下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響

1、www.CRTER.org寧旭，等. 下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響寧 旭，莊 勇，劉 淼，張 皓，黃明智(貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院骨科，貴州省貴陽市 550001)引用本文：寧旭，莊勇，劉淼，張皓，黃明智. 下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響J.中國組織工程研究，2016，20(31):4665-4670.DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.31.015 ORCID: 0000-0002-7363-3744(寧旭

2、)文章快速閱讀：下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)特性寧旭，男，1973年生，漢族，貴州省貴陽市人，副主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，主要從事脊柱外科疾病的臨床及基礎(chǔ)研究。通訊作者：黃明智，貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院骨科，貴州省貴陽市 550001中圖分類號(hào):R318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):2095-4344(2016)31-04665-06稿件接受：2016-06-01(1)普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組植入普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)；(2)下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組植入下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)下頸椎前路椎弓根螺釘普通前路椎體螺釘測試實(shí)例拔出強(qiáng)度測試外觀修復(fù)評(píng)分及骨折椎體中柱高度椎體

3、及器械前緣應(yīng)變情況文題釋義：普通頸椎前路釘板系統(tǒng)：能對(duì)植骨產(chǎn)生明顯的支撐作用，為植骨提供融合基礎(chǔ)，產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的固定系統(tǒng)，限制植骨塊的脫落，重建機(jī)體頸椎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少植骨塊的脫落。但該固定系統(tǒng)生物力學(xué)性能較差，固定后容易引起鋼板螺釘?shù)幕?、斷裂等，在一定程度上限制了椎弓根螺釘固定技術(shù)的使用。下頸椎前路椎弓根螺釘系統(tǒng)：融合了前路和后路不同手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，既能從前路處理椎體病變，如：切除腫瘤，還能有效的提高椎弓根固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了患者后路二次手術(shù)。同時(shí)，該系統(tǒng)還能有效的避免鋼板或螺釘脫落等并發(fā)癥發(fā)生率，進(jìn)一步彌補(bǔ)骨質(zhì)疏松癥患者椎體釘把持力不足等缺點(diǎn)，提高臨床療效。摘要背景：老年性骨質(zhì)疏松椎骨

4、骨折傳統(tǒng)手術(shù)治療雖然能改善患者癥狀，但是治療后容易產(chǎn)生植骨融合失敗、假關(guān)節(jié)形成等并發(fā)癥，影響臨床療效。目的：探討頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響。方法：取16具新鮮尸體頸椎標(biāo)本，分解為C3-4，C4-5，C5-6，C6-7，共64個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)段。將64個(gè)節(jié)段按植入方式不同隨機(jī)分為普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組和下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組，每組32個(gè)節(jié)段，在生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上對(duì)各組生物力學(xué)性能進(jìn)行測定。結(jié)果與結(jié)論：生物力學(xué)檢測：與普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組相比，下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組最大拔出力、釘?shù)篱L度、治療后骨折椎體中柱高度、表面最大應(yīng)變

5、、應(yīng)變最大值及最大值的范圍均增加(P < 0.05)；結(jié)果提示：與普通前路椎體螺釘鋼板系統(tǒng)相比，下頸椎前路椎弓根螺釘所需要的拔出力較大，對(duì)于骨質(zhì)疏松椎骨更加穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：人工假體；脊柱植入物；下頸椎前路椎弓根螺釘；人工椎體系統(tǒng)；生物力學(xué)；骨質(zhì)疏松；穩(wěn)定性；生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)；骨密度值；中柱高度；外觀修復(fù)評(píng)分 主題詞：組織工程；骨質(zhì)疏松；椎骨；并發(fā)癥基金資助：貴州省科技廳項(xiàng)目(黔科合LH字20147111)3 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 kf23385083Biomechanical properties of lower anterior vertebral p

6、edicle screw system and its effects on osteoporotic vertebral stabilityNing Xu, Zhuang Yong, Liu Miao, Zhang Hao, Huang Ming-zhi (Department of Orthopedics, Affiliated Hospital, Guizhou Medical University, Guiyang 550001, Guizhou Province, China)AbstractBACKGROUND: Although the traditional surgical

7、treatment can improve the symptoms of patients with senile osteoporotic vertebral fracture, the treatment easily produces bone graft fusion failure and pseudoarticulation formation and affects clinical effects. OBJECTIVE: To investigate biomechanical properties of anterior cervical pedicle screw and

8、 the effects on osteoporotic vertebral stability.METHODS: A total of 16 fresh cadaver cervical specimens contained 64 motion segments (C3-4, C4-5, C5-6 and C6-7). The 64 segments by the way of implantation were randomly divided into ordinary anterior locking screw fixation group and lower anterior v

9、ertebral pedicle screw system group (32 segments per group). The mechanical properties were determined on the biomechanical testing machine for each group. RESULTS AND CONCLUSION: (1) Biomechanics: Compared with the ordinary anterior locking screw fixation group, the maximum pull-out strength, screw

10、 path length, postoperative vertebral column height, the maximum surface strain, strain maximum and the range of maximum values were increased in the lower anterior vertebral pedicle screw system group (P < 0.05). (2) Results suggest that compared with the ordinary anterior locking screw fixation

11、 group, lower cervical anterior pedicle screw required larger extraction force and was more stable for osteoporotic vertebrae.Subject headings: Tissue Engineering; Osteoporosis; Vertebra; Complications Funding: a grant from the Science and Technology Department of Guizhou Province, No. LH (2014) 711

12、1Cite this article: Ning X, Zhuang Y, Liu M, Zhang H, Huang MZ. Biomechanical properties of lower anterior vertebral pedicle screw system and its effects on osteoporotic vertebral stability. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(31):4665-4670.Ning Xu, Associate chief physician, Masters supervisor

13、, Department of Orthopedics, Affiliated Hospital, Guizhou Medical University, Guiyang 550001, Guizhou Province, ChinaCorresponding author: Huang Ming-zhi, Department of Orthopedics, Affiliated Hospital, Guizhou Medical University, Guiyang 550001, Guizhou Province, China4667ISSN 2095-4344 CN 21-1581/

14、R CODEN: ZLKHAH0 引言 Introduction下頸椎創(chuàng)傷、感染及腫瘤等在椎體前部發(fā)生率較高，患者發(fā)病后臨床癥狀顯著，主要以疼痛、活動(dòng)不便為主?；颊咭坏┐_診均需要行手術(shù)治療，解除脊髓壓迫、保護(hù)及改善機(jī)體脊髓功能1-2。傳統(tǒng)頸椎前路釘板系統(tǒng)雖然能使植骨之間產(chǎn)生明顯的支撐作用，為植骨提供融合基礎(chǔ)，產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的固定系統(tǒng)，限制植骨塊的脫落，重建機(jī)體頸椎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少植骨塊的脫落3-4。但是，該固定系統(tǒng)生物力學(xué)性能較差，固定后容易引起鋼板螺釘?shù)幕摗嗔训?，使用時(shí)容易因頸椎的創(chuàng)傷、退行性病變、腫瘤等病理疾病多發(fā)生在椎體前部，因此頸椎前路鋼板(anterior plate fixat

15、ion，AP)融合固定技術(shù)成為頸椎手術(shù)的主要治療方式，在一定程度上限制了椎弓根螺釘固定技術(shù)的使用5-6。下頸椎前路椎弓根螺釘(anterior transpedicular screw，ATPS)是一種新型的固定方法，該方法是國外學(xué)者在2008年時(shí)提出的一種嶄新的固定方法，該固定方法和其他固定方法相比優(yōu)勢較多，它融合了前路和后路不同手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。頸椎前路椎弓根螺釘既能從前路處理椎體病變，如切除腫瘤，還能有效的提高椎弓根固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了患者后路二次手術(shù)的概率。同時(shí)，該系統(tǒng)還能有效的避免鋼板或螺釘脫落等并發(fā)癥發(fā)生率，進(jìn)一步彌補(bǔ)骨質(zhì)疏松癥患者椎體釘把持力不足等缺點(diǎn)，提高臨床療效。后續(xù)研究進(jìn)一步

16、證實(shí)，頸椎前路椎弓根螺釘具有有良好的解剖學(xué)特性及生物力學(xué)穩(wěn)定性。相關(guān)學(xué)者實(shí)驗(yàn)中比較了前路椎體螺釘和后路椎弓根螺釘不同進(jìn)釘方式，結(jié)果顯示：下頸椎前路椎弓根螺釘進(jìn)釘角度相對(duì)較大，內(nèi)固定過程中難以滿足下頸椎前路椎弓根螺釘固定需要7-8。從目前的技術(shù)而言，對(duì)于需要進(jìn)行多階段椎管前路減壓的頸椎手術(shù)，頸前入路依然是最佳的選擇，通過摘除椎間盤和施行部分椎體切除能有效的接觸脊髓或神經(jīng)根壓迫9-10。根據(jù)脊椎生物力學(xué)研究顯示，采用固定螺釘?shù)募磿r(shí)軸向拔出力能反應(yīng)螺釘在機(jī)體內(nèi)的即時(shí)穩(wěn)定性11-12，而對(duì)于螺釘?shù)拈L期穩(wěn)定性及頸椎的總體運(yùn)動(dòng)范圍而言，則更多的需要依賴于疲勞試驗(yàn)13-14。因此，臨床上研究頸椎前路椎弓根螺

17、釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)選取貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科2015年1月至2016年1月新鮮頸椎標(biāo)本16具，探討頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響。1 材料和方法 Materials and methods 1.1 設(shè)計(jì) 生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)。1.2 時(shí)間及地點(diǎn) 于2015年1月至2016年1月在貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院完成。1.3 材料 選取貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科2015年1月至2016年1月16具新鮮頸椎尸體標(biāo)本，男9例，女7例，年齡35-43歲，平均(38.1±2.3)歲，入選者均符合骨質(zhì)疏松癥臨床診

18、斷標(biāo)準(zhǔn)，且均經(jīng)過X射線檢查確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：排除不符合臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)者；排除合并其他疾病者。將尸體標(biāo)本分解為C3-4，C4-5，C5-6，C6-7，共64個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)段，采用雙層塑料袋密封后-20 保存，測試前室溫下自然解凍。實(shí)驗(yàn)均經(jīng)患者家屬同意，試驗(yàn)通過貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理會(huì)批準(zhǔn)。 采用隨機(jī)數(shù)字方法將64個(gè)節(jié)段分為普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組和下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組，每組32個(gè)節(jié)段。植入物：下頸椎前路椎弓根螺釘配套鋼板系統(tǒng)：由上海三友醫(yī)療公司生產(chǎn)，由空心椎弓根釘，3-D頭、鎖定帽、預(yù)彎固定棒組成，材料均符合ISO 5832-2的純鈦材料制造。包裝分為滅菌包裝和非滅菌包裝。普通頸椎前

19、路椎體螺釘鋼板系統(tǒng)：該系統(tǒng)為樞法模公司Orion頸椎前路鋼板。1.4 實(shí)驗(yàn)方法1.4.1 頸椎標(biāo)本的制備 對(duì)64個(gè)下頸椎標(biāo)本采用多層螺旋CT掃描機(jī)(Siemens Soma tom Volume Zoom，德國，120 kV，250 mAs)掃描，層厚2 mm，測定骨密度，所有標(biāo)本平均骨密度為0.688 g/cm2。剔除標(biāo)本中的軟組織，僅保留主韌帶及關(guān)節(jié)突，并將頸椎標(biāo)本逐個(gè)分解為C3-4、為C4-5、為C5-6、為C6-7，共64個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)段。將標(biāo)本中剔除所有肌肉、筋膜組織，保留前縱韌帶、后縱韌帶、黃韌帶、關(guān)節(jié)囊等，采用聚甲基丙烯酸甲酯粉劑、溶液混合，保持拉絲狀態(tài)，采用包埋模具，在標(biāo)本2端包埋過

20、中充分保護(hù)兩端鄰近椎間盤和關(guān)節(jié)囊，實(shí)驗(yàn)中對(duì)選取的脛骨噴灑生理鹽水并保證標(biāo)本的濕潤，所有的測試必須在6 h內(nèi)完成，測試后標(biāo)本采用雙層塑料袋進(jìn)行包裹、冷藏。1.4.2 螺釘?shù)闹踩?普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組植入普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)，下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組植入下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)，將獲得的新鮮頸椎標(biāo)本行椎間盤切除，植入3面皮質(zhì)骨，模擬植入下頸椎前路椎弓根螺釘配套鋼板系統(tǒng)和普通普通頸椎前路椎體螺釘鋼板系統(tǒng)。植入下頸椎前路椎弓根螺釘(4 mm)配套鋼板系統(tǒng)時(shí)參考相關(guān)學(xué)者制定的最佳進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘方向中相關(guān)操作進(jìn)行置釘，見圖1。植入鋼板螺釘后行X射線片和CT片進(jìn)行掃描，確定

21、螺釘鋼板的正確位置，避免對(duì)椎弓根產(chǎn)生損傷15-16。圖1 下頸椎前路椎弓根螺釘 鋼板系統(tǒng)固定示意圖Figure 1 Lower anterior vertebral pedicle screw system fixation 圖注：左圖為紅色為下頸椎前路椎弓根螺釘；右圖為下頸椎前路椎弓根螺釘植入后的位置及形狀。1.4.3 生物力學(xué)測定 將獲得的骨質(zhì)疏松骨椎骨包埋固定在自制的固定器械上，調(diào)整標(biāo)本角度，保證鋼板的長軸與試驗(yàn)機(jī)的拉伸方向一致，固定完畢后，安裝力-位移傳感器，在應(yīng)變片上沿著螺釘長軸方法以2 mm/min速率，測定兩組固定系統(tǒng)抗拔出力，拔除出現(xiàn)破壞后停止，確定拔除破壞的標(biāo)準(zhǔn)，即：載荷-變

22、形曲線最高點(diǎn)。試驗(yàn)機(jī)載荷信號(hào)計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄，測定3次，確定最大軸向拔出力。選擇標(biāo)準(zhǔn)均由同一位置釘豐富的外科醫(yī)生完成，避免或避免技術(shù)存在誤差17-18。1.5 主要觀察指標(biāo) 觀察兩組固定系統(tǒng)測試實(shí)例圖。觀察兩組系統(tǒng)固定后外觀、標(biāo)本情況；觀察兩組固定系統(tǒng)拔出強(qiáng)度測試結(jié)果。將兩組標(biāo)本放置在ElectroForce3510材料試驗(yàn)機(jī)(美國Bose公司)上，完成固定系統(tǒng)拔出強(qiáng)度測試，通過傳感器獲得相關(guān)參數(shù)值；觀察兩組固定系統(tǒng)治療前后的外觀修復(fù)評(píng)分(總分100分，得分越高，修復(fù)效果越好)及骨折椎體中柱高度19-20；在目測下對(duì)標(biāo)本進(jìn)行評(píng)分，利用卡尺完成對(duì)椎體中柱高度測量；觀察兩組固定系統(tǒng)椎體及器械前緣應(yīng)變

23、情況。利用CAD輔助技術(shù)，在操作前完成各椎體三維模型重建，在CAD指導(dǎo)下利用探針尋找前路椎弓根釘?shù)?，完成裝配，測量系統(tǒng)椎體及器械前緣應(yīng)變情況。1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料采用±s表示，組間計(jì)量資料差異采用t 檢驗(yàn)檢測，P < 0.05為差異有顯著性意義。2 結(jié)果 Results 2.1 實(shí)驗(yàn)流程 見圖2。2.2 兩組固定系統(tǒng)測試結(jié)果 兩組骨質(zhì)疏松椎骨均成功植入固定系統(tǒng)，順利完成手術(shù)，標(biāo)本并未出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象，見圖3。觀察周期材料干預(yù)納入16具新鮮頸椎標(biāo)本觀察兩組固定系統(tǒng)測試實(shí)例圖；觀察兩組固定系統(tǒng)拔出強(qiáng)度測試結(jié)果；觀察兩組固定系統(tǒng)治療前后的

24、外觀修復(fù)評(píng)分及骨折椎體中柱高度；觀察兩組固定系統(tǒng)椎體及器械前緣應(yīng)變情況。觀察6 h，16具新鮮頸椎標(biāo)本全部進(jìn)行結(jié)果分析數(shù)量結(jié)局目的探討頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)生物力學(xué)性能及對(duì)骨質(zhì)疏松椎骨穩(wěn)定性的影響。普通前路椎體螺釘組鎖定固定系統(tǒng)組將16具新鮮頸椎標(biāo)本，采用隨機(jī)分為2組下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組圖2 下頸椎前路椎弓根螺釘 鋼板系統(tǒng)固定示意圖Figure 2 Lower anterior vertebral pedicle screw system fixation BA 圖3 兩組固定系統(tǒng)測試實(shí)例圖Figure 3 Test example of two fixation sys

25、tems圖注：圖A為下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組固定系統(tǒng)；B為普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組固定系統(tǒng)。2.3 兩組固定系統(tǒng)拔出強(qiáng)度測試結(jié)果比較 下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組經(jīng)ElectroForce3510材料試驗(yàn)機(jī)測定后最大拔出力，顯著大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組(P < 0.05)；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組釘?shù)篱L度，顯著大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組(P < 0.05)，見表1。表1 兩組固定系統(tǒng)拔出強(qiáng)度測試結(jié)果比較 (±s，n=8)Table 1 Comparison of pull strength test results bet

26、ween both groups組別最大拔出力(N)釘?shù)篱L度(mm)下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組604.68±48.7632.00±2.00普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組488.24±32.42a14.00±2.00a表注：與下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組比較，aP < 0.05。2.4 兩組固定系統(tǒng)治療前后的外觀修復(fù)評(píng)分及骨折椎體中柱高度比較 兩組固定系統(tǒng)治療前椎體標(biāo)本外觀修復(fù)評(píng)分以及骨折椎體中柱高度差異無有顯著性意義(P > 0.05)；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組治療后椎體標(biāo)本外觀修復(fù)評(píng)分，顯著低于普通前路椎體螺釘鎖定固

27、定系統(tǒng)組(P < 0.05)；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組治療后骨折椎體中柱高度，顯著高于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組(P < 0.05)，見表2。表2 兩組固定系統(tǒng)治療前后的外觀修復(fù)評(píng)分及骨折椎體中柱高度比較 (±s)Table 2 Comparison of appearance repair score and vertebral column height before and after treatment in both groups 組別外觀修復(fù)評(píng)分(分)椎體中柱高度(mm)下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組治療前78.02±1.2315.

28、11±3.38治療后94.42±1.15ab19.64±3.58ab普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組治療前75.04±1.3115.09±3.40治療后82.36±1.19b16.44±3.43b表注：與普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組相比，aP < 0.05；與治療前相比，bP < 0.05。2.5 兩組固定系統(tǒng)椎體及器械前緣應(yīng)變情況 下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組表面最大應(yīng)變大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組(P < 0.05)，尤其是在釘孔周圍結(jié)構(gòu)比較薄弱的部位其應(yīng)變顯著增大；下頸椎前路椎弓根螺釘人工

29、椎體系統(tǒng)組表面應(yīng)變整體比較均一，應(yīng)變最大值及最大值的范圍均顯著大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組(P < 0.05)，見圖4。BA 圖4 兩組固定系統(tǒng)椎體及器械前緣應(yīng)變比較Figure 4 Comparison of anterior border strain between the two groups圖注：圖A為下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組前緣應(yīng)力相對(duì)均一、穩(wěn)定；B為通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組前緣應(yīng)力波動(dòng)較大。3 討論 Discussion對(duì)于頸椎疾病、創(chuàng)傷疾病治療主要是幫助機(jī)體恢復(fù)神經(jīng)根，減輕對(duì)脊髓的減壓，重建脊柱21-22。為了進(jìn)一步提高手術(shù)成功率，術(shù)前對(duì)螺釘根據(jù)長度、

30、螺紋深度、形狀等進(jìn)行綜合改進(jìn)，可提高螺釘內(nèi)固定的穩(wěn)定性。相關(guān)學(xué)者對(duì)人類頸椎弓根三維形態(tài)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示：人類頸椎椎弓根能進(jìn)一步提高頸椎前路椎弓根螺釘?shù)膬?nèi)固定。目前，臨床上使用較多的椎弓根螺釘主要以椎弓根螺釘強(qiáng)化技術(shù)為主。但是，該方法尚存在一些不足，植入螺釘時(shí)骨水泥容易從釘?shù)乐挟a(chǎn)生反流，對(duì)鄰近組織產(chǎn)生明顯的損傷。頸前路椎間盤切除減壓融合術(shù)能針對(duì)來自椎管前方的質(zhì)押物而直接進(jìn)行減壓，該方法能有效改善患者癥狀，緩解病情發(fā)展23-24。頸椎疾病、創(chuàng)傷患者采用頸前路椎間盤切除減壓融合術(shù)治療時(shí)主要采用單皮質(zhì)椎體螺釘固定，它能為人體提供良好的固定強(qiáng)度。而對(duì)于老年骨質(zhì)疏松癥患兒而言，該固定方法穩(wěn)定性較差，術(shù)后

31、內(nèi)固定松動(dòng)發(fā)生率較高25。數(shù)據(jù)顯示：頸前路椎間盤切除減壓融合內(nèi)固定后內(nèi)固定松動(dòng)發(fā)生率為20%-50%26。近年來，下頸椎前路椎弓根螺釘系統(tǒng)在臨床上得到應(yīng)用，且效果理想27。實(shí)驗(yàn)中，兩組骨質(zhì)疏松椎骨均成功植入固定系統(tǒng)，順利完成手術(shù)，標(biāo)本并未出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象。下頸椎前路椎弓根螺釘系統(tǒng)和常規(guī)固定方法相比優(yōu)勢較多，該固定方法相對(duì)安全，能穿透機(jī)體最為重要部分。目前，前路椎弓根螺釘置釘尚缺乏可靠的內(nèi)固定系統(tǒng)，并且患者手術(shù)過程中如果發(fā)生“釘-骨”界面塌陷，由于缺乏鎖定裝置容易引起內(nèi)固定的失敗28。對(duì)于頸椎前路椎弓根螺釘內(nèi)固定而言，其影響因素相對(duì)較多，如：螺釘本身及椎體。對(duì)于螺釘來說包括：螺釘?shù)男螤睢㈤L度、位置

32、等；而對(duì)于椎體來說主要包括椎體的骨質(zhì)密度及強(qiáng)度。在測定下頸椎前路椎弓根螺釘?shù)纳锪W(xué)性能時(shí)可以通過軸向拔出力進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)中，下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組經(jīng)Electro Force3510材料試驗(yàn)機(jī)測定后最大拔出力，顯著大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組釘?shù)篱L度，顯著大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，該兩種固定系統(tǒng)中采用了2種不同的螺釘固定方法，前路椎體螺釘固定方法僅能穿透淺層椎體，螺釘握持椎體的松質(zhì)骨29。而下頸椎前路椎弓根螺釘釘?shù)滥艽┻^機(jī)體整個(gè)椎體，甚至能夠透過側(cè)塊，形成經(jīng)椎弓根的雙皮質(zhì)固定。實(shí)驗(yàn)中，兩組固定系統(tǒng)治

33、療前椎體標(biāo)本外觀修復(fù)評(píng)分以及骨折椎體中柱高度差異無有顯著性意義；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組治療后椎體標(biāo)本外觀修復(fù)評(píng)分，顯著低于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組治療后骨折椎體中柱高度，顯著高于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組。下頸椎前路椎弓根螺釘優(yōu)點(diǎn)相對(duì)較多，該固定方法不但具有較長的釘?shù)?、較好的靜力學(xué)強(qiáng)度，還能夠在螺釘-鋼板系統(tǒng)中作為錨釘作用，并且該螺釘能單獨(dú)使用，具有較好的固定強(qiáng)度，并且能提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得固定更加穩(wěn)定27。實(shí)驗(yàn)中，下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組表面最大應(yīng)變大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組，尤其是在釘孔周圍結(jié)構(gòu)比較薄弱的部位

34、其應(yīng)變顯著增大；下頸椎前路椎弓根螺釘人工椎體系統(tǒng)組表面應(yīng)變整體比較均一，應(yīng)變最大值及最大值的范圍均顯著大于普通前路椎體螺釘鎖定固定系統(tǒng)組。相關(guān)學(xué)者研究顯示，下頸椎前路椎弓根螺釘在植入骨質(zhì)疏松癥椎骨骨折具有良好的生物力學(xué)穩(wěn)定性，減少后路固定釘棒醫(yī)療費(fèi)用，對(duì)患者的損傷較小27。綜上所述，與普通前路椎體螺釘鋼板系統(tǒng)相比，下頸椎前路椎弓根螺釘所需要的拔出力較大，且運(yùn)用于頸椎疾病長是可行的、安全性，對(duì)于骨質(zhì)疏松椎骨更加穩(wěn)定，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。作者貢獻(xiàn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為寧旭。實(shí)驗(yàn)實(shí)施為莊勇。實(shí)驗(yàn)評(píng)估為莊勇和寧旭。資料收集為劉淼。張皓和黃明智核對(duì)文章。利益沖突：所有作者共同認(rèn)可文章內(nèi)容不涉及相關(guān)利益沖突。倫

35、理問題：實(shí)驗(yàn)方案中有關(guān)倫理問題已經(jīng)貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)討論批準(zhǔn)。文章查重：文章出版前已經(jīng)過CNKI反剽竊文獻(xiàn)檢測系統(tǒng)進(jìn)行3次查重。文章外審：文章經(jīng)國內(nèi)小同行外審專家雙盲外審，符合本刊發(fā)稿宗旨。作者聲明：第一作者對(duì)研究和撰寫的論文中出現(xiàn)的不端行為承擔(dān)責(zé)任。論文中涉及的原始圖片、數(shù)據(jù)(包括計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫)記錄及樣本已按照有關(guān)規(guī)定保存、分享和銷毀，可接受核查。文章版權(quán)：文章出版前雜志已與全體作者授權(quán)人簽署了版權(quán)相關(guān)協(xié)議。4 參考文獻(xiàn) References1 李振偉,向陽明.生物力學(xué)評(píng)價(jià)頸椎前路椎弓根螺釘植入骨質(zhì)疏松椎骨內(nèi)的穩(wěn)定性J.中國組織工程研究,2015, 19(35): 5718-57

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