脊柱椎弓根螺钉生物力学研究进展

椎弓根螺钉内固定术是目前临床上治疗脊柱骨折的常用手术方式。生物力学特别是脊柱生物力学方面的研究是其内固定器设计和研制的基础,也是评价其固定的稳定性及实用价值性的具体标准。因此,运用生物力学的理论知识来全面分析脊柱的力学改变及内固定器的作用机制,对于合理使用内固定器械以取得最满意矫形和固定效果具有重要意义。但现有实验条件及实验方法依然存在缺陷。例如,所有现有的实验均为体外实验,仅能反映即可实验结果,而且不能反映椎弓根螺钉在体内的长期力学特性。因此,本文通过椎弓根螺钉的自身设计、螺钉的植入技术、椎弓根螺钉的强化以及其他辅助椎弓根螺钉稳定性的辅助系统来全面分析脊柱椎弓根螺钉的生物力学。     

人工半骨盆假体置换联合腰椎椎弓根螺钉固定术后生物力学的有限元分析

目的:建立人工半骨盆假体置换与联合腰椎椎弓根螺钉固定后的三维有限元模型,评价腰骶段生物力学改变后半骨盆假体力学结构的特点。方法:采用CT薄层扫描采集原始数据,分别建立正常骨盆、半骨盆假体置换术后以及半骨盆假体置换联合腰椎椎弓根螺钉固定术后骨盆的三维有限元模型,分别在第4腰椎上终板平面施以500 N的垂直纵向载荷,分析不同骨盆模型的应力分布特点。结果:与正常骨盆有限元模型相比,半骨盆假体置换术后健侧骨盆应力分布以骶髂关节、髋臼窝及耻骨为主,置换侧半骨盆假体以耻骨连接棒、髋臼杯及髂骨座为主,最大应力出现在耻骨连接棒,应力峰值为65.62 MPa。联合腰椎椎弓根螺钉固定后健侧应力相对减小,置换侧髂骨固定座与骶骨固定处应力相对减小,应力分布以腰椎椎弓根钉棒、耻骨连接棒及髋臼杯为主,最大应力出现在椎弓根螺钉,应力峰值为107 MPa。结论:半骨盆假体置换联合腰椎椎弓根螺钉固定后钉棒分担了半骨盆置换后健侧骨盆及置换侧髂骨固定座与骶骨固定处附近的部分应力,缓解应力集中现象,降低术后骨盆破坏风险,一定程度上增加了半骨盆置换后骨盆的稳定性。     

后路减压椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折疗效分析

目的:探讨后路减压椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折的疗效。方法:本研究选取了90例胸腰椎骨折患者,按照入院时间顺序不同分为两组,前路组(46例)采取前路减压椎弓根螺钉内固定治疗,后路组(44例)采取后路减压椎弓根螺钉内固定治疗。观察并记录两组患者围手术期参数,术前术后下腰痛功能、神经功能恢复情况及随访12个月期间并发症发生情况,评价后路减压椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折的疗效。结果:后路组在术中失血量、手术时间、住院时间上均明显少于或短于前路组(P0.05);与术前相比,术后两组Oswestry功能障碍指数(ODI)值均明显降低(P0.05)。与术后同时间前路组相比,后路组ODI值均明显低于前路组(P0.05);与术前相比,术后12个月两组神经功能分级整体有所提高(P0.05),但两组间相比,差异没有统计学意义(P0.05);随访12个月期间,两组并发症发生率比较,差异没有统计学意义(P0.05)。结论:采用后路椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折,手术时间短,疗效显著,术中出血量少,预后较好,有利于患者腰椎功能的恢复。     

生物活性玻璃提高骨质疏松绵羊椎弓根螺钉稳定性的体内实验研究

目的：研究生物活性玻璃（Bioactive Glass,BG）在骨质疏松绵羊体内强化椎弓根螺钉固定的力学效果,并观察钉道界面及材料吸收等情况。方法：4只成年雌性小尾寒羊,采用去势联合激素注射方法建立骨质疏松绵羊模型。选择绵羊L2至L5双侧椎弓根,随机化选取一侧直接拧入椎弓根螺钉（空白组）,对侧采用BG强化钉道后拧入椎弓根螺钉（实验组）。术后3月随机选取6个椎体（12枚椎弓根螺钉）,对螺钉骨质界面行显微CT分析和组织学观察。对剩余10个椎体（20枚椎弓根螺钉）行轴向拔出实验,分析螺钉固定强度。结果：术前绵羊腰椎BMD为0.818±0.0310 g/cm2,建模完成后为1.000±0.0316 g/cm2,BMD平均值下降22.38%,差异有统计学意义（P〈0.05）。实验组螺钉骨质界面的Tb.Th、Tb.N组较对照组分别增加143.60%和33.56%,差异有统计学意义（P〈0.05）。实验组钉道周围材料绝大部分已经降解吸收,大量新生骨组织紧密包裹螺钉;对照组钉道周围骨量较少,钉骨结合不紧密,实验组螺钉骨质界面结合优于对照组。实验组的最大轴向拔出力为1083.04±86.37N,空白组为871.76±79.03N,前者较后者提高25.26%,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论：生物活性玻璃能显著改善骨质疏松情况下螺钉骨质界面的骨微观结构,进而提高椎弓根螺钉的把持力。     

生物活性玻璃提高骨质疏松绵羊椎弓根螺钉稳定性的体内实验研究

目的:研究生物活性玻璃(Bioactive Glass,BG)在骨质疏松绵羊体内强化椎弓根螺钉固定的力学效果,并观察钉道界面及材料吸收等情况。方法:4只成年雌性小尾寒羊,采用去势联合激素注射方法建立骨质疏松绵羊模型。选择绵羊L2至L5双侧椎弓根,随机化选取一侧直接拧入椎弓根螺钉(空白组),对侧采用BG强化钉道后拧入椎弓根螺钉(实验组)。术后3月随机选取6个椎体(12枚椎弓根螺钉),对螺钉骨质界面行显微CT分析和组织学观察。对剩余10个椎体(20枚椎弓根螺钉)行轴向拔出实验,分析螺钉固定强度。结果:术前绵羊腰椎BMD为0.818±0.0310 g/cm2,建模完成后为1.000±0.0316 g/cm2,BMD平均值下降22.38%,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组螺钉骨质界面的Tb.Th、Tb.N组较对照组分别增加143.60%和33.56%,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组钉道周围材料绝大部分已经降解吸收,大量新生骨组织紧密包裹螺钉;对照组钉道周围骨量较少,钉骨结合不紧密,实验组螺钉骨质界面结合优于对照组。实验组的最大轴向拔出力为1083.04±86.37N,空白组为871.76±79.03N,前者较后者提高25.26%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:生物活性玻璃能显著改善骨质疏松情况下螺钉骨质界面的骨微观结构,进而提高椎弓根螺钉的把持力。     

后路椎弓根螺钉内固定结合后外侧植骨融合治疗胸腰椎骨折的临床观察

目的：观察后路椎弓根螺钉内固定结合后外侧植骨融合治疗胸腰椎骨折的临床效果及安全性。方法：回顾性分析2010年6月-2012年4月在我院脊柱骨科住院治疗的71例胸腰脊椎骨折患者,所有患者随机被分成2组,治疗组38例接受采用后路椎弓根螺钉内固定结合后外侧植骨融合治疗,对照组33例接受传统椎弓根螺钉内固定。术后对患者椎体前缘高度、脊柱Cobb’s角、腰背痛、神经功能恢复情况、内固定并发症等方面进行手术效果的评价。结果：治疗组术后及随诊患者的椎体前、后缘高度的比值与对照组相比,均有统计学差异（P〈0．05）;治疗组术后及随诊患者的Cobb’s角较对照组明显减小,差异有统计学意义（P〈0．05）,治疗组手术时间与对照组相比差异有统计学意义（P〈0．05）;两组患者医疗费用、神经功能改善筝级相互比较,无统计学意义咿0．05）。结论：后路复位椎弓根螺钉内固定结合后外侧植骨融合治疗胸腰椎骨折的临床疗效确切。     

椎弓根螺钉置入内固定法治疗胸腰段骨折脱位的效果分析

目的:研究应用椎弓根螺钉置入内固定系统治疗胸腰段骨折脱位患者的临床效果。方法:回顾分析我院52例胸腰段骨折脱位患者临床资料,应用椎弓根螺钉置入内固定系统治疗,对比实施内固定前后及随访1年后脊柱损伤、骨折复位的恢复情况,Cobb角、前缘高度百分比、后缘高度百分比、矢状位指数、楔变指数、VAS评分。结果:各时期A级比例,无统计学意义(P0.05)。B-E级中,治疗后、随访1年与治疗前相较,差异具有显著性(P0.05),随访1年与治疗后相较,无统计学意义(P0.05)。后缘高度在治疗前后、随访1年中对比,无统计学意义(P0.05)。前缘高度、Cobb角在治疗后、随访1年中与治疗前相较,差异具有显著性(P0.05),前缘高度、Cobb角在治疗后、随访1年中对比,无统计学意义(P0.05)。治疗后、随访1年矢状位指数、楔变指数、VAS评分与治疗前相较,呈显著差异(P0.01),但随访1年与治疗后相较,无统计学意义(P0.05)。结论:胸腰段骨折脱位患者应用椎弓根螺钉置入内固定系统治疗效果显著,应予推广。     

经皮微创椎弓根螺钉内固定与开放手术对胸腰椎骨折患者Cobb's 角与椎体前缘高度恢复的影响

目的:比较经皮微创椎弓根螺钉内固定与开放手术治疗胸腰椎骨折的临床疗效,并对其Cobb's角与椎体前缘高度的变化情况进行比较。方法:选择2011年1月-2013年10月我院收治的60例胸腰椎骨折患者并按照数字随机法分为两组,每组30例,对照组采取开放椎弓根螺钉内固定治疗,观察组经皮微创椎弓根螺钉内固定治疗,两组患者均随访24个月,比较两组患者手术一般情况及Cobb's角与椎体前缘高度恢复情况。结果:观察组手术切口长度、术中出血量及住院时间均短于对照组,差异具有统计学意义(均P0.05)。两组术后伤椎前缘高度及矢状位指数均大于术前(均P0.05),观察组术后伤椎前缘高度及矢状位指数均大于对照组(均P0.05);且两组术后后凸Cobb角小于术前(均P0.05),且观察组术后后凸Cobb角小于对照组(P0.05)。观察组术后并发症1例(3.3%),与对照组4例(13.3%)比较无显著统计学差异(均P0.05)。结论:经皮微创椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折疗效较佳,Cobb's角与椎体前缘高度恢复情况较优。     

皮质骨轨迹螺钉与椎弓根螺钉行经椎间孔入路椎间融合术的疗效比较

目的:探讨皮质骨轨迹螺钉(cortical bone trajectory,CBT)与椎弓根螺钉(pedicle screw,PS)行经椎间孔入路椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)治疗腰椎退行性疾病的临床疗效。方法:选取2016年5月至2018年5月采用TLIF治疗的腰椎退行性疾病患者资料50例作为研究对象,其中行CBT螺钉固定组25例,行PS螺钉内固定组25例。分别记录患者一般资料、围手术期参数及并发症发生情况。腰痛VAS评分、腿痛VAS评分及ODI功能指数评分评估临床效果。Bridwell分级标准评价两组融合情况。结果:平均随访时间16.72±3.6个月。两组患者在性别、年龄、疾病诊断、手术节段方面组间差异无统计学意义(P0.05)。皮质骨轨迹螺钉组平均手术时间及术中出血量为171.88±25.75 min、225.20±51.57 m L,椎弓根螺钉组为221.24±33.53 min、297.60±66.40 m L,两组比较差异有统计学意义(P0.05)。两组患者术后1月及末次随访腰痛VAS评分、腿痛VAS评分及ODI功能指数评分均较术前有明显改善,两组间差异无统计学意义。末次随访两组患者均取得骨性融合。结论:对于腰椎退行性疾病患者,采用CBT螺钉和PS螺钉内固定方式行TLIF均能到达良好的临床疗效及融合率,采用皮质骨轨迹螺钉行TLIF患者手术时间短,术中出血量更少。     

经皮RTS钉固定与常规椎弓根固定在胸腰段压缩骨折中的疗效比较

目的:分析和比较使用经皮RTS钉固定与常规椎弓根固定在胸腰段骨折中的临床疗效和安全性。方法:对2017年6月至2018年6月在我院住院,经诊断为胸腰段骨折,且经纳入及排除标准筛选后的共计74例患者进行回顾性分析。根据不同的手术方式和选择,将纳入的患者分为经皮RTS钉固定组(观察组;40例)和常规椎弓根螺钉固定组(对照组;34例)。在术后的3天,1月及1年比较两组患者的疼痛评分及功能评分;并通过其影像学指标(伤椎高度恢复,cobb角恢复等)比较两组的影像学疗效;比较两组患者的手术时间,出血量,切口长度等手术指标;比较两组患者的并发症等情况。结果:在术后3天时,观察组患者的VAS评分显著优于对照组(P0.05),而在术后1月及1年时,两组患者未见显著差异(P0.05)。两组患者的Cobb角及前缘高度百分比较术前均有显著改善(P0.05),且两组间均有显著差异(P0.05)。两组患者在手术时间,切口长度,透视次数,出血量,出院时间等均有显著差异(P0.05)。两组患者在并发症的比较中并无统计学差异(P0.05)。结论:与常规的开放椎弓根螺钉固定相比,对于胸腰椎压缩骨折,RTS螺钉能够有效的恢复影像学指标,特别是在前缘高度及Cobb角恢复,并且能够有效地减少创伤及出血,加快功能恢复,在临床中可以进一步推广。