复合bBMP的纤维蛋白胶对去势绵羊体内椎弓根螺钉固定的强化作用

目的:探讨复合牛骨形态发生蛋白(bBMP)的纤维蛋白胶(FS)强化去势绵羊椎弓根螺钉固定作用的生物力学效果.方法:选取4只去势绵羊腰椎2～6双侧共36个椎弓根随机分为3组:FS/bBMP组,磷酸钙骨水泥(CPC)组,空白对照组,每组12个椎弓根.FS/bBMP组钉道内注入复合bBMP的FS,CPC组注入CPC,空白对照组钉道内不作任何处理.拧入螺钉饲养3 mo后取材.在材料试验机上进行轴向拔出试验和周期抗屈试验.结果:FS/bBMP组的最大拔出力为(909.98±155.65)N,CPC组为(994.20±122.78)N,两组差异无统计学意义(P＞0.05).两组均明显高于空白对照组的(524.65±118.35)N,差异具有统计学意义(P＜0.05).周期抗屈试验800个周期内,FS/bBMP组螺钉位移为(1.478±0.466)mm,CPC组为(1.274±0.393)mm ,空白对照组为(1.978±0.531)mm,其中FS/bBMP组与CPC组两组差异无统计学意义(P＞0.05),两组均小于空白对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论:在骨质疏松椎体内植入椎弓根螺钉时,添加复合bBMP的FS可显著提高螺钉稳定性.     

新型钉道固化方法增强椎弓根螺钉固定强度的体外实验研究

目的评价新型钉道固化方法提高椎弓根螺钉稳定性的效果,并观察钉道界面情况。方法42个新鲜成年山羊腰椎随机分为三组,分别给予3种不同的钉道处理。24h后各组随机选取4个椎体进行Micro-CT重建,对其余30个椎体进行轴向拔出实验。结果Micro-CT三维重建显示:实验组中呈现一种特殊的部分"螺钉-骨质"和部分"螺钉-CSC-骨质"共存的整体界面。生物力学实验表明:新型钉道固化方法可以显著提高椎弓根螺钉的最大轴向拔出力。结论做为一种新型的钉道固化方法,钉道局部固化不仅可以显著提高椎弓根螺钉固定的稳定性,而且形成了一种特殊的部分"螺钉-骨质"和部分"螺钉-CSC-骨质"共存的整体界面,为减少螺钉取出时对周围骨质的破坏提供了一个良好的前提条件。     

三椎体与二椎体复位固定治疗腰椎滑脱症螺钉局部受力的生物力学评价

目的比较脊柱滑脱中两种后路固定方法中螺钉局部受力情况。方法采用6具新鲜成人尸体脊柱标本(L1-L5),Panjabi法制备腰椎滑脱模型,固定器械为SINO椎弓根钉及固定棒。应用电阻应变测量法及生物力学测量方法,通过INSTRON5567材料实验机对标本进行垂直压缩、前屈、后伸、左右侧屈5种状态的测试。实验分为二椎体固定组(A组)和三椎体固定组(B组)。结果二椎体固定组在垂直压缩、前屈、左右侧弯运动时提拉钉所受应力大于三椎体固定组(P<0.05)。结论三椎体固定时提拉钉根部所受应力小于二椎体固定,能够有效降低螺钉因疲劳产生应力集中而发生断裂的概率。     

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.     

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...     

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。     

人工颈椎间盘假体的应用研究进展

目前前路颈椎减压融合术（ACDF）已经广泛地应用于治疗神经根病和脊髓性颈椎病,生物力学研究发现行脊柱融合术后。手术临近节段退变加速。一些学者考虑该现象可能是由于融合术后导致临近关节活动度丢失造成,长期临床对比研究也发现颈椎间盘置换术与前路颈椎减压融合术相比,能够改善患者的临床症状。通过回顾国内外颈椎间盘置换术和关节成形术的研究进展,表明颈椎间盘置换术是一种新型的技术。与传统的融合术相比较,它具有保留节段活动度、改善临近节段载荷传递的目的。目前椎间盘置换的初步临床结果十分令人满意。