两种腰椎椎弓根螺钉固定技术的生物力学对比研究

摘要

背景： 采用椎弓根螺钉的后路固定技术是目前脊柱外科最常用的内固定方法。椎弓根螺钉技术的出现给包括畸形、创伤、退变、肿瘤等各种脊柱疾病的手术治疗带来了革命性进展。螺钉能否准确地通过椎弓根到达椎体中、前部是该技术的关键。因为椎弓根解剖结构的特殊性，尤其老年人椎体滑脱移位、旋转、骨质增生时，传统定位置钉的各种标志变异，给椎弓根准确置钉造成了很大困难。错误的进针除影响固定效果外，最重要的是可导致严重的并发症。因此，后路正确地找到椎弓根标志，进而确定椎弓根的入点和进钉方向极为重要。如何寻找一个简单、易置入的椎弓根钉置入方式是目前研究的重点。 国内外众多学者根据自己的经验与研究提出了多种腰椎椎弓根钉的进钉方法包括Roy-Camille法、Magerl法、人字嵴顶点法、棘突法等，其中目前临床常用的有是Magerl法和人字嵴顶点进钉法。现有的进钉方法研究多集中于解剖测量与影像学观察方面，关于不同方法固定的生物力学对比研究比较少见。 目的： 对两种腰椎椎弓根螺钉置钉技术进行生物力学评价，探讨椎弓根内固定置钉方法，提高置钉准确性，提高内固定的质量，减少并发症，并测定其生物力学性能，为临床上寻找一种安全、可靠且便捷的置钉方法提供力学依据。 材料与方法： 成人防腐腰椎完整标本12具(L1～5段脊柱，年龄45～82岁，平均67.5岁，男7具，女5具)，选取30个椎体。试验前将标本室温下解冻，细致剥离附着肌肉。应用脊柱后路椎弓根固定器械在同一个椎体的两侧分别随机以Magerl法和人字嵴顶点进钉法置入6.5×45mm的椎弓根钉，整个操作过程均保持标本的湿润。依次测量各自的进钉角度后，用聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate，PMMA)进行包埋固定。 依次行对标本行轴向拔出力测试，应用MTS858MiniBionix生物力学实验机，传感器型号为662.20D-03，传感器直接连接计算机。设置实验机拔出速度5mm/min，最大拉力3000N，最大位移20mm。用特制夹具将单个椎体固定，确保不发生撬拨和位移。为使螺钉垂直拔出，仅产生轴向拔出力，无其他方向分力，用专门模具固定螺钉尾部，测试前通过软件调整模具和螺钉之间的力，将拔出力的初始数据归零，以免产生正向及负向的初始力。开始加载后，螺钉大部拔出即中止测试。加载后通过软件可直接得出拔出过程中的拔出力变化，从而得出最大拔出力。 数据采集分析以统计学处理：采用SPSS11.5统计软件对数据进行分析，两组之间比较采用Friedman检验和WilcoxonSignedRanks检验，P<0.05作为显著差异的判定标准。 结果： 各椎体的螺钉均位于椎弓根通道内，未发现明显的四周骨壁破坏。各椎体的椎弓根螺钉置入符合要求，无螺钉溢出椎弓根或异常角度的出现。分别对L1～5椎弓根螺钉进行外倾角测量后得出，除L1节段外，L2～5水平Magerl法的进钉角度均大于人字嵴法(P<0.05)。轴向拔出实验中，未见椎弓根骨折，且均按钉道方向拔出。 Magerl法的平均轴向最大拔出力为(1008.2±122.4)N，人字嵴法的平均轴向最大拔出力为(989.7±107.5)N，经WilcoxonSignedRanks检验，两者比较没有统计学差异(P>0.05)。 结论： 选择正确的进钉点是准确置入椎弓根钉的第一步，明确进钉角度能够有效地减少并发症。Magerl法进钉点与腰椎椎弓根中心轴椎后方吻合较好，但进钉方向较大，故螺钉在椎弓根横径较小的节段或用较大直径螺钉也存在相对较多穿破。人字嵴顶点法进钉角度小，且只需将腰背肌剥离至关节突关节外缘部位，不需过多显露横突，也不需切开关节突关节的关节囊显露关节突关节面，对关节突关节影响较小，易于显露，手术操作较易。 本研究通过生物力学实验，对比了临床最常用的Magerl法和人字嵴顶点法的抗拔出效果，结果发现两者之间无明显差异，从而说明人字嵴顶点法固定牢固，具有操作方便且显露范围小，准确性高的特点，值得临床推广应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

四、参考文献

综述：生物力学实验在脊柱内固定器械研究中的应用

致谢