腰椎新型动态固定系统腰椎后路固定融合的生物力学性能
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微创腰椎椎间固定融合术:MIS TLIF介绍经腰椎后路的椎间融合术(PLIF)诞生于上个时间50年代,由于椎间融合具有充分的植骨融合床、丰富的血液供应以及良好的生物力学环境,因而融合率明显提高,临床疗效也随之改善。
但是PLIF手术术中需要腰椎两侧广泛的椎旁肌剥离,导致椎旁肌术后一定程度的失神经改变;需要切除两侧更多的后方结构,如椎板,椎间小关节等;技术上需要对双侧神经根进行一定的牵拉,增加了神经根损伤的几率。
1982年Harms等提出经椎间孔入路腰椎椎间融合技术(TLIF),术中一般不必牵拉神经根,这些技术上的优势使得TLIF技术获得迅速推广。
但是手术的肌肉入路并没有改变,开放腰椎后路TLIF手术对肌肉的损伤的缺点仍然影响着TLIF手术的远期疗效。
与腰椎融合技术同步发展的是微创脊柱外科技术MIS。
1997年,Foley和Smith提出管状牵开器技术,解决了脊柱后路的微创入路问题,减少了腰椎后路常规手术对椎旁肌的牵拉和剥离。
2001年,Foley提出经皮椎弓根螺钉技术,微创腰椎椎间融合技术应运而生。
2002年,Koo首先报道微创经腰椎后路椎间融合技术(MIS-PLIF),2003年,Foley首先报道了微创经椎间孔入路腰椎椎间融合(MIS-TLIF)技术。
经过近10年的发展,MIS-TLIF在手术技术、适用指征等方面得到不断充实和完善,并为越来越多的脊柱外科医生所接受。
手术适应征1.腰椎滑脱症;2.复发性椎间盘突出症;3.腰椎管狭窄症;4.腰椎退变性侧、后凸。
经过在国内外脊柱中心的学习和参加相关学术会议和研究了相关资料,作者在全面掌握了微创腰椎椎间固定融合术:MIS TLIF技术的基础上,对微创腰椎椎间固定融合术的器械和技术作出改良,使得学习曲线大大降低,在保留原有技术优势的基础上,减低了手术时间和费用,一方面使得更多的医生可以掌握该项技术,另一方面能够使得更多的患者受益。
麻醉:全麻。
体位:俯卧于标准手术台。
《中国组织工程研究》Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2020)18-02789-052789www.CRTER .org·研究原著·易国良,男,1985年生,湖南省岳阳市人,汉族,南华大学毕业,硕士,主治医师,主要从事关节骨科、脊柱矫形方面的研究。
通讯作者:舒小林,硕士,医师,南华大学附属第一医院骨科,湖南省衡阳市421001文献标识码:A投稿日期:2019-11-01送审日期:2019-11-12采用日期:2019-12-19在线日期:2020-02-17Yi Guoliang,Master,Attending physician,Department of Orthopedics,The First Affiliated Hospital of University of South China,Hengyang 421001,Hunan Province,China Corresponding author:Shu Xiaolin,Master,Physician,Department of Orthopedics,The First Affiliated Hospital of University of South China,Hengyang 421001,Hunan Province,China腰骶椎单向带刺轴向融合内固定系统的生物力学特征易国良,宋西正,舒小林(南华大学附属第一医院骨科,湖南省衡阳市421001)DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2653ORCID:0000-0002-1032-2834(易国良)文章快速阅读:文题释义:经骶前间隙腰骶椎轴向融合(AxiaLIF):该术式是经直肠后壁和骶前间隙入路,将螺钉轴向放置在腰骶椎,从而完成L 5/S 1融合。
腰椎椎间孔外椎体间融合术的生物力学分析杨明杰;曾诚;李立钧;潘杰;郭松;谭军【摘要】目的利用生物力学的方法比较传统经椎间孔腰椎椎体间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)与椎间孔外腰椎椎体间融合术(extraforaminal lumbar interbody fusion,ELIF),在不同内固定方式下的稳定性.方法选取12具新鲜尸体腰椎(L3~S1)标本,以聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)包埋.标本首先进行前屈后伸、左右侧屈及左右旋转的生物力学测试,数据取平均值,作为对照组,记为C组.随后将12具标本随机分为两组:T组(TLIF组)和E组(ELIF组),每组6例,各组再序贯分为3个亚组记为T1、T2、T3组及E1、E2、E3组.各组内固定方式如下:单边固定TLIF(T1组),单边固定ELIF(E1组),双边固定TLIF(T2组),双边固定ELIF(E2组),单边固定TLIF+对侧经椎板关节突螺钉内固定(T3组),单边固定ELIF+对侧经椎板关节突螺钉内固定(E3组).采用Panjabi内固定物稳定性试验法进行生物力学测试,计算腰椎前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转6种工况下的L4~L5节段角位移.结果 E1与T1组L4~L5活动度均较C组明显减小(P<0.05).E1组各工况下的活动度小于T1组,尤以后伸、左侧屈、左旋及右旋时明显(P<0.05);E1组在各工况下的活动度明显高于T2组(P<0.05);E3组活动度除在右屈时活动度与E1组差异无统计学意义(P>0.05),其余各工况下活动度E3组均明显低于E1组(P<0.05),而且在限定载荷范围内与T2组之间差异无统计学意义(P>0.05),在当前载荷下E2组活动度与T2组活动度差异无统计学意义(P>0.05),E3组活动度与T3组活动度差异无统计学意义(P>0.05).结论ELIF单边固定的稳定性优于TLIF单边固定,但其稳定性低于经典的TLIF双边固定,ELIF手术单边固定加用对侧经椎板关节突螺钉固定后稳定性得以提高,在限定载荷范围内与TLIF双侧椎弓根螺钉固定相当,ELIF是一种安全有效,更加微创的腰椎椎体间融合术式.【期刊名称】《同济大学学报(医学版)》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】5页(P51-55)【关键词】腰椎椎间融合;微创;生物力学实验【作者】杨明杰;曾诚;李立钧;潘杰;郭松;谭军【作者单位】同济大学附属东方医院脊柱外科,上海200120;同济大学附属东方医院脊柱外科,上海200120;同济大学附属东方医院脊柱外科,上海200120;同济大学附属东方医院脊柱外科,上海200120;同济大学附属东方医院脊柱外科,上海200120;同济大学附属东方医院脊柱外科,上海200120【正文语种】中文【中图分类】R615经椎间孔腰椎椎体间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion, TLIF)具有手术创伤小、融合率高等特点,是目前治疗腰椎退变性疾病主要的手术方式之一[1]。
后路腰椎间融合与RF(DF)固定治疗腰椎滑脱症56?(总456)中医正骨2OO8年6月第20卷第6期保证,术中能保障气道的通畅.但上述要求无法得到保证,而且气管插管时颈部向后过伸,也可引起脊髓损伤.对脊髓型颈椎病,颈椎问盘突出及颈椎外伤致骨折脱位不全瘫者,术前由于肋间肌,膈肌等呼吸肌基本不受影响,呼吸功能,循环功能没有改变,术前呼吸训练,屈颈俯卧位训练又较好者,完全可以选择神经阻滞或局部麻醉下完成手术,以保证患者术中的清醒.对于术前练习不佳者,术中很难配合手术操作,有时甚至采取过激行为,致使手术中断,这类病人最好采取气管插管全身麻醉下完成手术.对于外伤性骨折并高位截瘫患者,由于术前呼吸循环功能受到严重干扰,术中只有在气管插管呼吸机控制下才能保证氧供,此类病人术中,术后并发症较多,一定要严密进行监护,随时处理意外情况的发生,术后拔管宜迟,必要时可气管切开或呼吸机辅助通气.术中要加强监测,对前人路手术,由于取颈平伸仰卧位,术中要牵拉压迫气管和颈部血管,特别是手术部位较高时,可能牵拉压迫颈动脉窦,有可能导致心血管不良反射活动的发生.对于后人路全身麻醉插管患者,由仰卧位搬至俯卧位容易出现循环功能的紊乱【2】.全身麻醉诱导后应待循环稳定后再翻身,动作要缓慢,一定注意颈部的保护;诱导前适当补液,诱导选用对循环无明显抑制作用的静脉诱导药【3】.患者于俯卧位后,易出现气管导管移动,扭折,同时为暴露颈椎,头向下向胸部屈曲,这样更易引起气道压的上升.因此,最好选用特殊的内带螺旋式钢丝导管,增加其柔韧性,同时要及时发现和清除呼吸道分泌物,减少机械通气相关的肺部损伤.有关颈椎病人麻醉的问题,还有经鼻气管插管及术中控制性降压的报道.总之,要具体情况具体分析,灵活选择经济适用的麻醉方法,保证术中的安全,提供良好的麻醉效果,对全身干扰最小.5参考文献【1]郑友之,陈亚军.前路颈椎手术神经阻滞麻醉探讨【J].临床麻醉学杂志.2000.16(6):311.[2]陈为民,吴秀英,崔健君,等.颈椎手术患者全麻下翻身时循环功能的变化【J].中国医科大学,1999,28(5):231.【3]戴寒英,张学康.颈椎后路减压椎管形成术的麻醉体会【J].临床麻醉学杂志.2OO4,2O(9):556.(20cr7.0r7.02收稿2OO7.10-19修回)后路腰椎间融合与RF(DF)固定治疗腰椎滑脱症河南省固始县人民医~(4652oo)曾骏邬春讯余金林张国刚腰椎滑脱症多因外伤或退变所致,是导致腰椎不稳,造成腰腿疼痛的重要原因.退变所致的腰椎滑脱者经腰部保护及腰背肌锻炼等非手术治疗可收到良好效果,但仍有10%20%的患者非手术治疗无效甚至加重,需要手术治疗.目前常用的手术很多,效果不尽相同,往往有术后症状复发,滑脱加重,植骨不融合或内固定失效等情况.自1999年2月至2OO6年,作者先后收治腰椎滑脱病人44例,经采用后路腰椎管减压,椎体间植骨及RF(DF)滑脱固定器复位内固定治疗,取得较好的效果,现总结报告如下.1临床资料本组44例,男l6例,女28例.年龄45~7l岁,平均54岁.均有较重的下腰痛和间歇性神经性跛行,单侧下肢根性疼痛15 例,双侧下肢根性疼痛例(其中一侧较重者l3例).x线及MRI检查显示I4滑脱者32例,者12例.退行性滑脱35例, 椎弓根峡部断裂滑脱9例.根据Meyerding滑脱分类标准,I度36例,Ⅱ度8例.术中应用RF者32例,DF者l2例.2治疗方法2.1手术方法采用连续硬膜外麻醉,患者俯卧位,c型臂x线机透视下手术,先用RF或DF滑脱固定器复位滑脱椎体,撑开间隙并固定,然后行椎管彻底减压,包括中央椎管及侧隐窝,再切除椎间盘及相邻椎体的终板,椎体间开槽并嵌入大小合适的自体骨块,检查骨块嵌入牢固后,放置负压引流.2.2术后处理病人术后卧床4~6周,可以适当翻身,2~4个月逐渐锻炼腰部活动.每1~2个月复查1次.3治疗结果本组44例,术后x线片示滑脱椎体全部复位,切El均一期愈合,内固定器位置良好,固定牢靠,经6个月~4年随访(平均20个月),临床症状明显缓解,x线显示椎体无滑脱复发,椎间隙高度基本维持,椎间基本达到骨性融合.按有关标准评定,结果优29例,良10例,可5例,优良率占88.6%.4讨论腰椎滑脱的手术治疗的目的是:①受压神经组织减压以缓解疼痛;②增强腰椎的稳定性,阻止椎体滑脱进一步加重. 但对滑脱椎体是否复位尚存争议.本组病例在安装RF和DF 时进行提升复位,治疗及随访效果良好.复位的优点是:①防止畸形进一步发展;②增加融合率;③减少融合节段;④纠正腰骶后凸,消除腰椎过度前凸及骨盆倾斜,获得姿态和步态的改善;⑤恢复椎管的形态和容积,纠正神经孔的狭窄,避免腰骶韧带紧张,保护神经根不被牵拉,有利于神经减压.脊柱复位固定能恢复脊椎的正常解剖结构,重建符合生理要求的内环境,但获得的脊柱稳定性是暂时的,只有良好的滑脱椎体内融合,才是手术成功维持脊柱长久稳定而获得长期效果的关键.通过本组治疗体会如下:①c型臂X线机透视下钉入椎弓根螺钉准确快捷,定位精确,配合电凝止血可有效减少创伤,缩短术中时间.②RF或DF滑脱复位固定器在术中要复位的两钉之间落差要大于滑脱的落差,可有效的复位滑脱椎体,有效的复位可恢复椎管的正常延续性,可靠的固定可增加脊柱前后柱的稳定性,能提高椎体间植骨融合率.③术中彻底减压中央椎管及侧隐窝,扩大神经根管是缓解根性症状的重要保证,也为顺利植骨提供了有利的条件.④椎体间植骨融合是本手术远期疗效的重要一环,因此植骨时椎体间的终板必须切除,创造良好的植骨床,植骨块与骨槽应紧密嵌入, 才能在牢靠的固定下确保椎体间植骨有效融合.总之,可靠的滑脱椎体复位内固定和彻底的椎管减压及椎体间紧密的植骨融合综合应用是治疗腰椎滑脱症的有效方法.(2OO7.06-26收稿2OO7.10-23修回)。
腰骶椎带锁轴向融合内固定的生物力学测试Yi Guoliang; Wang Shankun; Song Xizheng【期刊名称】《《中国组织工程研究》》【年(卷),期】2019(023)028【总页数】6页(P4546-4551)【关键词】微创; 经骶前入路; 脊柱融合; 内固定; 生物力学; 国家自然科学基金【作者】Yi Guoliang; Wang Shankun; Song Xizheng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】R459.9; R681.5; R3180 引言 Introduction腰椎退行性疾病是引起慢性下腰痛的常见原因[1],常见节段为L5/S1和L4/5,腰椎融合术为目前最常用的有效治疗腰椎退行性疾病的重要方法之一[2]。
20世纪80年代,微创手术技术开始应用于腰椎融合术,微创脊柱融合术是通过尽可能小的组织损伤途径,对腰椎进行融合手术,最大限度的减少了传统的开放手术对椎旁软组织的损伤,有效降低了脊柱融合病的发生[3]。
经过数十年发展,目前微创腰椎融合术从观念和技术上均有了很大的发展,已经逐渐成为一个独立的手术体系,是目前研究的热点和重点[4]。
虽然目前微创腰椎融合术与传统手术相比已经显著减少了对组织的损伤[5-6],但其手术入路与传统开放手术相似,仍不可避免对椎旁软组织和脊柱结构造成一定程度的损伤和破坏[7-8]。
2011年南华大学附属第一医院脊柱外科在AxiaLIF系统的基础上根据股骨干带锁髓内钉单向锁定的原理研制出了腰骶椎带锁轴向融合内固定系统[9],包括带锁轴向固定螺钉、定位瞄准器以及相关辅助器械等。
经过对国人腰骶椎影像学研究证实了在人体应用此内固定系统的可行性[10],并已经成功在尸体标本上进行了手术操作。
任何新的内固定器械在投入临床应用前都必须经过全面的生物力学评价,从而选出最合适的植入物。
此次实验则是通过对上述腰骶椎带锁轴向融合内固定螺钉进行稳定性测试,为进一步加以改进及应用于临床提供实验数据。
计算机辅助设计腰椎椎间融合器的生物力学研究的开题报告一、研究背景腰椎椎间盘疾病和腰椎间隙狭窄等导致的腰椎疼痛已经成为影响人们健康的一个重要问题。
腰椎椎间融合可以作为一种手术方式治疗。
传统的腰椎椎间融合手术需要切开皮肤、分离肌肉、切除椎板等操作,损害患者的软组织,术后拔除钢板和螺钉等固定物也需要二次手术,导致患者痛苦和术后恢复慢。
因此,使用腰椎椎间融合器来进行腰椎椎间融合,已成为目前国际上主流的治疗手段。
计算机辅助设计腰椎椎间融合器可以根据特定患者的腰椎结构、病变范围等信息,实现个性化手术。
同时,利用计算机设计软件优化设计可以提高手术效率,减少手术时间,降低术后并发症发生率。
因此,对于腰椎椎间融合器的生物力学研究变得尤为重要。
二、研究目的本研究旨在通过解剖学和生物力学方法,对腰椎椎间融合器的生物力学性能进行研究。
主要包括以下三个方面:1. 通过有限元分析和力学实验,评估腰椎椎间融合器的抗压强度、屈曲刚度和扭转刚度等性能指标,为临床应用提供参考。
2. 基于患者腰椎结构的CT图像数据,使用计算机辅助设计软件,构建个性化腰椎椎间融合器的三维模型。
3. 通过有限元分析和生物力学实验,对个性化腰椎椎间融合器进行生物力学研究,比较其与普通腰椎椎间融合器在各项性能指标上的差异。
三、研究内容1. 收集正常人和腰椎椎间盘疾病患者的CT图像数据,提取腰椎骨组织、肌肉和韧带等关键组织的三维模型,构建包括椎体和椎弓的三维模型。
2. 构建腰椎椎间融合器的三维模型,包括融合器的杆、螺钉、锁定卡等组成部分。
3. 使用有限元方法,在3D模型中模拟压力、屈曲和扭转等操作,并对融合器的抗压强度、屈曲刚度和扭转刚度等生物力学性能指标进行分析。
4. 使用机构测试仪对腰椎椎间融合器进行生物力学实验,并记录压力、屈曲和扭转等变化情况,以验证有限元分析的准确性。
5. 基于患者的三维模型,利用计算机辅助设计软件构建个性化的腰椎椎间融合器,并使用有限元分析和生物力学实验进行比较研究,验证个性化腰椎椎间融合器在生物力学性能上的优势。
动态固定技术治疗腰椎退行性病变的应用进展黎俊;瞿玉兴【摘要】腰椎的动态固定系统是当前脊柱外科非融合技术研究领域的热点,其具有保留脊柱运动的特点,并能够有效防止相邻节段的退变.近年来,腰椎动态固定系统的发展日益成熟,越来越多新型动态固定技术运用在腰椎退变的治疗之中,作为传统腰椎融合技术的革新,其临床运用的疗效一直是关注的焦点.本文对部分腰椎动态固定技术的优势与不足进行综述.【期刊名称】《颈腰痛杂志》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】3页(P420-422)【关键词】动态固定;腰椎退变【作者】黎俊;瞿玉兴【作者单位】南京中医药大学,江苏南京210000;常州市中医院骨科,江苏常州213000【正文语种】中文腰椎的退行性病变严重影响了人们的生活。
一直以来对于此类疾病的手术治疗首选椎体融合技术,有研究表明这种技术会增加相邻节段的负荷,限制脊柱活动度,从而引起相邻节段退变,往往治疗效果并不是很理想[1]。
为了避免融合技术所带来的负面影响,专家们发明了非融合技术,也可称为动态固定技术。
动态固定技术是在非融合的条件下,限制脊柱的异常活动,保留脊柱适当的运动度,改善相邻节段的负荷,从而降低相邻节段的退行性病变的发生。
现在采用比较多的动态固定技术包括:椎弓根螺钉间韧带连接装置、棘突间撑开装置和椎弓根螺钉间半坚强内固定装置等。
现对这几种技术综述如下。
1.1 Graf韧带(Graf ligament system)是由Henry Graf发明,是第一个椎弓根螺钉间韧带系统,呈一个无弹性的环状韧带结构。
其原理是以小关节突为支点,使得椎弓根螺钉之间产生张力从而牵开椎间盘前方间隙,以恢复腰椎生理前凸。
Kanayama等[2]通过对近10年56名接受Graf人造韧带固定系统治疗腰椎退行性病变的患者进行随访,其结果表明Graf韧带系统对低等级的腰椎前凸是一个很好的选择,但是在治疗腰椎退行性狭窄和腰椎侧凸等疾病中则不被推荐。
动态固定系统(Dynamic stabilization system)在腰椎退行性疾患中的应用在治疗由椎间盘退行性变引起的慢性下腰痛的方法中, 脊柱融合术已得到广泛接受, 但一些研究认为:虽然在放射学上取得了融合率的改善,患者的临床症状却没有得到相应程度的改善;再者,强直固定和脊柱融合存在潜在并发症,如继发性邻近节段退变(ASD)的发生率增加,可导致不稳和椎管狭窄;还有螺钉断裂、假关节形成等风险。
这些促使脊柱外科医生思考引起慢性下腰痛的真正原因及应用动态固定系统治疗腰椎退变性疾病的可能性。
动态固定系统的概念“动态固定(dynamic stabilization)”(又称“软固定——soft stabilization”)是指改变腰椎运动节段的活动范围及负荷而不进行融合的一种固定方式, 即应用动态固定将运动节段的活动限制在正常或接近正常范围内, 避免异常载荷的产生。
动态固定系统治疗腰椎退行性疾患的理论依据脊柱融合术治疗慢性下腰痛基于的理念退变的腰椎运动节段常表现为不稳定, 这种不稳定是产生疼痛的原因, 消除受累节段的运动可消除不稳定, 进而使疼痛消失。
然而, 有些腰痛可能是由于异常负荷而不是由于稳定性差引起。
患者以姿势或体位性疼痛为主要症状,而在动力位X 线片上常常无法发现异常的活动;且部分患者在腰椎融合术后腰痛不能改善,说明异常负荷可能是导致腰痛的关键。
正常椎间盘由胶原和蛋白多糖组成, 就象一个均匀的水囊可把在不同姿势或体位的负荷进行均匀的传导。
椎间盘退变改变了力学上均匀一致的化学成分及其物理特性, 从而导致了传导至终板上的负荷不一致, 并进一步导致了终板及终板下骨的破坏。
椎间盘的病理改变会造成异常负荷传导到终板, 椎间盘高度的丢失还可导致纤维环结构的折叠及结构破裂。
McNally 和Adams 进行了退变间盘的压力测定, 退变椎间盘疼痛的产生与应力传导形式有关, 而与绝对应力负荷无关。
这个理念解释了某些椎间盘病变患者有其特殊的疼痛体位, 退变程度与腰痛没有明显的相关性的现象。
腰椎后路椎弓根螺钉动态固定的生物力学研究及临床研究发表时间:2015-05-20T14:53:23.500Z 来源:《医师在线》2015年3月第6期供稿作者:陈林林慰光[导读] 动态稳定技术指的是控制退变节段的运动或/和压力分配,从而解决脊柱的不稳定以及由此导致的腰背疼痛。
陈林林慰光(汕头市中心医院外七科515000)【摘要】理论上来说,动态固定技术能限制限制病变椎体的异常运动与异常负荷分配,从而稳定病变节段并减少邻近节段衰变(ASD)的发生率。
椎弓根钉后路动态固定(PDS)技术具有各种类别,本文将针对其中最典型的3 种装置(1)PEEK弹性棒装置,(2)Graf 人工韧带装置,(3)Dynesys装置,探讨每一种的生物力学研究和临床试验研究。
【关键词】椎弓根钉PDS;生物力学研究;临床试验研究【中图分类号】R2 【文献标号】A 【文章编号】2095-7165(2015)06-0020-021后路椎弓根螺钉非融合固定的原理与脊柱融合术不同的是,脊柱运动保护技术的目标是使脊柱单位中(包括椎间盘、小关节、椎体和终板)的压力负荷分配重新变得均匀,同时在椎体的整个运动范围内限制活动。
这种技术能提供一个有益于受损软组织恢复的环境,也能减慢椎间盘的衰变过程。
脊柱运动保护技术分为假体技术和动态稳定技术(PDS)。
假体技术包括全椎间盘置换、髓核置换、小关节置换等。
动态稳定技术指的是控制退变节段的运动或/和压力分配,从而解决脊柱的不稳定以及由此导致的腰背疼痛。
包括棘突间动态稳定装置和椎弓根间动态稳定装置。
椎弓根PDS在最近十年受到了大量脊柱外科医生和研究者的欢迎。
椎弓根PDS设备具备一个优点:它的植入过程与脊柱融合术相同,只是把刚性金属棒换为具有弹性的结构。
这使得椎弓根PDS 在临床上应用得相当广泛。
PDS 的生物力学原理如下:1)限制节段运动,2)改善节间压力负荷的传导及分配。
而PDS现阶段主要面对的问题是1)疲劳损坏,2)椎弓根间距离的偏移。
中国组织工程研究与临床康复 第12卷 第52期 2008–12–23出版Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research December 23, 2008 Vol.12, No.521Department of Orthopedics, Third People’s Hospital of Wuxi, Wuxi 214041, Jiangsu Province, China; 2Department ofOrthopedics, Hospital of Nantong University, Nantong 226001, Jiangsu Province, China; 3Shanghai University, Shanghai 201800, ChinaWang Xue-song ★, Master, Attending physician, Department of Orthopedics, Third People’s Hospital of Wuxi, Wuxi 214041, Jiangsu Province, China victorwxs@gmail. comCorrespondence to: Zhang Feng, Doctor, Chief physician, Professor, Department ofOrthopedics, Hospital of Nantong University, Nantong 226001, Jiangsu Province, Chinazhf101@Received:2008-10-16 Accepted:2008-12-02腰椎新型动态固定系统腰椎后路固定融合的生物力学性能★王雪松1,张 烽2,陈向东2,赵 剑2,朱鸣镝2,王以进3Biomechanics of a dynamic fixation for posterior lumber interbody fusionWang Xue-song 1, Zhang Feng 2, Chen Xiang-dong 2, Zhao Jian 2, Zhu Ming-di 2, Wang Yi-jin 3AbstractBACKGROUND: During spinal fusion and fixation, the screw-rod system for posterior fixation may accelerate degeneration of the adjacent segments due to stress changes and abnormal activities of adjacent vertebral body, intervertebral disk, and intervertebral joint.OBJECTIVE: To evaluate initial biomechanic of the lumber intervertebral segmental stiffness after posterior lumber interbody fusion (PLIF) with dynamic fixation and compare with conventional rigid fixation.DESIGN, TIME AND SETTING: Control experiment was performed at the Institute of Biomechanics, Shanghai University from November to December 2007.MATERIALS: Ten spinal specimens of fresh calf (T 12-S 5).METHODS: The specimens were used to simulate human physiological movements including axial compression, flexion, extension and lateral bending as well as torsion. Because the maximum load was less than 125 N, the specimens could be used repeatedly. The specimens were divided into four groups (n =10). Firstly, the specimens were exposed to physiological test, followed byspondylolisthesis, and fixation with PLIF plus monosegmental rigid fixation or plus monosegmental dynamic fixation. No specimen damage or instrument breakage occurred during the entire process.MAIN OUTCOME MEASURES: Under physiological load (125 N), the horizontal shearing rigidity, axial rigidity and torsional strength under physiological condition, spondylolisthesis, conventional rigid fixation and PLIF dynamic fixation were determined. RESULTS: Following PLIF by two systems, the stability was significantly better than spondylolisthesis, reached or exceededphysiological condition. The influence of conventional rigid fixation such as stress and displacement on adjacent segments was more significant than physiological condition (P < 0.05), but the influence of PLIF dynamic fixation was similar to physiological condition (P > 0.05).CONCLUSION: After PLIF with the dynamic fixation, the stability is extremely approach to the intact group, which could meet the clinical requirements. Compared with the conventional rigid fixation system, the dynamic fixation system reduces strain and stress exposed to adjacent vertebral body, intervertebral disk, and intervertebral joint, and its biomechanical indexes are similar to intact condition, which may prevent or delay adjacent segment degeneration.Wang XS, Zhang F, Chen XD, Zhao J, Zhu MD, Wang YJ. Biomechanics of a dynamic fixation for posterior lumber interbody fusion. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(52): 10215-10218(China) [ ]摘要背景:脊柱融合固定过程中,用于后路固定的钉棒系统由于造成相邻椎体、椎间盘及椎间关节的应力改变以及反常活动,会导致固定融合后相邻节段的退行性变加速。
目的:在腰椎后路固定融合过程中采用新型动态固定系统,验证动态固定系统在固定术后的即刻生物力学性能,并与传统固定系统相比较。
设计、时间及地点:对照实验,于2007-11/12在上海大学生物力学研究所完成。
材料:10具新鲜小牛T 12~S 5脊柱标本。
方法:模拟人体生理运动情况,即轴向压缩、前屈、后伸、侧屈状态,并加上扭转状态测试。
实验属稳定性实验,最大加载不超过125 N 的生理载荷,无破坏性影响,故标本可重复使用。
依实验进程标本分为4组,每组10具标本。
先对每具标本进行生理状态测试,然后制成L 5~S 1滑脱腰椎失稳实验模型进行测试,之后行后路椎间融合椎弓根钉棒固定,分别采用传统钉棒和动态固定系统建立腰椎后路固定融合模型进行测试。
实验过程中未出现标本破坏及内固定器械断裂失效等情况。
主要观察指标:生理载荷125 N 时,生理状态、滑脱状态、传统钉棒固定及动态钉棒固定状态下腰椎的水平剪切刚度、轴向刚度及扭转强度。
结果:采用两种固定系统行后路固定椎间融合后,系统的稳定性均明显超过滑脱状态,达到或超过生理状态。
对于临近(上位)节段的应变、位移等影响,传统钉棒系统明显超过生理状态(P < 0.05),而动态固定系统接近生理状态(P > 0.05)。
结论:采用腰椎动态固定系统行后路椎间固定融合后,其稳定性达到或超过正常生理状态,能够满足对临床固定手术后即刻稳定性的要求。
与传统静态钉棒固定系统相比较,动态固定系统相邻椎体、椎间盘、椎间关节所承受的应力应变均明显降低,各项生物力学性能上均接近正常腰椎生理状态,不易产生邻近节段的退行性变,具有较大的优势。
关键词:腰椎;椎间融合术;动态固定;内固定;生物力学王雪松,张烽,陈向东,赵剑,朱鸣镝,王以进.腰椎新型动态固定系统腰椎后路固定融合的生物力学性能[J]. 中国组织工程研究与临床康复,2008,12(52):10215-10218 [ ]基础医学王雪松,等.腰椎新型动态固定系统腰椎后路固定融合的生物力学性能www.CRTER .org>>本文导读<<0 引言随着生物力学研究及内固定技术的迅猛发展,腰椎融合手术成功率和融合率明显提高,近年来,腰椎融合固定后相邻节段的退行性变加速己成为一个突出的问题,陆续有国外学者报道脊柱融合可造成邻近节段的退行性变或加剧已存在的脊柱退行性变。