脊柱动态固定的剪切特性与载荷分享的生物力学研究

摘要

目的:
　　1.探讨多节段退行性滑脱生物力学模型的建立，比较L4-L5及L5-S1节段的剪切特性。
　　2.评价腰骶椎后路PEEK棒、滑动棒、转动钉三种动态固定的剪切稳定性。
　　3.评价胸腰椎前路PEEK棒、滑动棒、转动钉三种动态固定的稳定性与载荷分享。
　　方法:
　　1.对8例人体标本的L4-L5及L5-S1节段在300N轴向压缩力下分别于两间隙施加-50N～250N前后方向剪切力。测试完整、小关节损伤及椎间盘损伤三种状态下节段向前的剪切位移，计算剪切刚度。
　　2.采用8例L4-L5节段退行性滑脱模型，在有或无椎间融合器(Cage)植入两种情形下分别测量后路刚性钉棒及PEEK棒、滑动棒、转动钉固定下向前的剪切位移。剪切加载方式同上。
　　3.对8例人体T11-L3节段标本分别在屈伸、侧弯及旋转方向施加5Nm的纯力偶矩，进一步在300N跟随力加载下在屈伸方向施加5Nm纯力偶矩。完整状态测试后行前路L1椎体次全切除，采用椎间模拟钛网（含微力传感器）及T12-L2节段前路钉棒进行内固定重建。分别在椎间钛网全长及短缩2mm（模拟植骨沉降）两种情形下对前路刚性及PEEK棒、滑动棒、转动钉固定的节段运动范围(range of motion，ROM)及椎间载荷等进行测量。
　　结果:
　　1.L4-L5及L5-S1节段椎间盘损伤状态的前剪切位移分别为1.4mm及1.2mm，均较完整状态位移显著增加(P＜0.05）。
　　2.完整L5-S1节段的前剪切刚度较L4-L5节段显著增加(P＜0.05），在小关节及椎间盘损伤状态下两节段的前剪切刚度相当。
　　3.后路PEEK棒及转动钉固定的前剪切位移较刚性固定显著增加(P＜0.05），后路滑动棒固定的位移与之相当。
　　4.椎间Cage植入后所有内固定下的前剪切位移均较Cage植入前减少，动态固定位移减少更明显。
　　5.无论椎间钛网全长或短缩，与前路刚性固定比较，PEEK棒及转动钉固定在各个方向上的ROM均不同程度增加，滑动棒固定的ROM在钛网短缩的前屈方向（有跟随力）减少，在其余方向上与之相当或略增加。
　　6.无论椎间钛网全长或短缩，300N跟随力下三种前路动态固定的椎间载荷值在中立位及屈伸位均大于刚性固定。
　　结论:
　　1.L4-L5及L5-S1节段可同时建立Ⅰ°退行性滑脱模型。
　　2.完整L5-S1节段比L4-L5节段能更好的抵抗剪切滑脱，但两节段在损伤状态抵抗剪切滑脱的能力相当。
　　3.腰骶椎后路PEEK棒、转动钉固定的剪切稳定性弱于刚性固定，滑动棒固定的剪切稳定性与之相当。
　　4.椎间Cage植入能增强所有后路固定的剪切稳定性，但Cage植入对动态固定的影响要大于刚性固定。
　　5.胸腰椎前路PEEK棒及转动钉固定的稳定性整体上弱于刚性固定，滑动棒固定稳定性与刚性固定相当。
　　6.胸腰椎前路PEEK棒、滑动棒及转动钉固定较刚性固定有更好的椎间植骨载荷分享。

目录

摘要

前言

第一章 多节段退行性滑脱模型建立及剪切特性比较

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

第二章 腰骶椎后路动态固定的剪切稳定性研究

第一节 后路动态内固定器械的设计与制作

第二节 后路动态内固定的剪切稳定性评价

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

前言

第三章 胸腰椎前路动态固定的稳定性及载荷分享研究

第一节 植骨全长状态下前路动态固定的稳定性及载荷分享

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

第二节 植骨沉降状态下前路动态固定的稳定性及载荷分享

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

综述一 腰椎退行性滑脱后路内固定的剪切生物力学研究进展

综述二 胸腰椎前路内固定的稳定性及其对载荷分享的影响

参考文献

附图

全文小结

攻读学位期间成果

中英文缩略词表

致谢

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