胸腰椎骨折前路兩種固定方式的比較.pdf

1、目的：1、通過動物模型行胸腰椎爆裂骨折（TLBF)前路術，術中只結扎傷椎節(jié)段血管、傷椎椎體次全切后鈦網支撐植骨，并比較釘板系統(tǒng)和釘棒系統(tǒng)兩種不同內固定方式固定后，推注亞甲基藍于固定椎節(jié)段性動脈血管內，比較其充盈量的差異，從而比較兩種內固定方式對固定椎節(jié)段血管充盈的影響；2、通過模擬TLBF前路手術，椎體次全切除、鈦網植骨支撐，分別進行前路釘棒系統(tǒng)與釘板系統(tǒng)內固定，應用生物力學測試機檢測術后胸腰椎的剛度及穩(wěn)定性，記錄數據，并作比較和統(tǒng)計學

2、分析，了解其生物力學性能及變化規(guī)律，為 TLBF前路術中為保護椎體和脊髓的血供及選擇合理內固定提供理論依據。
　　方法：
　　第一部分：采用飼養(yǎng)12~14個月，體重約130 kg的豬胸腰段脊柱標本（T10~L4）作模型，共12具。實驗前所有胸腰椎標本均行正、側位X光照片和CT三維掃描,排除先天畸形或者骨折脫位及骨病后，制成12個T14~L2功能單位(FSU)作為實驗對象，雙側節(jié)段性血管均在距腹主動脈主干1cm處離斷，T14節(jié)

3、段雙側肋骨（約3cm）、前縱韌帶、椎間盤及后方上下關節(jié)突關節(jié)囊、棘上韌帶、腰椎L1、L2橫突的完整。將標本隨機分為2組，每組6具新鮮豬胸腰段(T14~L2)標本。第一組為A組，第二組為 B組，A組為經前路 L1椎體次全切除鈦網支撐植骨Z-plate釘板系統(tǒng)內固定組；B組為經前路L1椎體次全切鈦網支撐植骨雙棒系統(tǒng)內固定組。實驗統(tǒng)一選擇椎體左側為術側，兩組術中均只結扎傷椎（L1）椎體表面節(jié)段性血管，保留固定椎節(jié)段血管并仔細加以保護。置釘入釘

4、點根據Cloutier及Lehman推薦的方式，胸椎為在椎體后壁前4.5mm,上椎體上終板之下4.5mm，下椎體下終板之上方4.5mm；腰椎在椎體后壁前8mm,上椎體上終板之下8mm，下椎體下終板之上方8mm，鉆入后微向前傾10度，并穿透對側皮質。全部標本置釘均由作者本人操作，術前分別自T14～L2雙側節(jié)段性動脈起始處注入罌粟堿注射液和含肝素鈉20IU/ml的0.9％生理鹽水，確保血管通暢不痙攣。之后立即通過注射泵勻速向 T14～L2節(jié)

5、段性動脈起始處以約0.2ml/s的速度注入亞甲藍溶液，至亞甲藍溶液溢出節(jié)段性動脈遠心端即停止并記錄每次亞甲藍灌注量。隨后行前路L1椎體次全切減壓植骨內固定，內固定術后再次向T14～L2雙側節(jié)段性動脈注入含肝素鈉20IU/ml的0.9%生理鹽水，確保血管通暢。隨即同樣由T14～L2節(jié)段性動脈起始處以約0.2ml/s的速度注入亞甲藍溶液，至亞甲藍溶液溢出節(jié)段性動脈遠心端即停止并記錄每次亞甲藍灌注量。且同一平面術側與對側數據作為配對樣本處理，

6、A、B組術側數據則作為兩獨立樣本處理。所測得數據用SPSS14.0統(tǒng)計軟件進行正態(tài)分布分析、單因素方差分析和t-檢驗,設定p<0.05認為有統(tǒng)計學意義。
　　第二部分：動物模型的選取和和檢查篩選等處理同第一部分，然后將胸腰椎標本的T14～L2椎體用牙科骨水泥分別包埋，保持標本的中立位及包埋物上下表面的平行以保證加載負荷的力線和加載負荷的均勻性。測試前將每個標本置入4個球形標志物(Marker)以跟蹤標本運動軌跡，實驗中利用KG-1

7、01高精度光柵數顯儀和Cortex軟件來記錄標本的運動軌跡進而測出各載荷下標本的位移。測試時首先將兩組完整標本置于萬能力學實驗機上分別施加5.0Nm及7.0Nm載荷，測試其在前屈(FL)、后伸(EX)、左側彎(LB)、右側彎(RB)4個方向的位移；在力學扭轉儀器上對標本依次施1、2、3、4、5Nm的左、右旋轉力矩，測試其左右旋轉位移變化。其次對兩組標本進行前路L1減壓鈦籠支撐植骨后分別行釘棒和釘板系統(tǒng)內固定后，再次重復上述測試流程，測得

8、兩組標本內固定術后各種載荷下的位移。在軸向載荷試驗中分別予以兩組術后標本100、300、500、700、900N載荷，測定其載荷位移變化。最后在3.0Nm純力偶矩下做前后屈伸5000次的疲勞試驗后，在5.0Nm載荷下重復進行上述六個運動方向的載荷試驗，并在記錄各次的載荷位移后進行統(tǒng)計學比較。實驗中在每次測量前，均進行3次加載、卸載的預處埋，對標本予調校，以使標本粘彈性滯后和蠕變效應降至最小。每次加載、卸載后待復位后，使標本松弛10分鐘后

9、再進行下次加載、卸載、復位操作，每次實驗測定三次取平均值。在實驗過程中不斷用生理鹽水濕潤標本，以減少實驗對標本造成的組織變性，使結果更可靠，更具可比性。所測得數據用SPSS14.0統(tǒng)計軟件下進行數據正態(tài)分布分析和t-檢驗，對單因素進行方差分析，設定p<0.05為差異顯著性水準。
　　結果：
　　第一部分：（1）術前 A、B組分別行 T14、L2節(jié)段組內雙側比較，亞甲藍平均灌注量無顯著差異（p>0.05），無統(tǒng)計學意義；（2）

10、內固定術后 A、B兩組分別行 T14、L2節(jié)段組內雙側比較：術側亞甲藍灌注量均比對側少，而且差異顯著，有統(tǒng)計學意義（p<0.05），說明A、B兩組行內固定術后對置釘椎體的節(jié)段血管充盈度均有影響；（3）術后A組與B組T14節(jié)段術側比較：A組亞甲藍灌注量均明顯比B組少，差異有顯著性（p<0.05），有統(tǒng)計學意義；說明A組內固定對T14椎體的節(jié)段血管充盈度影響大于B組；（4）術后A組與B組L2節(jié)段術側比較：A組亞甲藍灌注量均明顯比 B組少，差

11、異有顯著性（p<0.05），有統(tǒng)計學意義，說明A組內固定對L2椎體的節(jié)段血管充盈度影響大于B組；
　　第二部分：（1）標本在完整狀態(tài)下，對脊柱標本 T14~L2節(jié)段施加載荷為5.0Nm純力偶矩,測試釘兩組標本在前屈、后伸、左側彎、右側彎及左、右旋轉六個方向上的位移，經比較兩組標本無顯著差異(p>0.05)；（2）行前路減壓鈦籠支撐植骨內固定術后，對兩組標本分別施加軸向載荷，隨著載荷的增加，兩組標本T14~L2之間的位移均增加，分別

12、取100、300、500、700、900牛頓的位移變化值相比較，以釘板系統(tǒng)增加更明顯，有統(tǒng)計學意義（p<0.05），說明釘棒系統(tǒng)在抗軸向載荷上優(yōu)于釘板系統(tǒng)；（3）分別給予兩組術后標本1、2、3、4、5Nm的左、右旋轉力矩，測定 T14~L2之間的扭轉角度，并進行統(tǒng)計學比較，釘棒系統(tǒng)的扭轉角度均小于釘板系統(tǒng)，有統(tǒng)計學意義（p<0.05），說明釘棒系統(tǒng)在抗左、右側旋轉上均優(yōu)于釘板系統(tǒng)；（4）分別給予兩組術后標本施加5Nm、7Nm的前屈、后伸

13、載荷，比較兩組標本上標志物的夾角變化，釘棒系統(tǒng)的變化小于釘板系統(tǒng)，有統(tǒng)計學意義（p<0.05），說明釘棒系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性；（5）分別給予兩組術后標本5Nm、7Nm的左、右側屈載荷，比較兩組標本上標志物的夾角變化，無統(tǒng)計學意義（p>0.05）；（6）在兩組術后標本疲勞實驗完后，再測試兩組標本在5.0Nm純力偶矩下前屈、后伸、左右側屈及左右旋轉等載荷下兩組標本的生物力學穩(wěn)定性。兩組術后標本分別與術前完整標本比較，無論A組或 B組，p<0.0

14、5，有統(tǒng)計學意義，即內固定術后穩(wěn)定性增強。在疲勞試驗后A、B兩組測試結果行統(tǒng)計學比較，p<0.05，說明釘棒系統(tǒng)疲勞試驗后仍較釘板系統(tǒng)穩(wěn)定。
　　結論：1、胸腰椎前路固定系統(tǒng)無論使用釘板還是釘棒系統(tǒng)均會導致對應椎體節(jié)段血管充盈度均有干擾，但兩種內固定器對椎體節(jié)段血管充盈度干擾程度有顯著性差異(p<0.05),兩種內固定器間無論在比較對T14節(jié)段血管的干擾還是比較對 L2節(jié)段血管的干擾，兩者間的干擾程度均有顯著性差異(p<0.05)

15、，其中釘棒系統(tǒng)對固定椎節(jié)段血管的干擾程度明顯小于釘板系統(tǒng)，其對節(jié)段血管的保護更確切。
　　2、兩種前路固定系統(tǒng)在軸向壓力、左右旋轉、以及前屈、后伸載荷下的位移比較中，釘棒系統(tǒng)位移均小于釘板系統(tǒng)，有統(tǒng)計學意義（p<0.05），說明兩種前路內固定系統(tǒng)中釘棒系統(tǒng)的生物力學穩(wěn)定性優(yōu)于釘板系統(tǒng)；在左、右側屈載荷下實驗，相同載荷下釘棒系統(tǒng)與釘板系統(tǒng)的位移無統(tǒng)計學意義（p>0.05），即在左右側彎運動上兩者無區(qū)別。疲勞試驗后再次進行上述實驗，數