腰椎棘板螺釘動態(tài)內固定系統(tǒng)的設計及生物力學研究.pdf

1、隨著非融合技術的興起和發(fā)展，越來越多的腰椎后結構非融合內固定裝置應用于治療下腰椎退變性疾病，并顯示出了其較傳統(tǒng)融合術的優(yōu)勢；但大量生物力學研究及臨床報道也同時揭示了非融合技術諸多亟待解決的問題。譬如，未能有效的保留固定節(jié)段的部分運動功能而獲得的是與融合術相近的治療結果；固定裝置在周期負載中容易出現(xiàn)固定失敗等。腰椎非融合技術的進展及內植物的設計有賴于對腰椎疾病病理生理及生物力學的進一步了解，對腰椎整體與局部椎間運動學、運動力學以及腰椎負載

2、的認識。本研究的目的是通過對腰椎后柱結構的解剖學觀察和測量獲得相關解剖參數(shù)，設計出具有良好解剖適配性和生物力學適配性的棘板螺釘動態(tài)內固定系統(tǒng)，并對其進行生物力學研究，分析其生物力學性能和實用價值，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：腰椎后柱結構的解剖學測量及棘板螺釘動態(tài)內固定系統(tǒng)的設計
　　 目的：獲得腰椎后柱結構的解剖參數(shù)和三維構象樣本數(shù)據(jù)，據(jù)此設計出腰椎棘板螺釘動態(tài)內定系統(tǒng)。方法：①

3、選取20具人體L3-S1骨骼標本，進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進行CT三維重建掃描，獲得正常腰椎后部結構的三維空間構象的樣本數(shù)據(jù)。③根據(jù)獲得的解剖參數(shù)及三維構象數(shù)據(jù)設計腰椎棘板螺釘動態(tài)內固定系統(tǒng)。結果：經(jīng)解剖觀察和測量，腰椎椎板內側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即可滿足雙側皮質固定的要求。結論：下腰椎棘突椎板區(qū)域可以作為雙側皮質骨螺釘固定的區(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)內固定系統(tǒng)的生物力學研究
　　 目的：通過建立腰椎不穩(wěn)模型，經(jīng)生物力學試驗比較幾種固定方式對下腰椎固定節(jié)段和鄰近節(jié)段的力學變化的影響。方法：選取新鮮尸體脊柱標本L3-S5節(jié)段10具。通過切除L4-5節(jié)段L4下關節(jié)突內側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本(L3-S1)進行隨機試驗分組：①完整標本組(記作NS)；②切除L4-5節(jié)段L4下關節(jié)突內側1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶組(IS組)；⑨切除L4-5節(jié)段L4下關節(jié)突內側1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶+棘板螺釘動態(tài)內固定組(LS組)；④切除L4-5節(jié)段L4下關節(jié)突內側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下關節(jié)突內側1/2，黃韌帶及部分棘間韌帶+椎弓根

6、釘棒內固定組(PS組)。各組按隨機順序接受4項非損傷性等級加載，用電阻應變傳感器技術進行生物力學測量，分析完整標本及、損傷標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)段應力的差異。結果：兩種動態(tài)固定方式均能使固定節(jié)段的穩(wěn)定性恢復到接近正常狀態(tài)(P＞0.05)；椎弓根螺釘釘棒內固定可使固定節(jié)段剛度較正常標本明顯增大(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)段椎間盤應變，改善應力集中作用