reviews the current status of vertebroplasty and kyphoplasty in the management of acute VCF.     

骨水泥填充骨质疏松性胸腰椎骨折椎弓根钉置入22例

背景：椎弓根螺钉固定在骨科临床上已得到了广泛应用,但螺钉松动、拔出和断裂等并发症时有发生,尤其是老年性和继发性骨质疏松患者,因此强化螺钉的即刻固定显得非常重要。 目的：椎弓根螺钉加磷酸钙骨水泥治疗骨质疏松性胸腰椎骨折的效果分析。 设计、时间及地点：病例分析,于2003-09/2007-09在阳煤集团总医院骨科完成。 对象：应用磷酸钙骨水泥强化椎弓根螺钉治疗胸腰椎骨折22例,其中男6例,女16例;年龄56~74 岁,平均66.5 岁。按Saville分度法椎体骨量减少Ⅰ度4 例,Ⅱ度6 例,Ⅲ度7例,Ⅳ度5 例。T12骨折3例,L1骨折12 例,L2骨折4 例,L3骨折2 例,L4骨折1 例。 方法：以上关节突外缘与横突中心水平的交点为椎弓根钉的进针点,在C型臂X射线线机的监视下,分别于患椎上下椎体经椎弓根注入1~3 mL磷酸钙骨水泥(不能进入椎管)后再拧入相应椎弓根螺钉。患者有双下肢症状者行全椎板减压,单侧下肢有症状者可只行半椎板减压,用明胶海绵覆盖硬脊膜。旋紧内固定系统,撑开使椎体复位,椎板和横突间植骨融合或椎体间植骨融合。 主要观察指标：骨折愈合情况及材料与宿主的生物相容性反应。 结果：22例患者中有17 例获得随访,随访时间8个月~2年,平均16个月。17 例均获得骨性愈合,愈合时间为4~6个月,16例患者椎体高度得到恢复。有3例患者椎管减压术后仍有双下肢疼痛,考虑为神经根水肿所致,给予神经阻滞及脱水治疗后症状缓解。X射线片显示17例患者内固定物均无松动、断裂或脱落。患者在骨水泥注入过程中无特殊反应。 结论：内固定加磷酸钙骨水泥强化治疗骨质疏松性胸腰椎骨折能增加椎体的强度,迅速缓解疼痛,是一种比较理想的治疗方法。