L5-S1椎轴向固定带刺内锁器的生物力学测试

摘要

目的： 通过L5-S1椎轴向固定带刺内锁器生物力学测试，对其稳定性作出可行性分析；为L5-S1椎轴向固定带刺内锁的临床应用提供理论依据。 方法： 选取6具新鲜的成人腰骶椎尸体标本，截取腰骶椎运动节段(L3-S5)，依次分为以下6组，按照以下分组顺序进行生物力学测试:正常对照组（CG）:结构完整；实验1组（EG1）:双侧峡部裂;实验2组（EG2）:双侧峡部裂+单纯中轴螺钉固定；实验3组（EG3）:双侧峡部裂+单纯中轴螺钉+双侧椎弓根螺钉固定；实验4组(EG4):双侧峡部裂+带刺内锁中轴螺钉+双侧椎弓根螺钉固定；实验5组（EG5）：双侧峡部裂+带刺内锁中轴螺钉。分别测试每个标本在前后屈伸、左右侧屈、左右轴向旋转6个不同运动状态下L5/S1节段的运动范围及轴向抗压刚度。 结果： 带刺内锁螺钉组（EG2）屈伸运动的ROM较峡部部裂组（EG1）、正常组（CG）及单纯轴向螺钉组（EG5）显著减少，有统计学差异；带刺内锁螺钉组（EG2）屈伸运动的ROM比带刺内锁螺钉+椎弓根螺钉组（EG3）、轴向螺钉+椎弓根螺钉组（EG4）大；表明带刺内锁螺钉在抗屈伸运动方面与辅助后路钉棒固定具有相似的生物力学稳定性，并能够满足人体的正常的生理需求。 在施加300N的轴向跟随力的情况下，各组的整体的运动幅度较未施加跟随力时均有所降低，峡部部裂组（EG1）运动的ROM比正常组（CG）增加，带刺螺钉固定组的运动ROM较峡部部裂组（EG1）及正常组明显减少，在后柱结构被破坏的情况下，行带刺内锁轴向螺钉固定可以提高腰骶椎的稳定性；而且带刺内锁螺钉组（EG2）在施加与未加轴向跟随力时进行对比，无明显统计学差异。 在侧弯实验测试当中，带刺内锁螺钉组（EG2）侧弯运动的ROM较峡部部裂组（EG1）侧弯运动的ROM比正常组（CG）显著减少，且有统计学差异；带刺内锁螺钉组（EG2）与其他三组固定方式进行对比，无统计学差异；说明当腰骶椎后柱结构破坏后，带刺内锁螺钉可以增强腰骶椎抗侧弯稳定性的功能，其效果与辅助后路钉棒固定相当。 在旋转的测试过程中，峡部部裂组（EG1）的右旋转及左旋转运动的ROM比正常组（CG）增加，单纯轴向螺钉组（EG5）右旋转及左旋转的ROM与正常组无明显的统计学差异；带刺内锁螺钉组（EG2）、带刺内锁螺钉+椎弓根螺钉组（EG3）和轴向螺钉+椎弓根螺钉组（EG4）右旋转及左旋转运动的ROM较正常组、峡部裂组及明显减少，且具有显著差异。带刺内锁螺钉组（EG2）行中轴锁定后，对其右侧轴向旋转运动及左侧轴向旋转运动的ROM进行统计学分析，无明显统计学差异（P＞0.05），说明带刺内锁螺钉行中轴锁定亦能够提供左右双侧抗旋转稳定性，与辅助椎弓螺钉相比，其稳定性要弱，但与轴向螺钉+椎弓根螺钉组（EG4）相比无显著的统计学差异，说明带刺内锁螺钉行中轴锁定与轴向螺钉+椎弓根螺钉三柱锁定具有相似的抗旋转稳定性，但技术操作较辅助后路钉棒简便。 在轴向抗压刚度测试中，带刺内锁螺钉组（EG2）的轴向抗压缩刚度较峡部部裂组（EG1）的轴向抗压缩刚度比正常组（CG）强，且有统计学差异；带刺内锁螺钉组（EG2）的轴向抗压缩刚度与其他三种固定方式进行对比，其轴向抗压缩刚度小于带刺内锁螺钉+椎弓根螺钉组（EG3）和轴向螺钉+椎弓根螺钉组（EG4），且强于单纯轴向螺钉组（EG5）的轴向抗压缩刚度，但与其他三组进行统计学分析，无统计学差异（P＞0.05）；所以当腰骶椎后柱失稳的情况下，带刺内锁螺钉可以显著提高固定节段的抗轴向压缩载荷的稳定性。 结论： L5-S1椎轴向固定带刺内锁器具有良好的生物力学稳定性，能够满足临床需要。

目录

声明

主要缩略词英文索引

绪论

材料与方法

一、材料

1、实验标本

2、 实验仪器设备与试剂

二、方法

1、实验分组

2、实验标本的准备

3、L5-S1椎带刺内锁轴向融合内固定器的置入方法

4、生物力学测试步骤及指标

5、统计学处理

结果

一、三维运动实验

二、轴向抗压刚度测试实验

讨论

一、标本的选取

二、腰骶椎的稳定性

1.脊柱椎体

2.椎间盘

3. 椎间小关节、韧带、肌肉组织

三、脊柱内固定器械稳定性的测试方法

四、椎体骨密度的测试及抗旋转切割反应

五、L5-S1轴向带刺内锁螺钉操作的便利性

六、L5-S1轴向带刺内锁螺钉的生物力学稳定性

七、腰椎峡部裂模型的制备

八、脊柱载荷分享与内固定器械

九、本实验的不足

结论

参考文献

综述一:腰骶椎轴向固定生物力学的研究进展

综述二:AxiaLIF在腰骶椎融合治疗中的应用

附图

攻读硕士研究生学位期间发表的论文

致谢