椎弓根延長固定裝置的研制和初步生物力學(xué)研究.pdf

1、背景：
　　 腰椎管狹窄癥(Lumbar spinal stenosis，LSS)作為臨床最常見的脊柱外科疾病之一，當(dāng)藥物治療無效、開始出現(xiàn)馬尾功能障礙或進(jìn)行性神經(jīng)功能惡化時即應(yīng)考慮手術(shù)治療，但是療效常不盡如人意。我們提出經(jīng)椎弓根椎管擴(kuò)大成形術(shù)的設(shè)想，即通過微創(chuàng)的方法將椎弓根截斷，并后移椎弓根以及椎板等后部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到增大椎管，解除脊髓神經(jīng)壓迫的目的。前期研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)椎弓根離斷并分別延長2mm、4mm、6mm時，椎間孔及椎管孔

2、徑均可明顯增加。
　　 目的：
　　 設(shè)計一種新型椎弓根延長固定裝置(Novel extensible pedicle fixture，NEPF)，探討其在椎體內(nèi)的可行性、安全性、實用性及生物力學(xué)穩(wěn)定性，為臨床治療腰椎管狹窄的新型手術(shù)方式提供一種合理、良好穩(wěn)定性的椎弓根延長螺釘(Extensible pedicle screw，EPS)。
　　 方法：
　　 選取平均年齡64歲的完整濕潤脊柱標(biāo)本(L1-S

3、1)6具，平均骨密度為0.857±0.156g/cm2。隨機(jī)分為A、B兩組，每組3具脊柱標(biāo)本。測量A組L2椎弓根長度(對照組Ⅰ)，在椎弓根前1/3處用線鋸鋸斷，置入椎弓根延長螺釘，并記錄此時L2椎弓根長度(對照組Ⅱ)，調(diào)節(jié)1.5圈，2圈，2.5圈，3圈并分別記錄此時的L2椎弓根長度(實驗組)，再按相同方式完成L4椎弓根的延長性能試驗。同上B組完成L3椎弓根、L5椎弓根的延長性能實驗。
　　 選取平均年齡67歲的完整濕潤脊柱標(biāo)本(

4、L2-L5)6具，平均骨密度為0.794±0.078g/cm2，共24個椎體。隨機(jī)分為C、D兩組，每組12個椎體，C組椎體于一側(cè)置入對照組常規(guī)椎弓根螺釘后將椎體前柱牙托粉包埋，行最大軸向拔出力實驗，完成后在椎弓根的前1/3處鋸斷雙側(cè)椎弓根，于另一側(cè)置入椎弓根延長螺釘并調(diào)節(jié)1.5圈后，將椎體前柱、中柱、椎弓根處牙托粉包埋，行最大軸向拔出力實驗，D組在椎弓根的前1/3處鋸斷，于椎體松質(zhì)骨及椎弓根雙側(cè)分別置入椎弓根延長螺釘和對照組常規(guī)椎弓根螺

5、釘，測量并記錄兩組螺釘在椎體松質(zhì)骨、椎弓根內(nèi)的最大軸向拔出力。另取30個新型螺釘在初始及分別調(diào)節(jié)內(nèi)芯1.5圈，2圈，2.5圈，3圈(每組6個)和6個對照組常規(guī)椎弓根螺釘行三點彎曲實驗。
　　 結(jié)果：
　　 對照組Ⅰ L2～L5椎弓根的長度分別為15.52±0.71mm、16.00±0.82mm、16.71±0.74mm、18.42±0.87mm，對照組Ⅱ L2～L5椎弓根分別為14.75±0.73mm、15.16±0.7

6、4mm、15.90±0.69mm、17.54±0.87mm，低于對照組Ⅰ，兩者比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)；L2～L5椎弓根的長度隨調(diào)節(jié)內(nèi)芯圈數(shù)增加而增加，當(dāng)螺釘內(nèi)芯調(diào)節(jié)1.5圈時，螺釘實際撐開距離在L2～L5椎弓根中均小于2mm，與2mm相比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)；調(diào)節(jié)內(nèi)芯2圈，2.5圈，3圈時，螺釘實際撐開距離均大于2mm。螺釘內(nèi)芯調(diào)節(jié)1.5圈及2圈時，椎弓根實際延長距離小于2mm，與2mm相比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.0

7、5)；螺釘內(nèi)芯調(diào)節(jié)2.5圈，3圈時，實際延長距離均大于2mm。
　　 對照組螺釘在椎體內(nèi)的整體最大軸向拔出力為735±119N，椎弓根延長螺釘為609±132N，兩組相比較有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，對照組螺釘在椎體松質(zhì)骨內(nèi)的最大軸向拔出力為348±70N，椎弓根延長螺釘為319±77N，兩組相比較有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，對照組螺釘在椎弓根內(nèi)的最大軸向拔出力為426±79N，椎弓根延長螺釘為433+88N，兩組相比較無統(tǒng)

8、計學(xué)意義(P>0.05)。對照組常規(guī)柱狀錐形椎弓根螺釘?shù)钠骄鶚O限彎曲載荷為3279±217N，新型椎弓根延長螺釘在未調(diào)節(jié)內(nèi)芯及調(diào)節(jié)內(nèi)芯1.5圈，2圈，2.5圈，3圈時，平均極限載荷分別為2289±173N，1987±118N，1952±96N，1910±88N，1889±53N，差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。新型椎弓根延長螺釘在未調(diào)節(jié)內(nèi)芯與調(diào)節(jié)內(nèi)芯1.5圈，2圈，2.5圈，3圈時相比，差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而調(diào)節(jié)內(nèi)芯1.