骶二椎弓根钉内进钉固定拔出力与骶骨应变分布规律的实验研究

目的研究骶二椎弓根钉固定拔出力与骶骨应变分布规律,为临床骶二椎弓根钉固定术提供生物力学参数。方法取正常人新鲜尸体骶骨标本,以椎弓根钉内进钉方法固定于骶二椎弓根,于电子万能试验机上进行相应力学测试,并利用动静态电阻应变仪对预先粘贴在四个椎弓根螺栓固定边缘部位和骶骨不同部位的应变片进行测量。结果得出了椎弓根钉的最大拔出力为（514．5±9．4）N,发生在2号钉位置;最大应变发生在1号钉,其最大应变为（168．5±5．8）X10一。结论骶二椎弓根钉内进钉固定应变分布合理,有利于平衡和稳定。     

骶二椎弓根钉外进钉固定拧紧力与骶骨应变分布规律的研究

研究骶二椎弓根钉固定拧紧力与骶骨应变分布,为临床骶二椎弓根钉固定术提供生物力学参数。取正常国人新鲜尸体骶骨标本,以椎弓根钉内进钉法固定于骶二椎弓根,以小型力传感器与椎弓根钉固定装置连接,测量椎弓根钉的拧紧力,同时以动静态电阻应变仪对预先粘贴在四个椎弓根螺栓固定边缘部位和骶骨不同部位的应变片进行应变电测量。得出了椎弓根钉的最大拧紧力和S1,椎体、S2椎体、S3椎体正中线左侧和右侧应变值,还得出了s,左侧、S,右侧上关节突关节面部位及S1、2左侧,S1、2右侧骶后孔连线与骶中间嵴交点处应变值。说明骶二椎弓根钉术式符合生物力学原理。     

骶二椎弓根钉外进钉固定拧紧力与骶骨应变分布规律的研揪

研究骶二椎弓根钉固定拧紧力与骶骨应变分布,为临床骶二椎弓根钉固定术提供生物力学参数.取正常国人新鲜尸体骶骨标本,以椎弓根钉内进钉法固定于骶二椎弓根,以小型力传感器与椎弓根钉固定装置连接,测量椎弓根钉的拧紧力,同时以动静态电阻应变仪对预先粘贴在四个椎弓根螺栓固定边缘部位和骶骨不同部位的应变片进行应变电测量.得出了椎弓根钉的最大拧紧力和S1椎体、S2椎体、S3椎体正中线左侧和右侧应变值,还得出了S1左侧、S1右侧上关节突关节面部位及S1、2左侧,S1、2右侧骶后孔连线与骶中间嵴交点处应变值.说明骶二椎弓根钉术式符合生物力学原理.     

变牙厚椎弓根螺钉的生物力学测试

目的　评价不同变牙厚椎弓根螺钉（transitional thread pedicle screw, TTPS）对螺钉拔出力的影响。 方法 取新鲜小牛胸腰椎标本（T11~L4）5具,共30个椎体(60侧椎弓根),剔除周围肌肉、筋膜,注意保持骨结构完整,解离成单个椎骨。平均骨密度为（1.186±0.182）g/cm2。TTPS规格有6种：A0（牙厚保持不变）、A1（逐牙加厚0.01mm）、A2（逐牙加厚0.02 mm）、A3（逐牙加厚0.03 mm）、A4（逐牙加厚0.04 　mm）、A5（逐牙加厚0.05 mm）。每种螺钉随机置入10侧椎弓根,将标本包埋好并用夹具固定在材料试验机上,设置椎弓根螺钉长轴与拔出力轴线方向重合。设置材料试验机加载速率为0.08 mm/s进行拔出实验,结果输出拔出力-位移曲线、最大轴向拔出力（Fmax）。计算拔出刚度。 结果　A0至A5 6种螺钉的最大轴向拔出力分别为（983.99±324.19）、（1119.84±362.47）、（1067.67±398.00）、（900.04±255.89）、（799.07±406.79）、（850.71±408.11）N。6种不同规格TTPS轴向拔出力间无显著差异（组间差异P=0.216）。6种不同规格的TTPS的拔出刚度间无显著差异（组间差异P=0.07）。 结论　小范围增加螺纹牙厚,对椎弓根螺钉抗拔出力没有显著影响。     

椎弓根螺钉内固定稳定性的生物力学测试

目的：胸腰椎骨折采用椎弓根螺钉内固定，其疗效与螺钉固定的长度，螺钉的植入方向以及骨密度大小诸因素相关，为此进行生物力学分析，为临床手术提供依据，方法：采用6具成人新鲜脊柱标本，应用实验应力分析手段进行测试。结果：长螺钉的应变比短螺钉应变在压缩，前屈，后伸，侧屈分别小16％，41％，56％，41％，其强度分别提高16％，41％，55％，41％，其脊柱位移分别小18％，25％，32％，30％，轴向刚度分别提高18％，25％，32％，30％（P均＜0．05），骨密度对拔出力的影响，正常组与骨质疏松组相差67％，相应的相对位移，应变，能量两组平均相差均在16％以上（P＜0．05），结论：手术中应注意弓椎根螺钉固定相关因素，这对提高手术质量，减少并发症起着重要作用。     

椎弓根螺钉内固定疲劳生物力学研究进展

随着脊柱外科经后路内固定手术普遍开展，各种椎弓根螺钉固定系统已广泛应用于临床，但Ｅｓｅｓ等［１］通过临床应用调查这些固定器械发现没有哪一种椎弓根螺钉固定比较完美，大量病例的远期随访表明并发症多。主要是螺钉松脱、断钉、内固定不牢固、矫正度丢失、椎体间融...     

椎弓根螺钉螺杆形状对其生物力学性能影响的研究

目的比较椎弓根螺钉螺杆形状对其生物力学性能的影响。方法6具成人新鲜T9-L5脊椎标本分解为54个椎体试验标本,随机选取一侧按标准方法放置特制试验用直径5.5mm锥形螺钉,然后在MTS力学试验机上先后测量其最大扭力矩和最大拔出力,在对侧以同样的方法进行5.5mm柱形螺钉的实验。然后在腰段进行6.25mm及7.0mm螺钉的翻修。结果在下胸段,锥形螺钉的最大扭力矩(1.445±0.66)N.m显著大于柱形螺钉(1.073±0.42)N.m(P<0.05);而在腰段,锥形螺钉最大扭力矩(1.017±0.43)N.m和柱形螺钉最大扭力矩(1.128±0.50)N.m相比没有明显差异(P>0.05)。无论在下胸段还是腰段,锥形螺钉与柱形螺钉的最大拔出力相比均无显著性差异。柱形椎弓根螺钉的最大扭力矩与最大拔出力呈正相关(r=0.629),锥形螺钉的最大扭力矩与最大轴向拔出力的相关性不显著(r=0.179)。不同形状的螺钉在其达到最大拔出力时的位移无显著差异。结论相同直径的锥形与柱形螺钉的最大拔出力相近,且锥形螺钉在其直径与椎弓根内径相近时具有较高的扭矩。螺钉的最大扭力矩与最大拔出力的相关关系要视螺钉的类型而定。     

椎弓根螺钉应用于骨质疏松椎体的生物力学研究

本文采用7具老年腰椎标本,共35个椎体,DEXA测试其BMD,随机分为5组,应用生物力学测试方法,研究下列补救措施对螺钉牢固性的影响:①按放横向连接装置;②钉道内填充骨水泥;③钉道内填充骨屑;④更换直径较大的螺钉;⑤单纯安置Dick螺钉。所有标本平均BMD为0.695±0.14g/cm_2。⑤组单纯安置Dick钉的最大拔出力232±92.4N,①～④组最大拔出力与⑤组比较,分别增加了93％（P<0.01）、94％（P<0.01）、139％（P<0.01）、33％（P>0.05）。研究表明,横向装置、骨水泥、骨屑可提高螺钉的牢固性,直径较大的螺钉并不能提高其在骨质疏松椎体内的稳定性,重度骨质疏松可能是手术禁忌症。     

钉道局部点状固化技术强化椎弓根螺钉固定的生物力学研究

目的探讨钉道局部点状固化技术在体外强化椎弓根螺钉固定的效果。方法选用30个新鲜成年山羊腰椎。每一个椎体一侧椎弓根常规置钉(空白组);另一侧对钉道局部进行点状固化处理后拧入螺钉(实验组)。24h后,随机选取10个椎体行轴向拔出实验,其余20个椎体行周期抗屈实验。结果螺钉最大轴向拔出力(Fmax):空白组(637.60±109.95)N,实验组(816.50±134.88)N;螺钉拔出的能量吸收值:空白组(1.268±0.252)J,实验组(1.631±0.269)J,两组间差异均有统计学意义(P<0.05)。周期抗屈试验中,实验组的螺钉能够耐受更大的负荷或者在同等负荷下所产生的位移较小。结论钉道局部点状固化技术可以显著增加椎弓根螺钉固定的稳定性,为临床解决螺钉松动问题提供了新的研究方向,具有较好的临床应用前景。     

磷酸钙强化椎弓根螺钉的动态生物力学研究

目的 研究磷酸钙骨水泥强化椎弓根螺钉后生物力学强度的体内动态变化。方法 成年雌性绵羊12只,年龄4～6岁;体重33～45Kg。经每只羊的L1～L6椎体双侧椎弓根,分直接植入、CPC强化和PMMA强化三种植钉方法植入椎弓螺钉,每只动物体内植钉方法按平衡不完全随机进行分配,每种方法各植4枚。植钉后动物被随机分配至术后1d,4w,12w和24w四个观察时间点,每点3只。在观察点获取植钉腰椎标本,测定螺钉的轴向拔出力和拔出能量吸收值,进行相同时间点各植钉方法之间和同一植钉方法各时间点之间的指标对比分析。结果 四个观察时间点动物的骨密度按序依次是,0.923±0.082g/cm2,0.910±0.098 g/cm2,0.952±0.123 g/cm2和0.912±0.126 g/cm2,组间均未见显著差异（P﹥0.05）。在术后1d,4w,12w和24w四个观察时间点CPC强化组的最大轴向拔出力（Fmax）依次是,893.13±63.91N,916.50±109.88N,1022.04±73.85N和1104.91±112.33N。拔出能量吸收值（EAV）与相应的Fmax呈正相关（P﹤0.001）。同一方法各时间点内的Fmax 和EAV均无显著性差异（P﹥0.28）。相同时间点,CPC强化组的Fmax和EAV均显著高于对照组（P﹤0.001）。另外,除24周的EAV二者无差异（P﹥0.18）外,PMMA强化组两项指标均高于CPC强化组（P﹤0.003）。结论 结果表明用CPC强化能显著提高椎弓根螺钉的固定强度,且强化作用在体内是动态稳定的。在椎弓根螺钉强化方面,CPC是PMMA理想的替代材料。     

双侧钉棒及同侧单钉棒置入内固定的生物力学比较

背景：腰椎失稳、腰椎滑脱等腰椎退行性疾病常常需要实施腰椎融合,其目标是稳定脊柱,但究竟采取何种内固定方式仍存在争论。 目的：比较单侧与双侧经椎间孔减压椎体间融合治疗腰椎退行性病变的生物力学差异。 方法：人新鲜尸体腰椎标本6具,L4~5模拟微创经椎间孔减压椎体间融合,根据不同的内固定组合方式分为2组,即双侧钉棒组及同侧单钉棒组。在生物力学试验机上测量各种固定方式不同工况下的运动范围(ROM值),并进行比较。 结果与结论：以完整的腰椎运动单元为参照,两固定组的ROM值均低于对照组(P < 0.05)。其中双侧钉棒组在各工况下ROM值均显著低于同侧单钉棒组(P < 0.05)。提示在生物力学实验中,单侧椎弓根螺钉固定椎间融合生物力学性能优良,刚度适中,腰椎可获得可靠的稳定性。但与双侧钉棒固定比较,单钉棒方式仍然存在差距。     

闭合复位空心钉内固定治疗股骨颈骨折疗效的生物力学分析

目的通过闭合复位空心钉内固定治疗股骨颈骨折疗效的生物力学分析,探讨影响空心钉内固定治疗股骨颈骨折疗效的主要因素。方法对2010年8月至2016年10月骨科收治的47例股骨颈骨折患者进行回顾性研究。所有股骨颈骨折患者均行闭合复位空心钉内固定治疗,对性别、年龄、手术时机、术前牵引、复位质量、术后完全负重时机、Garden分型、内固定是否取出等因素进行单因素和多因素分析。结果股骨颈骨折疗效的危险因素有:年龄、复位质量(P0.05),其余指标均无统计学意义。结论年龄、复位质量是影响股骨颈骨折临床疗效的主要因素,空心钉内固定的力学固定效应为骨折愈合打下良好的基础。因此在临床股骨颈骨折的患者可根据患者的具体情况选择合适的治疗方案,以取得更好的治疗效果。     

脊柱内固定椎弓根螺钉置入后生物力学的稳定性

背景：椎弓根螺钉内固定系统由于具有牢固的三维固定效果、良好的生物力学稳定性以及较好的复位和矫正畸形作用,被广泛用于脊柱外科,但椎弓根螺钉系统松动、折断及螺钉拔出等并发症仍是导致内固定手术失败的主要原因。 目的：分析脊柱内固定植入物椎弓根钉的生物力学及稳定性探索。 方法：应用计算机检索万方、维普和PubMed数据库中1999年1月至2011年12月关于椎弓根钉植入后生物力学评价相关的文章,以“椎弓根钉,脊柱,内固定,稳定性,生物相容性”为关键词进行检索。选择脊柱内固定植入物生物力学及评价相关的文献,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到260篇文献,根据纳入标准选择40篇文章进行综合分析。 结果与结论：要提高椎弓根螺钉系统对脊柱固定的稳定性,可通过改进内固定材料、设计和操作技术以分散固定界面应力,但对螺钉的改进受椎弓根和椎体大小的限制,如何从内固定系统装置上来增强固定效果,有待进一步研究。作者认为椎弓根螺钉植入后的稳定性评价应该结合动物实验和临床研究,包括椎弓根螺钉材质、置入位置、角度、固定装置等因素,还应该针对患者个体化因素进行,即对椎弓根螺钉置入遵循个体化原则,对每一个不同的椎弓根施以不同的置钉入点、方向及螺钉。     

经胸腰段伤椎单节段椎弓根螺钉固定后的生物力学特性

背景：临床常采用经伤椎椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折,研究已证实经伤椎双侧椎弓根螺钉固定后脊柱稳定性加强,但也有研究认为经伤椎单节段椎弓根螺钉固定足以增加脊柱的稳定性,但此结论缺乏生物力学结果支持。 目的：观察胸腰段椎体骨折经伤椎单节段固定的相关生物力学特性。 方法：取扬州大学医学院解剖教研室提供8具中国人新鲜胸腰段标本(T₁₁ -L₃),锯条横断2/3椎体,制成完整胸腰段椎体实验标本,将8具标本等分成跨伤椎固定组和单节段经伤椎固定组,分别在跨伤椎临近椎体四钉固定和临近椎体四钉固定+经伤椎单侧椎弓根固定。 结果与结论：胸腰段椎体骨折后经跨伤椎固定与经单节段伤椎固定的载荷-应变关系相差12%、载荷-位移关系相差11%、强度相差18%、轴向刚度相差11%、扭转力相差11%及拔出力相差1.8%,两组差异有显著性意义(P < 0.05),说明经伤椎单节段固定胸腰段椎体骨折的生物力学性能更好。     

有限元法分析胸腰椎骨折椎弓根钉置入内固定的应力分布

BACKGROUND: Spinal surgery requires a relatively high accuracy. At present, the study of pedicle screw fixation is more focused on the safety and stability, but the premise is the safe and effective screw placement. Selection of the insertion point is the key to success.     

螺钉与钢板在骨盆骨折置入内固定应用中的生物力学评价

背景：骨盆骨折在临床中较为常见,植入内固定物方法多、难度大,如治疗不当,会引起骨盆周围软组织损伤、皮肤坏死、感染,是导致临床内固定治疗失败的重要原因之一。 目的：从生物力学角度探讨骨盆骨折内固定治疗的最佳方法并评价其效果。 方法：应用计算机检索2004-01/2011维普数据库中与骨盆骨折有关的文献。检索关键词为骨盆骨折;内固定;效果评价。纳入与螺钉、钢板内固定置入治疗骨盆骨折相关的文献进行分析。 结果与结论：骨盆骨折是一种高能量的损伤,作为临床发生率逐年升高、致残率高和病死率高的一种疾病,进行相关生物力学研究有助于解释骨盆骨折的发生机制、骨折分型并对最终的治疗方式的选择有着非常重要的作用。骨折的解剖复位和牢靠的固定,以及螺钉、钢板的内固定技术都很重要,开发研制创伤小、感染率低、固定牢靠、相容性良好的内固定置入体,是目前治疗不稳定型骨盆骨折的重要方向。     

生物力学评价颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的稳定性

背景：前路颈椎间盘切除植骨融合是治疗颈椎病的有效术式,该术式能够提供坚强固定且植骨融合率相对较高。但是,对于2个节段以上同时受累的颈椎,由于植骨跨度较大,内固定和植骨块稳定性较差,容易产生植骨融合失败、假关节形成等并发症,影响疗效。 目的：观察颈椎前路椎弓根螺钉植入骨质疏松椎骨内的生物力学稳定性。 方法：纳入12具人颈椎骨,包括6具骨密度正常颈椎骨和6具骨质疏松颈椎骨,共60个椎骨标本资料进行分析,将30个骨质疏松椎骨标本植入颈椎前路椎弓根螺钉设为颈椎前路椎弓根螺钉组,将30个骨密度正常椎骨标本植入前路椎体螺钉设为前路椎体螺钉组。从上述两组中根据骨密度值抽取40个椎骨,分别设置为即时正常骨密度组、即时骨密度疏松组、疲劳正常骨密度组以及疲劳骨质疏松组,每组10个椎骨。采用双能X射线骨密度仪测定各椎体骨密度值,采用ElectroForce 3510材料试验机对两种螺钉进行生物力学指标测试。 结果与结论：颈椎前路椎弓根螺钉组骨矿盐含量、椎体螺钉拔出力、椎体螺钉拔出刚度、椎弓根螺钉拔出力、椎弓根螺钉拔出刚度均显著高于前路椎体螺钉组(P < 0.05)。颈椎前路椎弓根螺钉即时正常骨密度标本最大轴向拔出力、即时骨质疏松标本最大轴向拔出力、疲劳正常骨密度标本最大轴向拔出力、疲劳骨质疏松标本最大轴向拔出力均显著高于高于前路椎体螺钉(P < 0.05)。结果证实,与颈椎前路椎体螺钉相比,颈椎前路椎弓根螺钉在骨质疏松椎骨内生物力学性能更加稳定。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

第1及第2骶椎骶髂螺钉置钉的基础研究与临床应用进展

正如何通过腰骶固定融合手术实现稳定的骨性融合一直是脊柱外科面临的难题。各种融合至骶骨的骨盆固定技术已广泛应用,它们在稳固腰骶部,提高融合率,纠正脊柱畸形、骨盆倾斜及减少假性关节和并发症发生等方面起到至关重要的作用~([1~4])。随着腰骶椎疾病发病率逐年上升和患者对生活质量要求     

Sextant经皮椎弓根螺钉固定矫正胸腰椎单节段椎体骨折

背景：虽然保守与传统开放复位内固定治疗胸腰椎骨折的疗效通常是可靠和令人满意的,但其也存在诸多不足。微创经皮椎弓根系统为胸腰椎骨折的治疗提供了新的方法。 目的：观察Sextant 经皮椎弓根螺钉系统治疗胸腰椎骨折的临床效果。 方法：共纳入55 例患者,均因单个椎体的单纯压缩性骨折于2011 年2 月至2013 年1 月在武汉大学人民医院骨科分别行Sextant经皮椎弓根螺钉固定(25 例)和传统开放复位内固定(30例)。 结果与结论：除开放复位内固定组2例患者出院后失访外,其余患者均获得随访,随访时间为8-14个月。行Sextant经皮椎弓根螺钉固定患者的手术时间、术中失血量、术后引流量和住院天数均显著优于传统开放复位内固定治疗的患者(P < 0.05);行Sextant经皮椎弓根螺钉固定和传统开放复位内固定的患者内固定后矢状位Cobb角、目测类比评分和功能障碍指数问卷表评分均显著低于内固定前(P < 0.05),而椎体前缘高度百分比显著高于内固定前(P < 0.05);两组患者内固定后8个月随访时的矫正丢失量和功能障碍指数问卷表评分差异无显著性意义(P > 0.05)。提示Sextant经皮椎弓根螺钉系统治疗胸腰椎单节段椎体骨折矫正效果满意,但临床应用时需掌握其准确适应证。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：