六自由度关节机器人测定套筒型导向生长棒的生物力学特征

摘要

背景:早发性脊柱侧凸的治疗较为困难,传统的生长棒经系统证实对其有治疗作用,但需要重复多次手术干预,并且自发性融合率、手术部位感染、杆断裂等并发症发生率较高,因此需要一种既能校正脊柱生理曲线又能允许脊柱生长同时避免多次手术干预、降低自发性融合的生长棒系统.目的:采用六自由度关节机器人评估套筒型导向生长棒的生物力学性能.方法:分别依次将套筒型导向生长棒系统及传统椎弓根螺钉内固定系统置于8具幼猪脊柱标本,采用六自由度关节机器人进行幼猪脊柱标本在屈伸位、侧弯位及轴向旋转位的柔韧性测试.结果 与结论:①在活动度的测试中,套筒型导向生长棒系统以及传统椎弓根螺钉内固定系统在屈伸位活动度之间的差异无显著性意义(P>0.05);侧弯位活动度分别为(30.50±5.32)°和(28.25±4.24)°,差异有显著性意义(P<0.05);轴向旋转位活动度分别为(67.88±9.55)°和(35.25±5.09)°,差异有显著性意义(P<0.05);②在中性区刚度的测试中,套筒型导向生长棒系统以及传统椎弓根螺钉内固定系统在屈伸位、侧弯位的中性刚度相比差异无显著性意义(P=0.914,0.207);轴向旋转时中性区刚度分别为(0.05±0.01)N?m/(°)和(0.08±0.01)N?m/(°),差异有显著性意义(P=0.003);③提示与传统椎弓根螺钉内固定系统相比,套筒型导向生长棒在轴向旋转及侧弯位活动度增加;同时在旋转位时,套筒型导向生长棒置入后的脊柱标本较传统椎弓根螺钉内固定置入后刚性低.