以腰椎加载装置联合MTS机及步态分析应用于腰椎骨折置钉的生物力学研究

摘要

目的:随着中国向社会现代化进程的加速，腰椎骨折的发生率也随之上升,并以胸腰椎骨折多见,如不能及时有效地治疗，易遗留畸形和腰背疼痛及胸腰椎不稳。而目前对胸腰椎骨折的治疗效果的有效评价的基础生物力学研究并不多,本研究通过自制腰椎三维加载装置,并联合应用MTS万能材料机和步态分析系统,对腰椎离体标本及骨折置钉后标本,仿存体运动形式进行生物力学测试对此装置和伤椎置钉技术治疗腰椎骨折进行评价，为临床治疗胸腰椎骨折提供科学依据。
　　 方法:制作12具新鲜冰冻小牛腰段(L1 L5)椎体标本,并采用楔形截骨法制作L2椎体骨折模型。在腰椎前中柱损伤模型上.比较传统短节段4钉法固定和伤椎置钉6钉法固定的三维6个方向的运动范围。用自制的腰椎加载装置,并联合应用MTS万能材料机和步态分析系统进行腰椎运动范围的数据采集。
　　 结果:1.脊柱三维测试仪与万能材料试验机连用时运转顺畅可实现脊柱标本三维运动加载的目的。2.经过基准板的校对,美国魔神运动分析技术公司步态分析系统可以完整地采集实验数据,进行数据处理时精确度高。3.伤椎置钉法固定后的腰椎标本在前屈、后伸、侧屈状态下的运动范围均小于对照组和四钉法固定组(P＜0.01),两种固定方法的旋转运动范围均高于对照组(P＜0.01),但六钉法明显小于四钉法固定组(P＜0.01)。4.4钉法固定疲劳后的各向活动均大于其疲劳前的ROM值,差异均有显著性意义(P＜0.05):6钉法固定疲劳后的各向活动虽均大于其疲劳前的ROM值,但差异无显著性意义(P＞0.05)。
　　 结论:1.以腰椎三维加载装置与万能材料实验机组成的加载系统和由步态分析系统所构成的数据采集分析系统适用于腰椎标本的三维运动实验。2.伤椎置钉6钉固定法比较传统的4钉固定能有效提高腰椎骨折的稳定性,对腰椎骨折的治疗有重要意义。3.伤椎置钉6钉固定法疲劳前后与传统的4钉固定疲劳前后相比。伤椎置钉6钉固定能有效提抗疲劳。