三種椎弓根螺釘采用角棒與圓棒的抗旋轉(zhuǎn)能力的生物力學(xué)比較研究.pdf

1、背景：
　　 自從1959年Boucher率先使用椎弓根螺釘以來(lái)，堅(jiān)強(qiáng)的固定、良好的矯形效果及較低并發(fā)癥，使得椎弓根釘棒內(nèi)固定技術(shù)廣泛應(yīng)用脊柱退行性疾病、創(chuàng)傷、腫瘤及脊柱畸形矯形，并逐漸成為目前脊柱內(nèi)固定的金標(biāo)準(zhǔn)。但受骨密度、局部解剖和生物力學(xué)等諸多因素的影響，臨床上出現(xiàn)拔釘、斷釘現(xiàn)象仍不少見，故圍繞如何減少斷釘、提高椎弓根螺釘?shù)墓潭◤?qiáng)度和穩(wěn)定性的技術(shù)在生物力學(xué)領(lǐng)域得到不斷地開展，包括螺釘長(zhǎng)度和直徑、置釘方向、螺紋設(shè)計(jì)、膨脹螺釘

2、、螺釘-骨界面改善、填充條狀骨、可吸收聚合物或骨水泥增強(qiáng)及橫連的使用等。
　　 隨著椎弓根釘棒內(nèi)固定技術(shù)在脊柱側(cè)彎中使用，椎弓根螺釘固有的三柱矯正力和良好的三維矯正效果，使其在脊柱側(cè)彎矯形中得到日益推廣，同時(shí)賦予椎弓根釘棒內(nèi)固定另一個(gè)嶄新的課題－去旋轉(zhuǎn)矯形。雖然目前臨床上通過(guò)去旋轉(zhuǎn)技術(shù)的改進(jìn)，使得脊柱側(cè)彎的去旋轉(zhuǎn)矯正率得到較大幅度提高，但臨床上存在釘棒去旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，圓棒與釘槽阻力不夠產(chǎn)生滑動(dòng)，導(dǎo)致去旋轉(zhuǎn)矯形效果下降；同時(shí)臨床隨訪

3、發(fā)現(xiàn)釘棒矯形存在旋轉(zhuǎn)矯形丟失的現(xiàn)象。故如何通過(guò)釘棒系統(tǒng)獲得更好的脊柱側(cè)彎去旋轉(zhuǎn)矯形具有重要的臨床意義。但目前關(guān)于釘棒內(nèi)固定旋轉(zhuǎn)性能的相關(guān)生物力學(xué)研究目前還鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)作者采用目前國(guó)內(nèi)常用的三種脊柱釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)及角棒進(jìn)行了此方面內(nèi)容的研究。
　　 目的：
　　 (1)測(cè)量目前國(guó)內(nèi)常用的三種椎弓根釘棒系統(tǒng)：Legacy、USSⅡ、RF系統(tǒng)的抗旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)扭矩，并比較三種系統(tǒng)的抗旋轉(zhuǎn)性能差異；
　　 (2)測(cè)量角棒分

4、別與Legacy、USS Ⅱ、RF系統(tǒng)椎弓根螺釘?shù)目剐D(zhuǎn)滑動(dòng)扭矩，評(píng)估角棒與圓棒的抗旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)性能的差異。
　　 (3)分析Legacy、USS Ⅱ、RF三種釘棒系統(tǒng)椎弓根螺釘對(duì)圓棒及角棒的抗旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)扭矩影響。
　　 材料和方法：
　　 將Legacy、USS Ⅱ、RF椎弓根螺釘分別與圓棒或角棒組合，分為六個(gè)實(shí)驗(yàn)組：(1)Legacy螺釘和Legacy圓棒；(2)Legacy螺釘和角棒；(3)USS Ⅱ螺釘和USS

5、Ⅱ圓棒；(4)、USSⅡ螺釘和角棒；(5)RF螺釘與康輝圓棒；(6)RF螺釘和角棒。每組7例，分別以固定的扭矩標(biāo)準(zhǔn)鎖緊單枚椎弓根螺釘與圓棒或角棒，然后將釘棒固定于MTS材料試驗(yàn)機(jī)上，施加旋轉(zhuǎn)扭矩直至釘與棒間產(chǎn)生滑動(dòng)。測(cè)量旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的最大扭矩。采用2x3多因素方差分析不同棒體與螺釘對(duì)旋轉(zhuǎn)扭矩的影響，同時(shí)組間利用LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行比較。
　　 結(jié)果：
　　 Legacy螺釘配圓棒和角棒的最大扭矩分別為12.3±1.9N.m和

6、16.9±2.1N.m；USS Ⅱ系統(tǒng)螺釘配圓棒和角棒的最大扭矩分別為3.9±0.8N.m和4.6±0.7N.m；RF系統(tǒng)螺釘配圓棒和角棒的最大扭矩分別為6.7±0.4N.m和17.6±0.7N.m。角棒的抗旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)扭矩高于圓棒[F=70.2，p＜0.001]。與圓棒相比，角棒能顯著提高Legacy螺釘或RF螺釘?shù)目剐D(zhuǎn)能力(p＜0.01)，但對(duì)增大USSⅡ螺釘?shù)目剐D(zhuǎn)滑動(dòng)扭矩作用不顯著(p=0.24)；三種椎弓根螺釘對(duì)釘棒系統(tǒng)的抗旋轉(zhuǎn)

7、性能的影響也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[F=95.2，p＜0.001]，其中Legacy螺釘最大、RF螺釘次之、USS Ⅱ螺釘最??；同時(shí)釘棒間的相互作用對(duì)釘棒系統(tǒng)的抗旋轉(zhuǎn)性能也起重要作用，表明合適的螺釘和棒體設(shè)計(jì)結(jié)合可獲得更好的抗旋轉(zhuǎn)性能。
　　 結(jié)論：
　　 角棒較圓棒具有更好的抗旋轉(zhuǎn)性能，尤其是能顯著提高Legacy和RF釘棒系統(tǒng)的抗旋轉(zhuǎn)能力；抗旋轉(zhuǎn)性能方面，Legacy釘棒系統(tǒng)＞RF釘棒系統(tǒng)＞USS Ⅱ釘棒系統(tǒng)。合適的椎弓根螺