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椎间隙与腰椎负荷分布的关系及椎间盘置换对椎间隙高度的影响

林飞跃  
【摘要】: 椎间隙狭窄后可改变经过腰椎的负荷分布,并被认为这是引发和/或加速关节突关节退变的原因之一。因此,对退行性椎间盘疾病的外科处理,有必要使用具有良好抗压性能的刚性内植物重建腰椎前柱高度。然而,随着时间的推移,部分刚性内植物植入椎间隙后有下沉现象,使椎间隙高度不能长期维持;另一方面,当椎间隙周围韧带及软组织挛缩严重时,或同时需处理多个间隙时,术中椎间隙的撑开程度可能难以达到预期要求。虽然对椎间盘和关节突关节的生物力学功能有了相当了解,但椎间隙高度下降到何种程度后,分布于腰椎前后部的压力负荷才发生明显变化,目前未见报道。为此,我们通过调节L4/5椎间隙高度来直接测量经过该节段椎间隙和关节突关节的压力负荷状态,确定了腰椎前后部应力分布出现显著性变化时椎间隙高度下降的临界值,为明确手术恢复和维持椎间隙高度的重要性和对重建脊柱时的术式选择及术后疗效预测提供指导。 虽然椎体间融合能够稳定腰椎前柱而缓解下腰痛症状,但该方法本身却是非生理性的,有可能改变相邻节段的应力分布而引发新的退变和症状再现。理论上人工椎间盘可在恢复腰椎解剖结构的同时重建椎间盘本身的力学功能。目前,临床上应用最广泛的是SB Charite型人工椎间盘假体,且早期临床研究结果显示了其良好的临床应用前景。但该型椎间盘假体能否同时重建椎间盘的解剖和力学功能,即有效维持手术及相邻椎间隙高度,目前并无系统研究。在本研究的临床部分,我们随访调查了行SB Charite 型人工椎间盘置换患者的临床表现和手术与相邻椎间隙高度变化,以明确 该型椎间盘假体是否能有效地鲤椎间盘的解剖和力学功能,脓示其减 戮酗媲和防止5!发邻近节段退变的机制。 第一章 体夕生物力学实验研究 目的 改变椎间隙高度,测量度a出准间隙与关节突关节内的压力负荷, 以揭示椎间隙高度变化对腰椎负荷分布影响的规律。 方法 取7具青壮年腰工叫腰5节段新鲜标本,无负荷条件下测量腰 4/5椎间隙的高度。切除腰415椎间盘,将椎体间压力传感器和刚性金属垫 片置入椎间隙,将关彼那压力传感器u关节突关节内,分6种 状态(踉5、褴4、舰3、褴2、融1、高度0,每级相差lmm) 和 4种工况(轴向、前屈、后伸、侧屈)颁分级加载(轴向 1000N及 2000N; 了湘向SNm及10Nm人测量经过椎间隙及关节突关节内的压力负荷。用 SPSS10.0 &if软…绷分析,检验水准为 a =0.05。 结果 腰4/5椎间隙平均踉为13.sled.53mm。在各种加载工况中, 经过椎间隙内的压力随椎间隙躯下降而减少,经过关节突那内的压力 随椎间隙高度下降而增高。相邻两个状态下的压力变化差值脯高度的降 低而趋于减少。与融5时的压力相比,当高度下降2.smxn后,在删加 载工况下,椎间腿力及那突关节压力靴椭统计学差异(P<0.05); 在部分加载状态下,即使当敲下降 IAmm时,压力也会发生统计辅义 上的变化(P<0.05人在4昭向加载工况中,当加载状挪加鳅小相同时, 经过椎间隙内的压力负荷前屈时最大,侧屈时次之,后伸时最小,除加载 10Nm且加载状态为髓0时,侧屈加绷前屈加载相*Rl.05外,在其 -互互. 余加载状态下,上述三种加载工胶间躺计学差异(P<0.05);经过关节 突关节的压力负荷MIJ屈时最大,后伸时次之,前屈时最小,在高度3、 高度2、高度1和舱0等四种状态下,关节突关节内压力有统计学差异 (P<0.05)。 结论1、首次应用逐步减少椎间隙朗的方法研究腰椎前后部压力负 荷分布变化,为脊柱的生物力学研究提供了新的实验手段。2、首次在体外 生物力学研究中揭示腰椎压力负荷分布变化在椎间隙高度下降的开始阶段 变化最明显,并确定了椎间隙高度下降超过2.smm是导致经过腰稚前、后 部压力负荷分布发生明显变化的临界值。这对退行性椎间盘疾病的术式选 择和术后疗效判断有重要指导价值。3、3蛐向加载可改变腰椎的压力负荷 分布,这有助于揭示因姿势变化而出现下腰痛的产生机制,对指导患者缓 解下腰痛有重要意义。


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