新型可灌注椎弓根螺釘?shù)膬?yōu)化設(shè)計及力學檢測.pdf

1、研究目的:
　　 探討可灌注椎弓根螺釘?shù)闹锌字睆酱笮『蛡?cè)孔分布對螺釘機械強度的影響，以及自行設(shè)計的新型可灌注椎弓根螺釘在骨質(zhì)疏松椎體中的生物力學穩(wěn)定性。
　　 材料和方法:
　　 根據(jù)通用型脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)(General Spine System，GSS)椎弓根螺釘?shù)膸缀螖?shù)據(jù)和可灌注椎弓根螺釘?shù)脑O(shè)計思路，建立普通椎弓根螺釘和可灌注椎弓根螺釘?shù)挠邢拊Ｐ?。分別模擬螺釘?shù)膽冶哿簭澢?、拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗，以分析可灌注椎弓根

2、螺釘?shù)闹锌字睆酱笮『蛡?cè)孔分布對螺釘機械強度的影響，并確定可灌注椎弓根螺釘?shù)淖顑?yōu)化中孔直徑和側(cè)孔分布。根據(jù)模擬試驗的結(jié)果，自行設(shè)計并制作實物螺釘。選取年齡在65～85歲的完整濕潤L1～4椎體標本5具，共計20個椎體，平均骨密度為0.644±0.071g/cm2。隨機選擇每個椎體的一側(cè)椎弓根置入自行設(shè)計的可灌注椎弓根螺釘，并通過配套的骨水泥灌注器械向椎體內(nèi)注入骨水泥約3～5ml，為可灌注椎弓根螺釘強化固定組。隨機將所有椎體的另一側(cè)椎弓根分為

3、普通椎弓根螺釘固定組和普通椎弓根螺釘強化固定組，每組10個椎弓根。普通椎弓根螺釘強化固定組先向釘?shù)纼?nèi)注入骨水泥3～5ml后再擰入普通椎弓根螺釘。分別對三組螺釘行最大軸向拔出力試驗。另取普通螺釘和可灌注椎弓根螺釘各8枚，行螺釘?shù)膽冶哿簭澢囼灐?br>　　 結(jié)果:
　　 1．普通椎弓根螺釘和中孔直徑為1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm中空椎弓根螺釘模型的屈服載荷分別為994N、1026N、1120N、1083N、10

4、64N。中孔直徑為1.5mm時螺釘模型的屈服載荷最大，為普通椎弓根螺釘?shù)?13％。2．中孔直徑為1.5mm，側(cè)孔為3、4、6孔時可灌注椎弓根螺釘模型的屈服載荷分別為1046N、997N、1013N。三個螺釘模型所能承受的最大拉力為4950N、4510N、4675N;最大扭矩為10.3N·m、8.7N·m、9.9N·m。3．可灌注椎弓根螺釘強化固定組螺釘在骨質(zhì)疏松椎體中的最大軸向拔出力與普通椎弓根螺釘固定組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.0

5、1)，與普通椎弓根螺釘強化固定組比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。普通椎弓根螺釘強化固定組與普通椎弓根螺釘常規(guī)固定比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)?？晒嘧⒆倒葆攺娀潭ńM中，椎體左、右側(cè)椎弓根處螺釘?shù)钠骄畲筝S向拔出力比較，差異無統(tǒng)計學意義(t=0.234，P＞0.05)。4．可灌注椎弓根螺釘和普通螺釘?shù)目拐蹚潖姸缺容^差異無統(tǒng)計學意義(t=1.049，P＞0.05)。
　　 結(jié)論:
　　 1．當中孔直徑為1.

6、0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm時，螺釘?shù)闹锌战Y(jié)構(gòu)使椎弓根螺釘模型的抗折彎強度較普通椎弓根螺釘增大。側(cè)孔的開立使中空螺釘模型的機械強度出現(xiàn)了不同程度的降低。
　　 2．中孔直徑為1.5mm,側(cè)孔為6孔的新型可灌注椎弓根螺釘?shù)撵o態(tài)機械強度與普通椎弓根螺釘相比較沒有明顯降低，足以承受上半身的重量，滿足臨床的需要。
　　 3．新型可灌注椎弓根螺釘強化固定在骨質(zhì)疏松椎體中具有良好的錨固作用，并能有效控制骨水泥的滲漏，具