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胸腰椎椎体骨-螺钉界面剪切载荷的生物力学研究
目的：在胸腰椎脊柱前路手术中，术中术后常见椎体钉切割椎体而松动或拔出，尤其是骨质疏松的病人。通过生物力学实验，探讨胸腰椎椎体所能耐受前路椎体钉的大剪切力、相关螺钉位移值及其与椎体骨密度的关系。方法取8具新鲜成人尸体胸腰段脊柱标本获取32个单个椎体标本并测量骨密度值，椎体钉置于椎体中心点并穿透对侧皮质固定，随机分成实验组和对照组，实验组先行剪切载荷，再行拔出载荷，对照组只行拔出载荷，记录大剪切力和大轴向拔出力，实验后观察椎体破坏和钉道情况。结果实验组钉道较对照组宽，以螺钉尖为顶点成扇形扩大，螺纹内只有少量骨屑。椎体能承受的大剪切力为（536.63±82.99）N，相对应的螺钉位移为（8.79±1.08）mm。线性回归分析显示大剪切力、螺钉位移值与椎体骨密度值之间具有相关性（P<0.01），相关系数（r）分别是0.958、-0.933。实验组与对照组的骨密度值统计学上差异无统计学意义（P>0.05）。实验组与对照组的大轴向拔出力，两者差异有统计学意义（P<0.01）。结论胸腰椎椎体能承受椎体钉的大剪切力与椎体骨密度呈正相关，相应螺钉位移值与椎体骨密度呈负相关。胸腰椎前路手术行脊柱畸形的矫正力量也是影响骨—螺钉界面固定强度的重要因素。
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膨胀式椎弓根螺钉在骨质疏松绵羊体内界面的观察研究
目的 研究膨胀式椎弓根螺钉(expansive pedicle screw,EPS)在骨质疏松绵羊的松质骨内短期的骨-螺钉界面组织学情况.方法 3只经去势后骨质疏松的绵羊选取双侧股骨髁,植入EPS,饲养3个月.依次进行切片组织学观察.结果 切片经骨粉染色和丽春红三色染色,见新生骨小梁长入膨胀后的螺钉缝隙中,并与EPS周围的骨小梁相延续.延伸至膨胀中心.EPS骨-钉界面及膨胀缝隙中的骨小梁与钉直接紧密无缝隙相接触.结论 EPS所形成的骨中有钉、钉中有骨的立体交叉复合结构的诸多优点,说明应用在骨质疏松的状态下具有强大的稳定性.
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膨胀式椎弓根螺钉在骨螺钉界面的显微CT评价及组织学分析
目的 研究膨胀式椎弓根螺钉(EPS)在骨质疏松绵羊体内的骨-螺钉界面组织学情况.方法 在骨质疏松绵羊股骨髁内置入EPS,分别于术后3、6个月取材.依次进行显微CT扫描及三维重建、骨计量学分析及切片组织学观察.结果 显微CT扫描及三维重建发现EPS膨胀段界面的骨小梁比界面外的骨小梁浓密;EPS非膨胀段界面的骨小梁与界面外的骨小梁无差异.EPS膨胀段的"感兴趣区"的组织骨密度和骨体积分数、骨表面积体积比、骨小梁厚度、骨小梁间隙等骨小梁的三维参数,优于非膨胀段,差异有统计学意义.切片染色见新生骨小梁长入螺钉的膨胀缝隙中,并延伸至膨胀中心.EPS骨-螺钉界面的骨小梁与EPS直接紧密接触.结论 通过显微CT评价及组织学分析的方法,证实了EPS所形成的骨中有钉、钉中有骨的立体交叉复合结构的优点,说明在骨质疏松的状态下应用其具有强大的稳定性.
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改进螺钉设计提高骨质疏松条件下椎弓根螺钉稳定性的研究进展
椎弓根螺钉内固定系统是脊柱外科常用的后路内固定技术之一[1-2].骨质疏松患者由于椎体骨密度(bone mineral density,BMD)降低,骨小梁变薄,常导致螺钉松动甚至断裂.有研究表明[3]:BMD与轴向拔出力呈正相关,BMD的降低会严重影响螺钉的稳定性.为了提高椎弓根螺钉在体内的稳定性,国内外学者在通过改进螺钉的设计提高螺钉的把持力方面做了大量的研究,笔者对近年来这方面的研究进展作一综述.
