新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定的設(shè)計(jì)與生物力學(xué)測(cè)試.pdf

1、目的:設(shè)計(jì)一種可微創(chuàng)置入的新型動(dòng)態(tài)腰椎內(nèi)固定器，通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)新型腰椎動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器的生物力學(xué)特性，探求此動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器較理想的活動(dòng)范圍，為該固定器設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　 方法:將新鮮的豬骨腰椎標(biāo)本經(jīng)保鮮膜包裹后放于-20℃的環(huán)境中保存，在該環(huán)境下保存的新鮮標(biāo)本，對(duì)骨與韌帶無明顯影響，其生物力學(xué)特性無明顯改變，當(dāng)試驗(yàn)時(shí)，需提前將標(biāo)本取出放于室溫下解凍12-18小時(shí)，然后仔細(xì)對(duì)椎體周圍的肌肉、脂肪和結(jié)締組織進(jìn)行清除，保留椎體間的韌

2、帶組織，然后用UHMWPE材料（聚甲基丙烯酸甲脂-自凝型，上海齒科材料廠）對(duì)腰2和腰5椎體進(jìn)行包埋，對(duì)腰3、腰4及腰3/4椎間盤進(jìn)行處理，制作成實(shí)驗(yàn)標(biāo)本。每個(gè)標(biāo)本按實(shí)驗(yàn)順序分為完整組（A組）、損傷不穩(wěn)組（B組）、堅(jiān)強(qiáng)固定組（C組）、新型腰椎動(dòng)態(tài)內(nèi)固定Ⅰ型組(D組)（釘身活動(dòng)度為2°）、新型腰椎動(dòng)態(tài)內(nèi)固定Ⅱ型組（E組）（釘身活動(dòng)度為5°）共5組即5種狀態(tài)。將每個(gè)標(biāo)本的每種狀態(tài)放在脊柱三維運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的測(cè)試，每次對(duì)脊柱標(biāo)本施

3、加8Nm的作用力，6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)為前屈、后伸，左右側(cè)彎，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由電渦流傳感器對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析后得出脊柱的活動(dòng)范圍，即腰3和腰4之間的活動(dòng)范圍(rangeofmotion，ROM)，從而對(duì)內(nèi)固定器械的穩(wěn)定性及活動(dòng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。剛度的測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)后的標(biāo)本分為完整標(biāo)本、剛性固定、新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定Ⅰ，新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定Ⅱ在電子萬能試驗(yàn)機(jī)WDW3100試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，計(jì)算其剛度。
　　 結(jié)果:(1)

4、脊柱三維運(yùn)動(dòng)測(cè)試:①損傷失穩(wěn)模型(B)與完整標(biāo)本狀態(tài)(A)比較，腰3/4節(jié)段前屈、后伸、左/右側(cè)彎，左右旋轉(zhuǎn)等三維運(yùn)動(dòng)范圍(ROM)明顯增大，三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性顯著減小，活動(dòng)度明顯增大(P＜0.05)。②損傷失穩(wěn)模型(B)經(jīng)堅(jiān)強(qiáng)固定系統(tǒng)(C)固定后，腰3/4節(jié)段ROM較完整標(biāo)本狀態(tài)(A)明顯減小，三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性顯著加強(qiáng)（P＜0.05）。③經(jīng)新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器Ⅰ型(D）、新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器Ⅱ型(E)二種狀態(tài)固定后，腰3/4節(jié)段均獲得了較為滿意的R

5、OM，與損傷失穩(wěn)模型(B)相比三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性明顯增加，活動(dòng)范圍明顯減少（P＜0.05）。④新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器Ⅰ型(D)、新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器Ⅱ型(E)對(duì)腰3/4節(jié)段ROM的限制作用明顯小于堅(jiān)強(qiáng)固定系統(tǒng)(C)，表明新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定(D、E)在穩(wěn)定固定節(jié)段的基礎(chǔ)上仍然保留了一定程度的節(jié)段ROM(P＜0.05)。⑤二種狀態(tài)的動(dòng)態(tài)固定(D、E)之間互相比較，在保持腰3/4節(jié)段三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器Ⅱ型(E)較新型動(dòng)態(tài)內(nèi)固定器Ⅰ型(D)保

6、留了更大程度的前屈ROM(P＜0.05)，其在后伸、左/右側(cè)彎，左/右旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性上差異無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。(2)壓縮剛度測(cè)定:由于壓縮剛度測(cè)試是破壞性實(shí)驗(yàn)，基于本次標(biāo)本數(shù)量有限，未達(dá)到統(tǒng)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)，只進(jìn)行完整標(biāo)本、堅(jiān)強(qiáng)固定、動(dòng)態(tài)固定Ⅰ，動(dòng)態(tài)固定Ⅱ的壓縮測(cè)試。新型動(dòng)態(tài)固定Ⅰ、新型動(dòng)態(tài)固定Ⅱ組及堅(jiān)強(qiáng)固定的剛度均大于完整標(biāo)本。新型動(dòng)態(tài)固定Ⅰ與新型動(dòng)態(tài)固定Ⅱ相比，動(dòng)態(tài)固定Ⅰ的剛度大于動(dòng)態(tài)固定Ⅱ，堅(jiān)強(qiáng)固定與動(dòng)態(tài)固定都能提供大于完