摘要:目的:椎弓根螺钉系统能使胸腰椎骨折椎体高度和矢状面成角获得良好恢复,但是随着下地活动增多或内固定取出后,易发生椎体高度和后凸畸形矫正的丢失,一定程度上影响了患者的功能恢复。本文提出了一种新的预防方法,即双侧关节突联合棘突间植骨融合预防胸腰椎骨折术后矫正丢失,并进行相应的临床研究和三维有限元分析,从而论证新方法是否具有预防矫正丢失的优越性。 方法:(1)进行临床应用研究,收集两组病例,即胸腰椎骨折双侧关节突联合棘突间融合和单纯后外侧融合(单纯双侧关节突融合)的病人术后不同随访时期的矫正丢失情况,并给预比较研究;(2)建立椎间盘纤维环严重损伤且髓核流失的第1-2腰椎的两种融合状态的有限元模型,作为腰椎间盘失效患者术后内固定取出后有限元模拟分析的数字化平台;(3)用三维有限元方法分析第1-2腰椎两种融合模型的椎间盘、上下终板、关节突植骨区、棘突植骨区等的应力和位移,并验证两种融合模型的生物力学差异及对应关系。 结果:(1)治疗组和对照组在在术前、术后影像学各参数测量比较无统计学意义(P>0.05),但在术后6月时,治疗组在矢状面指数,椎体前缘压缩百分比及椎间隙丢失百分比与对照组有显著性差异.(P<0.05);(2)对于椎间盘严重损伤后仍未能恢复承载功能的腰椎功能节段,建立了单纯双侧关节突植骨融合有限元模型和双侧关节突联合棘突间植骨融合有限元模型。有限元分析结果显示,在单纯体重负荷、三位体重负荷、体重负荷加前屈力矩的作用下,新融合模型的上下终板、关节突植骨区应力较原融合模型明显减小,减小量约为15%-24%,椎间盘纤维环竖向压缩位移也明显减少,减小量约为20%-26%,棘突间被骨区承担应力能力大幅增加,约为10倍至20位以上。在体重加后伸力矩作用下,新融合模型的应力和压缩位移较原融合模型无明显差异。 结论:(1)临床上治疗胸腰椎骨折手术中,应用短节段椎弓根镙钉复位固定基础上,行双侧关节突联合棘突间植骨融合较单纯双侧关节突植骨融合更能有效重建脊柱稳定,缓解椎间盘压应力,防止椎间隙高度下降,缓解骨折椎终板压应力,防止骨折愈合过程中骨折椎高度丢失,防止后凸畸彤矫正丢失;(2)有限元分析的结果可以看出,由于椎间盘严重损伤而导致承载能力下降,单纯双侧关节突植骨融合后,脊柱承载功能主要由双侧小关节两点平面负荷,导致关节突植骨区应力过度集中,且可能超出其承载能力,导致椎间隙高度和后凸畸形矫正丢失,而双侧关节突联合棘突间植骨融合后,脊柱承载结构主要由双侧小关节和棘突三点立体承担,起到的压力分流的效果,增加了节段稳定性,有效减轻关节突植骨区应力集中程度,减小受损椎间盘的竖向应变和压移位移移,可预防术后矫正丢失。