腰椎棘板螺釘動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及生物力學(xué)研究.pdf

1、隨著非融合技術(shù)的興起和發(fā)展，越來越多的腰椎后結(jié)構(gòu)非融合內(nèi)固定裝置應(yīng)用于治療下腰椎退變性疾病，并顯示出了其較傳統(tǒng)融合術(shù)的優(yōu)勢；但大量生物力學(xué)研究及臨床報(bào)道也同時(shí)揭示了非融合技術(shù)諸多亟待解決的問題。譬如，未能有效的保留固定節(jié)段的部分運(yùn)動功能而獲得的是與融合術(shù)相近的治療結(jié)果；固定裝置在周期負(fù)載中容易出現(xiàn)固定失敗等。腰椎非融合技術(shù)的進(jìn)展及內(nèi)植物的設(shè)計(jì)有賴于對腰椎疾病病理生理及生物力學(xué)的進(jìn)一步了解，對腰椎整體與局部椎間運(yùn)動學(xué)、運(yùn)動力學(xué)以及腰椎負(fù)載

2、的認(rèn)識。本研究的目的是通過對腰椎后柱結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)觀察和測量獲得相關(guān)解剖參數(shù)，設(shè)計(jì)出具有良好解剖適配性和生物力學(xué)適配性的棘板螺釘動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)，并對其進(jìn)行生物力學(xué)研究，分析其生物力學(xué)性能和實(shí)用價(jià)值，為中老年腰椎退變性疾病的臨床治療提供新思路、新方法。
　　 第一部分：腰椎后柱結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)測量及棘板螺釘動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　　 目的：獲得腰椎后柱結(jié)構(gòu)的解剖參數(shù)和三維構(gòu)象樣本數(shù)據(jù)，據(jù)此設(shè)計(jì)出腰椎棘板螺釘動態(tài)內(nèi)定系統(tǒng)。方法：①

3、選取20具人體L3-S1骨骼標(biāo)本，進(jìn)行解剖觀察并測量椎板區(qū)域的厚度獲得腰椎棘板的正常解剖參數(shù)。②并對20名健康成人腰椎L3-S1進(jìn)行CT三維重建掃描，獲得正常腰椎后部結(jié)構(gòu)的三維空間構(gòu)象的樣本數(shù)據(jù)。③根據(jù)獲得的解剖參數(shù)及三維構(gòu)象數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)腰椎棘板螺釘動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)。結(jié)果：經(jīng)解剖觀察和測量，腰椎椎板內(nèi)側(cè)1/3可作為棘板螺釘固定置釘區(qū)域。椎板厚度L3-4平均為6.5±0.75mm，L5-S1椎板平均厚度為6.0±0.62mm。棘板螺釘長度6.5

4、-7.5mm即可滿足雙側(cè)皮質(zhì)固定的要求。結(jié)論：下腰椎棘突椎板區(qū)域可以作為雙側(cè)皮質(zhì)骨螺釘固定的區(qū)域，椎板螺釘?shù)淖钸m長度為6.5-7.5mm。
　　 第二部分椎板螺釘動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)的生物力學(xué)研究
　　 目的：通過建立腰椎不穩(wěn)模型，經(jīng)生物力學(xué)試驗(yàn)比較幾種固定方式對下腰椎固定節(jié)段和鄰近節(jié)段的力學(xué)變化的影響。方法：選取新鮮尸體脊柱標(biāo)本L3-S5節(jié)段10具。通過切除L4-5節(jié)段L4下關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶的方式建立腰

5、椎不穩(wěn)模型。并對10具成人新鮮冰凍尸體脊柱標(biāo)本(L3-S1)進(jìn)行隨機(jī)試驗(yàn)分組：①完整標(biāo)本組(記作NS)；②切除L4-5節(jié)段L4下關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶組(IS組)；⑨切除L4-5節(jié)段L4下關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶+棘板螺釘動態(tài)內(nèi)固定組(LS組)；④切除L4-5節(jié)段L4下關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶+Coflex置入組(CS組)；⑤切除L4-5節(jié)段L4下關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶+椎弓根

6、釘棒內(nèi)固定組(PS組)。各組按隨機(jī)順序接受4項(xiàng)非損傷性等級加載，用電阻應(yīng)變傳感器技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)測量，分析完整標(biāo)本及、損傷標(biāo)本和各種固定方式之間的穩(wěn)定性的差異，以及對鄰近節(jié)段應(yīng)力的差異。結(jié)果：兩種動態(tài)固定方式均能使固定節(jié)段的穩(wěn)定性恢復(fù)到接近正常狀態(tài)(P＞0.05)；椎弓根螺釘釘棒內(nèi)固定可使固定節(jié)段剛度較正常標(biāo)本明顯增大(P＜0.05)。除椎弓根螺釘釘棒固定外，棘板螺釘動態(tài)固定及Coflex固定均能降低鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)變，改善應(yīng)力集中作用