新型可膨胀椎弓根螺钉在骨质疏松性腰椎融合与固定手术中的初步应用

目的 评价新型可膨胀椎弓根螺钉(Thunder钉)在骨质疏松性腰椎椎体中固定的可靠性及其临床疗效.方法 随访2006年8月至2007年12月,应用Thunder钉治疗合并骨质疏松症的各种腰椎疾患42例(236枚螺钉),其中腰椎退行性疾病24例,腰椎结核二期后路融合手术8例,腰椎骨质疏松性压缩骨折6例,腰椎翻修手术4例.所有病例术前均行骨密度检查,患者腰椎骨密度平均下降2.6个标准差.术后处理与其他腰椎内固定术后患者相同.术后1周、3个月、半年、1年及2年随访患者,摄X线片并进行CT扫描三维重建,了解椎弓根螺钉稳定性及脊柱融合情况.结果42例患者均获平均16(12～24)个月的随访.术后3、6、12及24个月的影像学检查显示,所有Thunder钉位置良好,无螺钉松动、断裂迹象,评分平均值分别为3.0、3.0、2.9和2.9.脊柱骨融合于术后随时间延长趋于完善,骨融合评分平均值分别为2.3、2.5、3.0、3.0.所有患者临床症状缓解,疗效满意.结论 Thunder钉具有良好的钉-骨界面结合,能够提高螺钉在骨质疏松椎体中的固定强度,为脊柱融合提供良好的基础,临床疗效满意.     

绵羊椎体骨质疏松性生物力学模型的快速建立

目的运用微量注射泵向椎体内灌注盐酸及椎体整体浸泡的脱钙方法,快速建立绵羊腰椎骨质疏松性生物力学模型。方法(1)设计一款可拧入椎弓根带侧孔的圆柱形灌注连接器,做为椎体内部与注射泵的桥接装置。(2)将(3±0.5)岁新鲜绵羊腰椎48个,随机分为4个处理组:A组(0 h脱钙,即空白组),B组(2 h脱钙),C组(4 h脱钙),D组(6 h脱钙)。每组12个椎体。(3)检测各组椎体脱钙前后BMD;进行生物力学实验:测试最大轴向拔出力(Fmax)和最大抗压强度及其能量吸收值。同时各组取少量骨质制成组织切片,对脱钙后绵羊腰椎骨小梁微观结构进行观察。结果B、C、D处理组的BMD均值、最大轴向拔出力均值和最大抗压强度及其能量吸收值均值都低于A组(P0.01),且随脱钙时间的延长依次降低(P0.01)。椎体的最大轴向拔出力及最大抗压强度与BMD存在正相关关系,亦与BMD的下降值存在负相关。切片显示:B、C、D组椎弓根处骨小梁较A组骨小梁厚度明显变薄、数量减少,间距增宽,部分骨小梁连续性中断,骨髓腔扩大。结论运用微量注射泵向椎体内灌注盐酸及整体浸泡的脱钙方法,可快速、有效、可控的建立近似于骨质疏松状态下的生物力学模型,为在真正骨质疏松状态下的生物力学研究提供参考依据。     

新型PEEK棒半刚性固定系统应用于腰椎退变性疾病手术治疗的临床疗效

目的 :观察聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)棒半刚性固定系统应用于腰椎退变性疾病后路减压、椎体间融合手术治疗的临床效果。方法:回顾性分析2010年1月~2012年1月收治的51例行后路椎间植骨融合术(PLIF)的腰椎退变性疾病患者,PEEK棒内固定组24例,钛合金棒固定组27例;均行标准腰椎后路减压、椎间融合、内固定术。通过腰痛VAS评分及下肢痛VAS评分、ODI评分等指标评价临床疗效;采用改良Brantigan椎间融合标准评价植骨融合情况。结果:所有患者均获得完整的术后随访资料。两组术后不同时间点腰痛及下肢痛VAS评分、ODI评分较术前比较差异有统计学意义(P0.01);末次随访时,PEEK棒组患者腰痛VAS评分(1.9±0.4)明显优于钛棒组(2.1±0.4),差异有统计学意义(P0.05),两组间下肢痛VAS评分及ODI评分差异无显著性(P0.05)。根据改良Brantigan椎间融合标准,术后3个月PEEK棒组(83.3%,20例)融合率显著高于钛棒组(55.6%,15例),两组间差异有显著性(P0.05);术后6个月,PEEK棒组融合率为91.7%,而钛棒组融合率为81.5%(22例),两组间差异无显著性(P0.05);术后12个月两组植骨融合率差异无显著性(P0.05)。结论 :PEEK棒-椎弓根螺钉半刚性内固定系统应用于腰椎退变性疾病临床治疗中可获得满意的临床疗效,与传统钛棒内固定系统比较术后腰痛持续缓解明显,其长期疗效仍需要进一步观察。     

纳米压痕技术在骨质疏松诊治中的研究进展

骨质疏松引起的最严重的并发症为骨质疏松性骨折,因此在骨质疏松病理过程中,骨生物力学具有举足轻重的作用。20世纪90年代,Oliver提出的纳米压痕技术(nanoindentation)成为研究材料微观力学特性的新技术。它不仅能够精确测量骨小梁细微结构的弹性模量、硬度,而且可以用于骨微观结构断裂韧性的检测。本文就近年来纳米压痕技术在骨质疏松症诊断治疗研究领域的应用作一综述。     

新型改良单开门微型钛钉-钛板内固定的生物力学研究

目的 探讨改良单开门微型钛钉-钛板内固定的生物力学特性.方法 选取8具无损伤的新鲜人尸体颈椎标本(C3-7),经分次处理后随机分为两组,每组4具标本20个节段:A组:于每个节段颈椎标本模拟单开门颈椎管扩大成形术,术中使用改良单开门微型钛钉-钛板固定;B组:每节段颈椎标本模拟同样手术操作,使用传统单开门钛钉-钛板(Centerpiece钉板)固定.应用MTS880生物材料实验机测试每个颈椎节段标本开门后再关门的最大负荷、完全关门时的负荷及功耗,并对两组结果进行比较.结果 再关门过程中A组和B组的最大负荷平均分别为(873.61±154.40)、(297.17±133.41)N,完全关门时负荷平均分别为(812.98±141.79)、(145.77±59.21)N,功耗平均分别为(5.95±0.83)、(1.65±0.70)J,两组比较差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 模拟单开门颈椎管扩大成形术中使用新型改良单开门钛钉-钛板内固定的生物力学性能较传统单开门钛钉-钛板更好.

Abstract：

Objective To evaluate the biomechanical performance of a modified miniscrew-plate fixation in the unilateral open-door cervical laminoplasty.Methods Eight specimens of cervical spine (C3-C7) were made from intact adult cadavers.After randomization into 2 groups, with 4 specimens and 20 vertebral segments in each group, the unilateral open-door cervical laminoplasty was performed in each cervical vertebra in both groups.In group A the modified miniscrew-plates were used while in group B the traditional miniscrew-plates were implanted.A MTS880 machine was used to test the maximal load of the reclosed open-door miniscrew-plate at each cervical vertebra, and the maximal load and energy of the completely closed open-door miniscrew-plate.Results In the reclosing process, the mean maximal load was 873.61 ±154.40 N in group A and 297.17 ± 133.41 N in group B.In the complete closing state, the mean maximal load was 812.98 ± 141.79 N in group A and 145.77 ±59.21 N in group B; the mean energy was 5.95 ±0.83 J in group A and 1.65 ± 0.70 J in group B.There were significant differences between the 2 groups ( P ＜ 0.05 ) .Conclusion The modified miniscrew-plate can have better biomechanical performance than the traditional miniscrew-plate in simulated unilateral open-door cervical laminoplasty.     

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。     

经皮与开放椎弓根钉内固定治疗无神经损伤胸腰椎骨折的回顾性研究

目的比较经皮和开放椎弓根钉内固定治疗无神经损伤胸腰椎骨折的疗效。方法回顾性分析自2012-03—2015-09诊治的105例胸腰椎骨折,采用经皮椎弓根钉内固定治疗56例(微创组),采用开放椎弓根钉内固定治疗49例(开放组)。比较2组手术时间、术中出血量、术后引流量、住院时间,以及术后3 d、6个月、末次随访时的VAS评分、Cobb角、椎体楔角、椎体前缘高度比值。结果微创组获得(22.5±4.4)个月随访,开放组获得(23.0±4.3)个月随访。与开放组比较,微创组手术时间、住院时间更短,术中出血量、术后引流量更少,差异有统计学意义(P0.05)。术后3 d、6个月时微创组VAS评分低于开放组,差异有统计学意义(P0.05)。末次随访时2组VAS评分、Cobb角、椎体楔角、椎体前缘高度比值差异无统计学意义(P0.05)。结论经皮椎弓根钉内固定治疗无神经损伤胸腰椎骨折疗效满意,具有软组织损伤小、术中失血少、术后恢复快的优点,并且手术安全可靠。     

阿司匹林治疗大鼠绝经后骨质疏松的实验研究

目的 探讨阿司匹林对大鼠绝经后骨质疏松的治疗作用及其相关机制.方法 将40只3月龄SD雌性大鼠随机分为5组:对照组(Sham)、去势组(OVX)及3个阿司匹林治疗组(Aspirin),每组8只.OVX及Aspirin组采用卵巢切除法去势,饲养3个月建立骨质疏松模型.确认模型建立成功后予灌胃治疗,阿司匹林治疗组剂量分别为8.93、26.79、80.36 mg/kg(A1、A2及A3),每天灌胃1次.OVX及Sham组每天予等量生理盐水灌胃.术前、术后3个月及灌胃3个月时用双能X线吸收骨密度测量仪(DXA)测量腰椎骨密度;灌胃3个月时测量外围血碱性磷酸酶及骨钙素,采用Micro-CT对骨小梁微观三维形态结构进行分析,组织病理学对骨小梁微观结构进行观察,用生物力学实验评估椎体及股骨干的力学强度.结果 DXA分析显示:去势3个月后,大鼠骨密度较术前及对照组明显降低,骨质疏松模型成功建立.灌胃治疗3个月后,阿司匹林治疗组椎体的BMD明显高于OVX组.外围血检测显示:阿司匹林治疗组的碱性磷酸酶明显低于OVX组,而骨钙素与OVX组无明显差别.组织形态学结果显示,阿司匹林治疗组骨小梁的连接、粗细较OVX组好.Micro-CT分析表明:阿司匹林治疗组腰椎椎体骨小梁厚度、骨小梁数量及骨密度率均显著高于OVX组,并且A3组与Sham组相近.生物力学结果示,阿司匹林治疗组腰椎压缩载荷及股骨干三点弯曲载荷均明显高于OVX组.结论 阿司匹林能促进大鼠绝经后骨质疏松骨小梁的改建,改善骨小梁的三维结构,增加骨质的骨密度和力学强度,有可能成为治疗骨质疏松的新型药物之一.

Abstract：

Objective To explore the therapeutic effects of aspirin on postmenopausal osteoporosis and understand its action mechanism. Methods Forty three-month-old female SD rats were randomly divided into 5 groups ( n = 8 each): sham group, OVX group and aspirin groups ( A1, A2 & A3 ). The OVX and aspirin groups were ovariectomized (OVX). All rats underwent BMD (bone mineral density) scan at the time of OVX and 3 months after OVX. After the animal model of osteoporosis was established, aspirin groups were intragastrically administered at a dose of 8.93 mg· kg-1 · d-1 (A1), 26. 79 mg · kg-1 · d-1(A2) and 80.36 mg · kg-1 · d-1 (A3) daily in OVX rats. Three months later, the BMD and microarchitecture of vertebrae were measured by dual-energy X-ray absorptiometry and microtomograph. Alkaline phosphatase and osteocalcin were measured in peripheral blood. The trabecular architecture changes were observed by histomorphology. Axial compression tests were used to evaluate the mechanical properties of vertebral specimens and three-point bending tests used for femur shaft. Results Three months after ovariectomy, BMD was significantly lower than preoperative. BMD in aspirin treated groups was significantly higher than that in OVX group. Alkaline phosphatase in peripheral blood decreased significantly in aspirin groups than those in OVX, but osteocalcin had no significant difference between aspirin and OVX groups.The microtomograph reconstruction analysis also showed that the trabecular thickness, trabecular number and BMD increased significantly in aspirin groups than those in OVX. And there was no significant difference between A3 and sham groups. The results of biomechanical test showed that the maximum compression load of lumbar spine and three-point bending load of femur shaft were significantly higher in aspirin groups than those in OVX group. Conclusion Aspirin can promote trabecular bone remodeling, improve threedimensional structure of trabecular bone and increase bone density of cancellous in osteoporotic rats by stimulating bone formation. It may become a new drug for the treatment of osteoporosis.     

纳米压痕技术在骨微观力学研究中的应用

随着骨微观力学的飞速发展,研究者已开始在微纳米尺度下研究人体骨骼的力学特性,因此迫切需要一种有效的实验手段来了解它们在微纳米尺度下的力学性能.同时,微纳尺度力学和跨尺度关联的基础研究也迫切需要实验基础.因此,实现骨微纳米尺度材料和结构的力学行为测量成为骨科研究领域的一个前沿问题.纳米压痕技术是一项可用于直接研究骨组织纳...