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《郑州大学》 2004年
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新型与常规骶骨螺钉的生物力学对比性研究

郭润栋  
【摘要】:腰骶椎滑脱是骨科常见的疾病,而后路经椎弓根短器械内固定技术因其提供脊柱前,中,后三柱的固定,具有三维空间矫正作用并可获得多平面的稳定,所以是目前治疗腰椎滑脱的有效方法。但由于骶椎的特殊解剖结构,其椎弓根不典型,富含松质骨,腰骶部活动度大,因此常规骶骨经椎弓根螺钉植入的稳固性较差,骶骨对螺钉的拔持力不够,术后假关节形成,螺钉松动或脱出等并发症发生率较高,尤其是骨质疏松的病人,其疗效更差。为解决这一问题,一些学者已对此进行了研究,他们通过增大螺钉直径、增加螺钉长度、改进螺钉材料、改变螺钉植入方法以及骨水泥应用等措施,虽然取得了一定成效,但仍未获得理想效果。内固定的早期并发症主要取决于内固定的设计以及生物力学性能,为此我们通过对骶骨标本的解剖结构观察测量并结合CT影像及三维重建测量数据,以及螺钉的生物力学稳定性进行研究并结合前人的研究成果,自行设计了新型骶骨内固定器系统。该系统能提供一个短力臂,可以有效抵抗弯曲并保护骶椎经椎弓根螺钉的安全性,不但可以纠正滑脱畸形,而且还可以提供术后即可稳定性,提高植骨融和率,减少术后并发症,并通过生物力学测试进一步论证新型骶骨经椎弓根内固定器的生物力学性能,目前有关此方面的研究国内文献鲜见报道。 目的:比较自行研制的新型骶骨内固定器之骶骨螺钉和常规螺钉在不同生理运动状态和不同载荷条件下的生物力学稳定性,为新型骶骨内固定器日后的临床推广应用提供生物力学依据。 材料和方法:取10具正常成人10%福尔马林液浸泡固定的骨盆标本,新型骶骨内固定器的骶骨螺钉主钉直径为8mm,长度为45mm,交锁辅助螺钉直径为3mm,长度为25mm。随机选择骶骨标本的一侧放置新型骶骨内固定器经骶骨椎弓根螺钉,另一侧放置与新型骶骨内固定器之骶骨螺钉主钉同样形状和规格的常规骶骨螺钉,所有标本均在WE—5A万能试验机上进行:①正常标本在生物力学模型上4种不同生理运动工况下载荷的生物力学测试,②摆动试验,③轴向拔出试验。 郑州大学2004年硕士论文 新型和常规骸骨螺钉生物力学的对比性研究 比较各个工况数据的差异。 结果: 1.采用新型骸椎螺钉固定椎体的强度与正常标本相比相差4%一5%,达到并超过 正常标本水平,差异无显著性(尸0.05)。而采用常规螺钉固定则相差13一14%, 差异有显著性(P0.05)。新型螺钉腰骼部的轴向刚度与正常标本相差5% (尸 .05))。而常规螺钉则相差12%(尸0.05)。证明前者的强度、刚度优于 后者,占有较大的优势。其腰能部的应变、位移变化规律相似。 2.骸椎螺钉的固定扭转力学性能新型能椎螺钉与常规螺钉相比,其扭矩平均高 16%、刚度高39%,差异有显著性(P0.05)。 3.螺钉拔出试验结果表明,采用新型能椎螺钉拔出力达到960N,比常规螺钉 680N高29%,差异有显著性(P0.05)。摆动试验同样表明承受摆动力矩前者 高于后者25%伊0.05)。两者拔出时的应变能分别是13.2焦耳和8.16焦耳, 两者相差31%伊袱0.05)。以上结果均显示新型骸椎螺钉固定坚强,不易松动, 其稳定性明显优于常规螺钉。 结论: 1.新型骸椎螺钉内固定组在4种不同生理运动工况下的强度、刚度及载荷一应变 /位移曲线上明显优于对照组,该系统具有良好的生物稳定性。 2.新型骸骨内固定之能椎螺钉抗拔出力、摆动力矩、均较对比能骨常规螺钉明显 增加,可产生良好的即刻稳定性。 3.新型骸骨内固定系统结构简洁有力、操作方便、安全、固定效果优良,是治疗 腰骸椎滑脱的理想器械。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R687.1

【参考文献】
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