新型動態(tài)內(nèi)固定的設計與生物力學測試.pdf

1、目的:設計一種可微創(chuàng)置入的新型動態(tài)腰椎內(nèi)固定器，通過生物力學實驗評價新型腰椎動態(tài)內(nèi)固定器的生物力學特性，探求此動態(tài)內(nèi)固定器較理想的活動范圍，為該固定器設計提供依據(jù)。
　　 方法:將新鮮的豬骨腰椎標本經(jīng)保鮮膜包裹后放于-20℃的環(huán)境中保存，在該環(huán)境下保存的新鮮標本，對骨與韌帶無明顯影響，其生物力學特性無明顯改變，當試驗時，需提前將標本取出放于室溫下解凍12-18小時，然后仔細對椎體周圍的肌肉、脂肪和結(jié)締組織進行清除，保留椎體間的韌

2、帶組織，然后用UHMWPE材料（聚甲基丙烯酸甲脂-自凝型，上海齒科材料廠）對腰2和腰5椎體進行包埋，對腰3、腰4及腰3/4椎間盤進行處理，制作成實驗標本。每個標本按實驗順序分為完整組（A組）、損傷不穩(wěn)組（B組）、堅強固定組（C組）、新型腰椎動態(tài)內(nèi)固定Ⅰ型組(D組)（釘身活動度為2°）、新型腰椎動態(tài)內(nèi)固定Ⅱ型組（E組）（釘身活動度為5°）共5組即5種狀態(tài)。將每個標本的每種狀態(tài)放在脊柱三維運動試驗機上進行6個方向運動的測試，每次對脊柱標本施

3、加8Nm的作用力，6個方向運動為前屈、后伸，左右側(cè)彎，左右旋轉(zhuǎn)運動。由電渦流傳感器對整個過程進行監(jiān)測，得出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理軟件進行分析后得出脊柱的活動范圍，即腰3和腰4之間的活動范圍(rangeofmotion，ROM)，從而對內(nèi)固定器械的穩(wěn)定性及活動度進行評價。剛度的測試，將實驗后的標本分為完整標本、剛性固定、新型動態(tài)內(nèi)固定Ⅰ，新型動態(tài)內(nèi)固定Ⅱ在電子萬能試驗機WDW3100試驗機上進行壓縮試驗，計算其剛度。
　　 結(jié)果:(1)

4、脊柱三維運動測試:①損傷失穩(wěn)模型(B)與完整標本狀態(tài)(A)比較，腰3/4節(jié)段前屈、后伸、左/右側(cè)彎，左右旋轉(zhuǎn)等三維運動范圍(ROM)明顯增大，三維運動穩(wěn)定性顯著減小，活動度明顯增大(P＜0.05)。②損傷失穩(wěn)模型(B)經(jīng)堅強固定系統(tǒng)(C)固定后，腰3/4節(jié)段ROM較完整標本狀態(tài)(A)明顯減小，三維運動穩(wěn)定性顯著加強（P＜0.05）。③經(jīng)新型動態(tài)內(nèi)固定器Ⅰ型(D）、新型動態(tài)內(nèi)固定器Ⅱ型(E)二種狀態(tài)固定后，腰3/4節(jié)段均獲得了較為滿意的R

5、OM，與損傷失穩(wěn)模型(B)相比三維運動穩(wěn)定性明顯增加，活動范圍明顯減少（P＜0.05）。④新型動態(tài)內(nèi)固定器Ⅰ型(D)、新型動態(tài)內(nèi)固定器Ⅱ型(E)對腰3/4節(jié)段ROM的限制作用明顯小于堅強固定系統(tǒng)(C)，表明新型動態(tài)內(nèi)固定(D、E)在穩(wěn)定固定節(jié)段的基礎上仍然保留了一定程度的節(jié)段ROM(P＜0.05)。⑤二種狀態(tài)的動態(tài)固定(D、E)之間互相比較，在保持腰3/4節(jié)段三維運動穩(wěn)定的基礎上，新型動態(tài)內(nèi)固定器Ⅱ型(E)較新型動態(tài)內(nèi)固定器Ⅰ型(D)保

6、留了更大程度的前屈ROM(P＜0.05)，其在后伸、左/右側(cè)彎，左/右旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性上差異無明顯統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。(2)壓縮剛度測定:由于壓縮剛度測試是破壞性實驗，基于本次標本數(shù)量有限，未達到統(tǒng)計要求的標準，只進行完整標本、堅強固定、動態(tài)固定Ⅰ，動態(tài)固定Ⅱ的壓縮測試。新型動態(tài)固定Ⅰ、新型動態(tài)固定Ⅱ組及堅強固定的剛度均大于完整標本。新型動態(tài)固定Ⅰ與新型動態(tài)固定Ⅱ相比，動態(tài)固定Ⅰ的剛度大于動態(tài)固定Ⅱ，堅強固定與動態(tài)固定都能提供大于完