BioFlex椎弓根螺钉动态稳定系统的生物力学及临床研究

摘要

第一部分不同减压范围对BioFlex系统生物力学影响
　　目的：
　　本研究通过体外动物模型的生物力学实验,观察不同减压范围后BioFlex系统的弹性棒和邻近节段椎板应力的改变,从生物力学的角度评价各种临床减压术式对BioFlex动态稳定系统的力学影响,为临床应用提供理论依据。
　　材料与方法
　　1、选取8具新鲜牛的腰段脊柱标本(L2～L6),拍摄正侧位X光片,排除骨病和畸形后,剔除所有肌肉组织,保留椎间盘和韧带的完整,采用树脂包埋法包埋标本两端。
　　2、每具标本逐级减压建模分为5个组:(1)完整状态组(A组);(2)完整状态+BioFlex组(B组);(3)椎板部分切除+BioFlex组(C组);(4)关节突内侧1/2切除+BioFlex组(D组);(5)关节突全部切除+BioFlex组(E组)。
　　标本重复应用,每个标本按减压的顺序进行测试。应用电子万能试验机模拟人体在三种常见生理状态(站立、坐位弯腰和站立位手提20kg重物并弯腰)下腰椎椎间盘所承受的轴向载荷(500N、900N、2300N),应用应变片记录弹性棒和邻近椎板所受的应力,通过电子万能试验机记录的载荷-位移曲线计算刚度变化值。数据进行标准化后采用SPSS13.0进行统计学处理。
　　结果：
　　1、轴向刚度随着减压范围扩大而逐步减少,但是与完整状态相比行BioFlex固定后轴向刚度值都增加明显。
　　2、弹性棒直棒部分的应力随着减压范围的扩大而增大,相对于完整状态+BioFlex,行减压后其应力都明显增加,具有统计学意义(P<0.05);C组与D组之间无明显差异(P>0.05);E组与C组及E组与D组相比其应力明显增加,均具有统计学意义(P<0.05)。
　　3、弹性棒弹簧圈部分的应力随着减压范围的扩大而减少,相对于完整状态+BioFlex,行减压后其应力都明显增加,具有统计学意义(P<0.05);在轴向加压500N和900N时,C组与D组无明显差异(P>0.05);E组与C组及E组与D组相比其应力减少明显,均具有统计学意义(P<0.05)。而当轴向载荷增加到2300N时,不同减压范围之间应力改变无明显差异(P>0.05)。
　　4、邻近节段椎板应力随着减压范围的扩大而增加,相对于完整状态,行BioFlex固定后其应力都明显增加,具有统计学意义(P<0.05);D组与C组相比,增加明显,具有统计学意义(P<0.05);但是C组与B组、E组与D组相比都无明显差异(P>0.05)。
　　结论：
　　1、行BioFlex系统内固定后,不同范围的脊柱后路减压不会影响其重建结构的刚度。
　　2、随着脊柱减压范围的扩大,其邻近节段椎板所受的应力逐步增大。
　　3、BioFlex系统直棒部分的应力随着减压范围的扩大而增大。
　　4、BioFlex系统弹簧圈上的应力随着减压范围的扩大而减少。
　　第二部分BioFlex与Dynesys治疗腰椎退行性病变初步效果分析
　　目的：
　　比较减压结合BioFelx或Dynesys动态稳定系统治疗腰椎退行性病变的早期临床疗效,分析两组术后整个腰椎、固定节段、固定节段头侧的Cobbs角变化。
　　方法：
　　2009年2月~2013年3月分别使用两种内固定治疗腰椎退行性病变患者23例,BioFelx12例(A组),男7例,女5例,平均年龄63岁(48～72岁);Dynesys11例(B组),男5例,女6例,平均年龄57岁(44～69岁)。采用视觉模拟评分(visualanaloguescale,VAS)评估疼痛;临床疗效评价采用Oswestry功能障碍指数(Oswestrydisabilityindex,ODI);应用X线分析两组术前与术后Cobbs角变化。
　　结果：
　　所有患者均获得随访,随访18～31个月,平均随访25个月。术前两组VAS评分、ODI功能障碍指数均无显著性差异(P>0.05);两组术前VAS评分分别为(8.2±0.8)和(8.3±0.9);最终随访时为(2.5±1.3)和(2.7±1.2)。两组术前ODI评分分别为(64.2±15.3)和(71.7±17.3);最终随访时为(16.1±11.9)和(17.2±11.4)均较术前改善明显,具有统计学意义(P<0.001);两组术后手术效果优良率无差异(P>0.05)。
　　两组术前各腰椎前凸参数之间相比无统计学意义(P>0.05)。A组平均L1～S1Cobbs角由术前43.6°减少至41.5°,B组平均L1～S1Cobbs角由42.3°减少至39.1°(P=0.09);A组固定节段Cobbs角由26.8°减少至25.3°,B组固定节段Cobbs角由23.4°减少至18.1°;A组固定节段Cobbs角由9.5°减少至9.1°,B组固定节段头侧Cobbs角由6.8°增加至9.3°。
　　结论：
　　两种动态稳定系统治疗腰椎退行性病变的早期临床效果相当;BioFelx能够更好固定节段的Cobbs角,进而减少邻近节段Cobbs角代偿性增加。

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前言

参考文献

第一部分 不同减压范围对BioFlex系统生物力学影响

材料与方法

1、实验材料

结果

1、不同减压范围下轴向刚度值比较

2、不同减压范围下直棒部分的应力比较

3、不同减压范围下弹簧圈的应力比较

4、不同减压范围下L3椎板应力的比较

讨论

一、实验标本的选择

二、减压范围对腰椎生物力学的影响

三、动态内固定后邻近节段的生物力学改变

四、动态内固定术后邻近节段退变的临床随访结果

五、实验不足

结论

第二部分 BioFlex 与Dynesys治疗腰椎退行性病变初步效果分析

资料与方法

一、一般资料

二 、手术方法

三、术后处理

四、 疗效评价

五、影像学评估

六、统计学方法

结果

一、临床疗效

二、影像学评估结果

讨论

一、动态内固定系统的临床疗效

二、 BioFlex与Dynesys系统对Cobbs角度改变的影响

结论

参考文献

综述

攻读硕士学位期间主要研究成果

致谢

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