椎体成形术对邻近椎体、椎璋盘生物力学变化研究

摘要

目的
　　 椎体成形术是通过向椎体内注入骨水泥的办法强化椎体强度,用于骨质疏松、肿瘤、外伤等引起的椎体骨析。但强化后的椎体会不会因为应力集中引起邻近椎体骨折呢?尤其是在骨质疏松病人,这是临床上很关心的问题。以往有关椎体成形术的生物力学研究集中在对单个椎体强化研究,或研究椎体强化后所在节段的三维运动情况,或通过三维有限元分析强化椎体及其邻近椎体、椎间盘力学性质的变化。本研究通过在尸体标本上造成椎体成形术模型,然后测量不同程度和部位强化后,强化椎体的邻近椎体、椎间盘力学性质的变化。
　　 样本
　　 采集8具新鲜尸体T9-T12脊柱作为样本,男性6具,女性2具,共计32个椎体,24个椎间盘,年龄65-79岁,平均70.6岁;摄片无脊柱先天异常或生前曾行脊柱手术。
　　 方法
　　 将包括4个椎体、3个椎间盘的脊柱功能单元(FSU)行中间T10椎体骨折后,在T10和T12椎体行医用骨水泥(PMMA)成形强化,通过不同量和位置的变化以代表不同程度的强化。骨折前、成形后分别行屈曲压缩力学实验。
　　 结果
　　 1.T10椎体成形后刚度比骨折前刚度升高19％时,FSU整体刚度和强度无影响;邻近椎体刚度降低6.7％(P＞0.05),但不显著:对邻近椎间盘高度有明显影响(P＜0.01)。
　　 2.当T10椎体成形后刚度比骨折前刚度升高5～6倍时,FSU整体刚度和强度仍无明显变化(P＞0.05):邻近椎体刚度降低24.4％(P＜0.01);对邻近椎间盘高度的影响较大(P＜0.01)。
　　 3.当T10和T12椎体同时行椎体成形后,FSU整体刚度和强度仍无明显变化(P＞0.05);邻近T10椎体刚度降低24.4％(P＜0.01),而T12椎体刚度降低32.2％(P＜0.01):对邻近椎间盘高度的影响较大(P＜0.01)。
　　 结论
　　 1.PMMA骨水泥强化椎体的同时,随着其量的增加,椎体的刚度也会随之增加,在10ML以下,对邻近椎体造成的应力集中很小,而对邻近椎间盘有一定的影响。
　　 2.即使PMMA量打到10ML以上,椎体刚度超过原来数倍时,可在邻近椎间盘造成明显的应力集中,但对邻近椎体刚度的影响远小于强化椎体本身刚度的增加幅度,而对节段刚度仍无明显影响。
　　 3.跳跃节段注射PMMA骨水泥后,对之间的椎体和上位椎体造成明显应力集中,但对邻近椎体刚度的影响远小于强化椎体本身刚度的增加幅度,而对节段刚度仍无明显影响。