新型短節(jié)段腰椎滑脫復位固定器的設計和生物力學測試.pdf

1、腰椎滑脫是臨床常見病、多發(fā)病，其國人發(fā)病率為5～6％，某些特殊人群如運動員則高達20％，是頑固性腰痛的主要原因之一。有關腰椎滑脫的病因和治療一直倍受爭論，但其中癥狀嚴重、保守治療無效者需手術治療。有效內固定基礎上的植骨融合是目前常用的方法?，F(xiàn)在多數(shù)學者選擇“復位—椎弓根系統(tǒng)內固定+后路椎間植骨或椎間融合器融合”的方法。本研究旨在介紹和評價一種治療腰椎滑脫的新型內固定器(NRF器械)，共分為兩個部分。 第一部分：新型短節(jié)段腰椎滑脫

2、復位器的設計 1.現(xiàn)有器械的設計原理：以RF-Ⅱ器械為主和CF-Ⅰ器械為輔分析治療腰椎滑脫內固定器械的設計原理和結構特點(RF-Ⅱ器械為治療腰椎滑脫內固定器械中的經典器械，而CF-Ⅰ器械為最近推出的器械)。 (1)RF-Ⅱ器械以相鄰的下位椎體固定螺釘為杠桿支點，利用角度棒在固定后對脫位椎體的提吊，可以在恢復腰椎生理曲線同時產生滑脫椎體復位“矯正過度”作用，對滑脫椎體進行提拉復位。RF-Ⅱ器械具有很多優(yōu)點： ①結構

3、簡單：RF-Ⅱ器械設計出來后，是一種經典的治療腰椎滑脫的短節(jié)段經椎弓根內固定器械，在設計原理上符合腰椎滑脫的生物力學特性，與當時的其它器械相比具有相當大的優(yōu)勢，結構簡單，操作得到簡化，節(jié)省了手術時間； ②固定牢靠：RF-Ⅱ器械固定后整體結構牢靠，RF-Ⅱ器械價格較經濟，適合國情； ③復位充分：RF-Ⅱ器械在固定后對腰椎滑脫的復位效果是其突出的特點，這是目前很多新型器械都無法達到的效果。角度螺釘在固定后因“釘杠角”對滑脫椎

4、體產生“矯正過度”作用，可以在恢復腰椎生理曲度的同時，更好地復位滑脫椎體。 (2)RF-Ⅱ在廣泛應用十多年后也逐漸暴露出一些不足： ①整體結構仍偏復雜，水平操作，側方鎖緊，操作繁瑣，手術時間長； ②撐開結構的機械撐開力量強大，在手術操作過程中不容易掌握，容易導致神經牽拉損傷、椎弓根爆裂等并發(fā)癥；③整體結構粗大，不利椎體間植骨和椎間植骨融合器(BAK)或鈦鋼螺紋融合器(TFC)的應用操作； ④角度螺釘?shù)膽?/p>

5、集中，導致術后容易斷釘。 CF-Ⅰ內固定器在設計、結構上可以看作是RF-Ⅱ內固定器的一種簡化，主要在兩個方面：CF-Ⅰ內固定器取消了自身撐開和壓縮功能，由輔助器械完成撐開和壓縮，從而使RF-Ⅱ的水平橫向操作轉變?yōu)榇怪笨v向操作；角度釘?shù)浇嵌冗B接棒的轉變，喪失了RF-Ⅱ器械十分重要的“矯正過度”作用，使其復位效果一般，和GSS、HOIST等器械相似，復位作用并不強。CF-Ⅰ、GSS、HOIST等治療腰椎滑脫的短節(jié)段內固定器械并沒有達

6、到復位目的，不能取代RF-Ⅱ。 因此設計一種新型短節(jié)段腰椎滑脫復位器，能達到RF-Ⅱ的復位效果，結構比RF-Ⅱ簡單，安裝更方便、快捷，有利于椎體間植骨和椎間融合器(BAK)或鈦鋼螺紋融合器(TFC)的應用，可以加橫向連接裝置，適用于腰椎Ⅰ度到Ⅱ度滑脫。 2.新型短節(jié)段腰椎滑脫復位器(NRF器械)的設計原理和特點 (1)NRF器械設計原理與特點： 結構和組成：不銹鋼材料，主要部件包括：開口提拉螺釘、支撐螺釘

7、、撐開壓縮輔助器、角度連接棒。 (2)NRF器械與RF-Ⅱ內固定器、CF-Ⅰ內固定器相比具有很多特點和優(yōu)點： ①NRF內固定器角度連接棒取代角度釘，且成角偏向RF-Ⅱ內固定器的角度固定釘側，保留RF-Ⅱ器械的“矯正過度”作用； ②NRF內固定器無自身撐開和壓縮功能，與CF-Ⅰ內固定器類似，撐開和壓縮由輔助器械完成，這樣NRF內固定器與RF-Ⅱ內固定器相比在整體結構得以簡化； ③NRF內固定器的操作步驟與R

8、F-Ⅱ內固定器與CF-Ⅰ內固定器完全不同，本實驗將在下文介紹具體步驟。在操作步驟上，NRF內固定器保留CF-Ⅰ內固定器垂直操作的優(yōu)點，比RF-Ⅱ器械水平操作更為方便； ④NRF內固定器與CF-Ⅰ內固定器一樣有橫向連接裝置，增加了器械結構的穩(wěn)定性； ⑤NRF內固定器與CF-Ⅰ內固定器一樣，便于椎體間植骨和椎間融合器(BAK)或鈦鋼螺紋融合器(TFC)的應用操作。 (3)NRF內固定器安裝方法：基于椎弓根操作常規(guī)，但

9、與現(xiàn)有器械不同：現(xiàn)有器械都是先充分地固定支撐螺釘和角度棒，然后在此撐開、提吊提拉螺釘?shù)幕A上提拉滑脫椎體復位；NRF器械是先撐開開口提拉螺釘后充分地固定提拉螺釘，然后在支撐螺釘上固定角度棒，利用角度棒的“矯正過度”作用提吊提拉螺釘和滑脫椎體。這種操作步驟在提拉釘提拉時提拉距離最長，提拉釘在椎體內對釘?shù)赖膽ψ畲?，最容易出現(xiàn)提拉釘破壞釘?shù)?，導致提拉釘松動或被拔出、椎弓根爆裂、神經根損傷等并發(fā)癥。同時在提拉復位操作時，依據(jù)杠桿原理因力臂最長

10、，對固定螺釘?shù)膹垜ψ畲?，容易導致固定螺釘對椎體骨道的破壞，這也是臨床上常見并發(fā)癥的原因。 結論：NRF器械的設計合理，遵循了簡便、實效的原則。 第二部分：生物力學測試：滑脫腰椎節(jié)段穩(wěn)定性測試 目的：測試器械對滑脫節(jié)段的固定作用。 方法：14具脊柱標本(L2～S2)隨機分為兩組，每組7個標本。一組采用仿CF-Ⅰ固定器固定，稱為CF組，另一組采用NRF器械固定，稱為NRF組。進行非破壞性的脊柱三維運動穩(wěn)定性

11、測試。分別測量每一標本在正常、損傷和固定狀態(tài)下的最大活動度。 狀態(tài)A為完整腰椎標本，為正常狀態(tài)組。 狀態(tài)B為L4/5腰椎滑脫模型，為損傷狀態(tài)組。模型制作方法：首先切斷L3/4、L4/5棘上韌帶、棘間韌帶及黃韌帶；然后離斷雙側L4椎體峽部，離解L4、L5小關節(jié)囊；再將L4椎體后弓完整游離取出；最后于L4/5椎間隙處切斷后縱韌帶，并摘除L4/5椎間隙髓核。 狀態(tài)C為L4/5腰椎滑脫用內固定器固定，為固定組。

12、結果：①每個標本的滑脫狀態(tài)B的活動范圍明顯較正常狀態(tài)A大，即穩(wěn)定性差；經仿CF-Ⅰ器械或NRF固定器固定后的狀態(tài)C活動范圍(度)明顯較完整狀態(tài)A小，即穩(wěn)定性好。但仿CF-Ⅰ器械固定的CF組和NRF器械固定的NRF組的差別沒有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，表明兩器械對滑脫腰椎穩(wěn)定性的影響無明顯差異。而狀態(tài)B的活動范圍明顯大于其他組(P＜0.05)； 結論：脊柱標本經NRF器械固定后，活動范圍明顯減小，顯示了良好的穩(wěn)定性，提示該器械能