可灌注椎弓根螺釘?shù)墓撬嗔鲃?dòng)性分析及生物力學(xué)研究.pdf

1、本文主要從以下幾個(gè)部分展開論述：
　　第一部分：新設(shè)計(jì)可灌注椎弓根螺釘?shù)拇髢?nèi)徑模式對骨水泥灌注壓力的影響
　　目的：
　　確定新設(shè)計(jì)可灌注椎弓根螺釘（Redesigned Bone-cement-Perfusion PedicleScrew，RBPPS）的大內(nèi)徑模式能顯著降低骨水泥灌注壓力（Perfusion Pressure），便于實(shí)際操作中的骨水泥灌注。
　　方法:根據(jù)RBPPS的設(shè)計(jì)，保持其余參數(shù)不變，僅按

2、中空內(nèi)徑(Internal Diameter，ID)不同分成3組:螺釘A組ID1.5mm，螺釘B組ID2.25mm，螺釘C組(RBPPS組)ID3.0mm。采用兩種不同方法來檢測灌注壓力:1、理論推導(dǎo):采用管道內(nèi)流體Hagen-Poiseuille's定律推導(dǎo)3組灌注壓力的變化情況。2、實(shí)驗(yàn)研究:在3組螺釘和相同灌注筒組成的管道中分別使用牛頓硅油和PMMA骨水泥以固定速度2ml/min進(jìn)行重復(fù)灌注實(shí)驗(yàn)，記錄灌注壓力。
　　結(jié)果:理

3、論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證實(shí)螺釘?shù)闹锌詹糠质枪嘧毫Φ钠款i位置，RBPPS能顯著降低灌注壓力。當(dāng)中空內(nèi)徑增加1倍，灌注壓力下降約59％。(p＜0.05)
　　結(jié)論:骨水泥灌注通道的壓力瓶頸在于螺釘中空部分。RBPPS能克服壓力瓶頸，便于骨水泥灌注，有效改善骨水泥強(qiáng)化應(yīng)用，操作安全。
　　第二部分:新設(shè)計(jì)可灌注椎弓根螺釘在骨質(zhì)疏松椎體的骨水泥灌注壓力研究
　　目的:研究RBPPS在體外骨質(zhì)疏松椎體上骨水泥灌注壓力變化，來確認(rèn)大

4、內(nèi)徑設(shè)計(jì)能顯著降低灌注壓力。
　　方法:在骨質(zhì)疏松椎體的兩側(cè)椎弓根分別隨機(jī)植入兩組椎弓根螺釘:內(nèi)徑1.5mm的對照組椎弓根螺釘(Control Pedicle Screw，CPS)(n=10)和內(nèi)徑3.0mm的RBPPS組(n=10)。每枚螺釘在相同的時(shí)間窗內(nèi)使用配套灌注系統(tǒng)在材料機(jī)上模擬臨床情況以固定速度2ml/min分6次灌注骨水泥，每次0.3ml，共1.8 ml。記錄灌注壓力和骨水泥量。
　　結(jié)果:所有骨質(zhì)疏松椎體標(biāo)本

5、均順利完成骨水泥的灌注。CPS組平均灌注壓力為51.0±13.1N，最大灌注壓力為82N，非常接近人體極限，可引起灌注不足。RBPPS組平均壓力為29.4±4.7N，較CPS組下降41.8％，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(P＜0.001)
　　結(jié)論:
　　1、RBPPS及灌注系統(tǒng)能有效灌注骨水泥至骨質(zhì)疏松椎體，操作簡便。
　　2、RBPPS能顯著降低在骨質(zhì)疏松椎體的灌注壓力，便于骨水泥灌注。
　　第三部分:新設(shè)計(jì)可灌注椎弓

6、根螺釘在骨質(zhì)疏松椎體的骨水泥分布及生物力學(xué)研究
　　目的:
　　評價(jià)RBPPS在人骨質(zhì)疏松椎體標(biāo)本的骨水泥彌散分布優(yōu)勢，及生物力學(xué)穩(wěn)定性。
　　方法:
　　雙能X線吸收法檢測5具人體脊柱(T12-L5)骨密度，分離成30個(gè)椎體標(biāo)本。隨機(jī)選取15個(gè)椎體兩側(cè)植入RBPPS（共30枚），隨機(jī)選擇一側(cè)RBPPS灌注2ml PMMA進(jìn)行強(qiáng)化。余15個(gè)椎體兩側(cè)植入對照組椎弓根螺釘(Control Pedicle Screw，

7、CPS)并同法強(qiáng)化（共30枚）。X線檢查和CT掃描明確骨水泥的彌散分布。各15個(gè)椎體中，隨機(jī)選取9個(gè)椎體進(jìn)行拔出力測試，按強(qiáng)化與否分成4組:RBPPS非強(qiáng)化組， CPS非強(qiáng)化組，RBPPS強(qiáng)化組，CPS強(qiáng)化組(n=9)。余6個(gè)椎體進(jìn)行旋出力矩測試，同法分4組(n=6)。分別記錄最大軸向拔出力和最大旋出力矩?cái)?shù)值。另取實(shí)心螺釘、無內(nèi)芯RBPPS、有內(nèi)芯RBPPS各10枚行靜態(tài)彎曲測試。
　　結(jié)果:
　　完成置釘60枚，其中1枚突

8、破椎弓根外側(cè)壁，1枚調(diào)整釘?shù)馈９嘧⑾到y(tǒng)操作簡便，無骨水泥返流等術(shù)野污染。大體標(biāo)本觀察及X線、CT檢查，未發(fā)現(xiàn)骨水泥滲漏。骨水泥呈團(tuán)狀包饒RBPPS遠(yuǎn)端，大部分分布在椎體的中部和前部（椎體三等分），遠(yuǎn)離椎管。RBPPS強(qiáng)化組平均最大拔出力為1361±59N，CPS強(qiáng)化組為1191±53N，RBPPS非強(qiáng)化組為377±54N，CPS非強(qiáng)化組為373±21N。RBPPS強(qiáng)化組較CPS強(qiáng)化組拔出力強(qiáng)度增加了114％(P＜0.05)。RBPPS和

9、CPS強(qiáng)化組分別較非強(qiáng)化組各增加了361％，319％(P＜0.0001)。RBPPS強(qiáng)化組平均最大旋出力矩為2.76±0.07N·m，CPS強(qiáng)化組為1.88±0.06 N·m，RBPPS非強(qiáng)化組為0.82±0.07N·m，CPS非強(qiáng)化組為0.81±0.07N·m。RBPPS強(qiáng)化組較CPS強(qiáng)化組旋出力矩增加了146％(P＜0.0001)。RBPPS和CPS強(qiáng)化組分別較非強(qiáng)化組各增加了337％，232％(P＜0.0001)。靜態(tài)彎曲測試中有