新型可調(diào)控式頸椎管擴(kuò)大成形微型鈦板的研制及基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著人們社會(huì)生活節(jié)奏的加快、勞動(dòng)強(qiáng)度的增大及其生活行為方式的改變,繼發(fā)性頸椎管狹窄癥的患者逐年增多,有趨于年輕化的發(fā)病趨勢(shì)。多節(jié)段的頸椎間盤突出癥、頸椎后縱韌帶骨化癥及頸椎黃韌帶骨化癥等疾病是造成繼發(fā)性頸椎管狹窄癥的主要因?yàn)椤！皢伍_門”頸椎管擴(kuò)大成形術(shù)是治療這類頸椎管狹窄癥的有效方法?！皢伍_門”頸椎管擴(kuò)大成形術(shù)在擴(kuò)大椎管容積的同時(shí)保留了椎管后部骨性結(jié)構(gòu),部分維持了椎管的完整性。但臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)椎管擴(kuò)大后,椎板的固定比較困難,開門后翻開的

2、椎板回落,易出現(xiàn)“再關(guān)門”現(xiàn)象,從而使減壓作用消失,嚴(yán)重者甚至造成脊髓損傷,出現(xiàn)災(zāi)難性后果。為此,許多學(xué)者嘗試對(duì)傳統(tǒng)的單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)進(jìn)行改良,有學(xué)者將植骨塊通過鋼絲或尼龍線固定在開門側(cè)的椎板和小關(guān)節(jié)間,但仍不能完全避免椎板下沉、椎管直徑縮小和再關(guān)門現(xiàn)象的發(fā)生。有學(xué)者用微型鈦板(加植骨融合)固定開門側(cè)椎板,微型鈦板用螺釘固定在椎板上,一方面,如果固定植骨塊的螺釘松動(dòng)或植骨塊不能與椎板和側(cè)塊骨化融合,植骨塊有落入椎管造成脊髓損傷的可能

3、；另一方面,因?yàn)槿祟i椎椎板較薄,把微型鈦板用螺釘固定在椎板上,固定力量較小,不能形成牢固的固定；再者,椎板螺釘擰入時(shí)有損傷脊髓的風(fēng)險(xiǎn),且耗時(shí)較長(zhǎng),操作技術(shù)要求較高。有學(xué)者采用“錨定法”固定技術(shù),手術(shù)簡(jiǎn)便,不增加手術(shù)時(shí)間和出血量,有利于減少術(shù)后頸部僵硬、疼痛現(xiàn)象,但隨著術(shù)后時(shí)間的增加,有絲線斷裂、椎板回落的風(fēng)險(xiǎn),另外,此種非剛性固定,如果門軸側(cè)椎板不能融合,無法有效防止門軸側(cè)椎板下沉。有學(xué)者在開門側(cè)植入珊瑚羥基磷灰石或放置陶瓷裝置,雖然考

4、慮到修補(bǔ)開門側(cè)椎管,但是難以獲得手術(shù)后即刻的穩(wěn)定性,有發(fā)生再關(guān)門而致使脊髓受壓的可能。鑒于以上問題,本課題研制了新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板,以達(dá)到安全、有效、簡(jiǎn)便地進(jìn)行頸椎椎管擴(kuò)大成形術(shù)的目的。同時(shí),通過自主研發(fā)新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板,使之國(guó)產(chǎn)化,力爭(zhēng)大規(guī)模臨床推廣應(yīng)用,切實(shí)降低患者的治療費(fèi)用,創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
　　 第一部分頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形椎板重建(鈦板)固定的應(yīng)用解剖
　　 目

5、的：通過解剖測(cè)量C3～C7頸椎骨標(biāo)本獲得形態(tài)學(xué)參數(shù),為頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形椎板重建(鈦板)固定提供解剖學(xué)參數(shù)。
　　 方法：采用50套正常成人干燥頸椎骨標(biāo)本,測(cè)量C3～C7的相關(guān)參數(shù),測(cè)量數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件進(jìn)行描述性分析,數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,左右兩組數(shù)據(jù)采用配對(duì)t檢驗(yàn),以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,將兩側(cè)數(shù)據(jù)合并后計(jì)算均值,據(jù)此得出頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形椎板重建(鈦板)固定的解剖學(xué)數(shù)據(jù)。
　　 結(jié)果

6、：側(cè)塊寬度C3(9.89±0.97)mm,C7(12.09±0.93)mm、高度C4(11.44±2.09)mm,C7(13.56±2.17)mm,逐漸增大。側(cè)塊厚度C3(9.03±1.46)mm、C7(6.66±0.78)mm,逐漸減小。自側(cè)塊外緣至棘突基底部上5mm之間的長(zhǎng)度C3(25.21±2.08)mm,C6(27.09±1.80)mm,C7與C4接近。椎板外側(cè)端、中間的高度分別為C3(11.54±1.66)mm,C7(16.8

7、3±1.77)mm；C3(10.91±1.58)mm,C7(14.86±1.48)mm,逐漸增大。椎板外側(cè)端、中間的厚度分別為C5(4.44±0.81)mm、C7(5.28±0.76)mm; C4(3.00±0.86)mm,C7(4.92±0.96)mm。棘突基底部的高度C4(9.33±1.67)mm、C7(11.34±1.57)mm、基底部上5mm平面的高度C4(7.10±1.76)mm,C7(9.82±1.46)mm,C3與C5接近

8、。棘突基底部的寬度C5(8.59±1.81)mm,C7(11.13±1.76)mm、上5mm平面的寬度C5(6.66±1.86)mm,C7(8.50±1.58)mm,C5最小,C7最大。
　　 結(jié)論：頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形椎板重建(鈦板)固定在形態(tài)學(xué)上有可行性,能擴(kuò)大椎管、重建頸椎板的穩(wěn)定性。
　　 第二部分新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板的研發(fā)
　　 目的：設(shè)計(jì)新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板,以實(shí)現(xiàn)牢

9、固固定開門側(cè)椎板、增加固定的穩(wěn)定性和安裝的靈活性,有效防止“再關(guān)門”現(xiàn)象的發(fā)生。
　　 方法：根據(jù)解剖測(cè)量國(guó)人C3～C7頸椎骨標(biāo)本獲得形態(tài)學(xué)參數(shù),在總結(jié)臨床經(jīng)驗(yàn)和借鑒國(guó)外同類產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,初步確定所制微型鈦板的結(jié)構(gòu)和規(guī)格參數(shù)。根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)圖和規(guī)格參數(shù),制作此微型鈦板樣品,并在頸椎模型上安裝,驗(yàn)證其可行性。
　　 結(jié)果：本新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板包括主板和滑動(dòng)鉤兩部分。主板一端固定于頸椎側(cè)塊上,另一端固

10、定于頸椎棘突基底部,主板可根據(jù)手術(shù)需要進(jìn)行預(yù)彎塑形?；瑒?dòng)鉤鑲嵌于主板的導(dǎo)向槽上,可在一定范圍內(nèi)移動(dòng),能根據(jù)頸椎的個(gè)體差異性及手術(shù)所要求的撐開寬度,靈活調(diào)節(jié)開門寬度。當(dāng)滑動(dòng)鉤根據(jù)手術(shù)需要移動(dòng)到滿意的撐開寬度后,擰緊螺釘,可使兩內(nèi)撐爪撐開并卡壓在主板導(dǎo)向槽上,因?yàn)橹靼迮c滑動(dòng)鉤接觸面為粗糙面,借助兩者粗糙面之間的摩擦力、內(nèi)撐爪的卡壓力和擰緊螺釘后形成的壓力,固定滑動(dòng)鉤。
　　 結(jié)論：新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板的設(shè)計(jì)在形態(tài)學(xué)上

11、具有可行性,各部件參數(shù)有一定的選取范圍,其能在頸后入路下安裝,能擴(kuò)大椎管、重建頸椎板的穩(wěn)定性,具有牢靠安全、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
　　 第三部分新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板固定后的三維運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)
　　 目的：通過脊柱三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)在頸椎單開門術(shù)中應(yīng)用新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板內(nèi)固定重建頸椎穩(wěn)定性的效果。
　　 方法：實(shí)驗(yàn)材料取自意外死亡的成年男性新鮮尸體頸椎6例(C1-T1),作為自身對(duì)照性實(shí)

12、驗(yàn),在頸后路模擬臨床術(shù)式行C3～C6右側(cè)椎板開門、左側(cè)作為門軸的單開門手術(shù)方式。先后依次進(jìn)行正常的完整頸椎組、絲線組、絲線螺釘組、新型可調(diào)控式頸椎椎管擴(kuò)大成形微型鈦板組的生物力學(xué)測(cè)試,將包埋后的標(biāo)本上端與脊柱三維運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的加載盤相連,下段固定于試驗(yàn)機(jī)工作平臺(tái)的標(biāo)本固定底座上,在MTS-858材料試驗(yàn)機(jī)上對(duì)各組標(biāo)本行屈伸、左右側(cè)彎和左右旋轉(zhuǎn)6個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的穩(wěn)定性測(cè)試,對(duì)所有標(biāo)本實(shí)施純力偶矩加載,載荷為0.5～2.0N.m,保持30s為1個(gè)

13、循環(huán)。測(cè)量每一種工況運(yùn)動(dòng)前,將標(biāo)本加載至最大力矩2.0N.m,然后卸載,同樣重復(fù)3次,加載/卸載循環(huán)3次后采集數(shù)據(jù)形成3個(gè)加載/卸載循環(huán),以將頸椎的粘彈性影響消除至最小,得到較為穩(wěn)定的頸椎運(yùn)動(dòng)結(jié)果,當(dāng)加載至2.0N.m時(shí)停留30秒,允許頸椎標(biāo)本進(jìn)行蠕變運(yùn)動(dòng),在三次加載后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量。在脊柱三維運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)上對(duì)各組標(biāo)本行屈伸、左右側(cè)彎和左右旋轉(zhuǎn)6個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的穩(wěn)定性測(cè)試,施加的力偶矩為2.0N.m。多節(jié)段的運(yùn)動(dòng)測(cè)量使用 Motion.Ana

14、lysis運(yùn)動(dòng)捕捉分析系統(tǒng),該系統(tǒng)包括在頸椎標(biāo)本周圍共放置6臺(tái)紅外線攝像機(jī),頸椎每個(gè)椎體上固定有4個(gè)不共線排列的球形紅外線接收標(biāo)記物,由紅外線攝像機(jī)對(duì)標(biāo)記物的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)測(cè)量,測(cè)試屈伸、左右側(cè)彎、左右旋轉(zhuǎn)6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)角位移參數(shù),包括運(yùn)動(dòng)范圍(range ofmotion,ROM)、中性區(qū)(neutralzone,NZ)和彈性區(qū)(elasticzone,EZ)。并由計(jì)算機(jī)直接得出每個(gè)標(biāo)記物運(yùn)動(dòng)坐標(biāo),利用 EVaRT軟件計(jì)算每個(gè)標(biāo)本節(jié)

15、段的角位移,將各椎體的角位移相加得出頸椎的運(yùn)動(dòng)范圍。所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,四組間運(yùn)動(dòng)范圍變化的比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA)進(jìn)行分析,方差不齊時(shí)采用 Welch法校正；進(jìn)一步的多重比較采用 LSD法(Least-Significant Different),方差不齊采用Games-Howell法,p<0.05作為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的判定標(biāo)準(zhǔn)。
　　 結(jié)果：在單開門手術(shù)后

16、,絲線結(jié)扎組在后伸、左側(cè)彎、左旋狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與完整組、微型鈦板組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)；在前屈狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與微型鈦板組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。絲線螺釘組,在左側(cè)彎及左旋狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與完整組、微型鈦板組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)；與絲線組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；微型鈦板組,在前屈、后伸、左側(cè)彎、左旋狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與絲線組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05),在左側(cè)彎、左旋狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與絲線螺釘組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)