新型可灌注骨水泥椎弓根螺钉的研制和生物力学研究

论文摘要

背景:椎弓根螺钉内固定系统因其贯穿三柱、固定坚强而成为当今临床使用最为广泛的脊柱后路内固定器械,用于治疗骨折、畸形矫正、肿瘤切除后重建、脊柱失稳,以及脊柱退行性病变等病症。老年性骨质疏松症患者脆弱的骨质使椎弓根螺钉固定能力下降。目前使用骨水泥强化椎弓根螺钉的方法能使螺钉固定能力增强,但骨水泥渗漏和螺钉取出困难是困扰此方法的两大难题。因此,关于椎弓根螺钉强化方法的研究一直是人们备受关注的课题。目的:设计一种新型可灌注骨水泥椎弓根螺钉（Novel Perfusional Pedicle Screw,NPPS）,配合骨水泥推杆和灌注筒的应用,采用新型骨水泥灌注方法,探讨在骨质疏松椎体内的安全性、实用性、生物力学稳定性,为临床治疗伴有骨质疏松的脊柱疾患提供一种具有良好稳定性的新型椎弓根螺钉。方法:选取平均年龄73岁的完整湿润脊柱标本(T11-L5)6具,共42个椎体,平均骨密度为0.696±O.14g/cm2。所有椎体任取一侧椎弓根置入可灌注骨水泥椎弓根螺钉后,使用骨水泥推杆和灌注筒在X光透视下通过可灌注骨水泥椎弓根螺钉向椎体内灌注团状初期骨水泥2ml,对侧椎弓根置入常规螺钉作为对照组,并通过X线观察骨水泥弥散情况。随机选取3个椎体,剖开椎体直视观察骨水泥分布情况。余39个椎体随机分成3组,每组13个,分别行最大轴向拔出力实验、最大旋出力矩实验、周期抗屈实验,并观察椎体破坏情况。另取10个新型螺钉和10个对照组螺钉行三点弯曲实验。结果:所有椎体中骨水泥均弥散在螺钉远端侧孔周围椎体内,没有观察到骨水泥的渗漏。可灌注骨水泥螺钉的最大轴向拔出力为760±178 N,对照组为355±87N（P<0.01）。可灌注骨水泥螺钉的最大旋出力矩为1.347±0.377 N·m,对照组为0.488±0.205 N·m（P<0.01）,椎体和钉道无破坏。可灌注骨水泥螺钉仅有四枚（4/13,占30.8%）螺钉松动,松动螺钉的平均载荷约为150±46N,未松动的螺钉中,松动位移平均仅为0.661±0.289mm,对照组中所有的螺钉在最大负荷介于50-200N时就开始松动（位移>2.0mm）,平均载荷为104±35N。可灌注骨水泥螺钉的平均极限弯曲载荷为3082±144N,对照组螺钉为3357±263N（P>0.05）。结论:新型设计的可灌注骨水泥椎弓根螺钉,结合骨水泥推杆和灌注筒的应用,操作简便,有效控制骨水泥的渗漏,明显增强椎弓根螺钉在骨质疏松椎体内的稳定性,且螺钉取出方便,椎体和钉道无破坏。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 引言
• 第一部分 新型可灌注骨水泥椎弓根螺钉的研制
• （一） 材料和方法
• （二） 结果
• （三） 讨论
• （四） 小结
• 参考文献
• 第二部分 新型可灌注骨水泥椎弓根螺钉在骨质疏松椎体中的生物力学研究
• （一） 材料和方法
• （二） 结果
• （三） 讨论
• （四） 小结
• 参考文献
• 结论
• 附录
• 综述:胸腰椎椎弓根螺钉内固定系统的设计进展
• 参考文献
• 英文缩略词表
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 详细摘要