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《第二军医大学》 2004年
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Hangman骨折的生物力学及临床研究

陈语  
【摘要】:Hangman骨折又称枢椎创伤性滑脱,为双侧枢椎椎弓峡部骨折,C2-3椎体间可发生半脱位。以往这种损伤的发病率比较低,但随着社会和工业化的发展,它的发病率也逐渐上升。关于Hangman骨折的治疗方法一直存在不同看法,治疗方案的选择取决于骨折的稳定程度、合并伤情况和尽量保存颈椎的活动功能。治疗方法可分为非手术疗法和手术疗法。前者包括颈椎牵引、头颈胸石膏固定和Halo支架固定,主要适用于稳定性骨折。Hangman骨折的手术疗法主要适用于不稳定性骨折,包括前路和后路手术。后者包括C2椎弓根螺钉内固定等术式,前者多采用经口腔或上颈椎行C2-3开槽植骨融合钢板内固定术,也有文献报道采用颈前路C3椎体大部分切除、植骨融合钢板系统内固定术治疗不稳定性Hangman骨折。但对这几种术式的评价停留在临床观察上,至于不同类型Hangman骨折的不稳程度以及前路和后路不同手术方法能否提供足够的生物力学稳定性,目前国内外没有进行过系统研究。本研究旨在通过生物力学和临床研究为临床选择Hangman骨折的治疗方案提供理论依据。拟具体实现以下目的: 1. 比较Hangman骨折存在前纵韧带、椎间盘损伤时对骨折稳定性的影响,评价颈前路C3椎体大部分切除、植骨融合钢板系统内固定术重建上颈椎稳定性的生物力学性能,并与临床常用的C2-3开槽植骨融合钢板内固定术、后路椎弓根螺钉内固定术作对比研究。 2. 比较C2-3开槽植骨融合钢板内固定术和C3椎体大部分切除、植骨融合钢板内固定术2种术式螺钉植入后在三维六个自由度运动时,施加生理载荷下螺钉所承受的拔出应力,评价其在生理环境中的机械性能。 3. 建立C2-4节段正常颈椎、Hangman骨折和应用前述三种内固定技术固定骨折的三维有限元模型,对各种模型进行模拟加载并与实验生物力学进行对比验证,分析三维有限元方法在研究Hangman骨折治疗中的应用价值。 4. 探讨临床上不稳定性Hangman骨折病例经C3椎体大部分切除、植骨融合钢板系统内固定术治疗的疗效和应用价值。 材料和方法 1. 6例新鲜尸体上颈椎标本(含C2~C4),在标本完整状态(Intact组)、C2双侧 WP=6 椎弓峡部切断(DestablizedⅠ组)、C2双侧椎弓峡部切断加C2-3前纵韧带切断(DestablizedⅡ组)、C2双侧椎弓峡部切断加C2-3前纵韧带切断加C2-3椎间盘切除(DestablizedⅢ组)、后路C2双侧椎弓根螺钉内固定组(Judet组)、前路C2-3植骨融合内固定术组(C2-3+Graft组)以及前路C3椎体大部分切除、植骨融合钢板系统内固定术组(C2-4+Graft组)7种状态下,依次用脊柱三维运动测量系统测试其C2-C3、C3-C4节段分别在0.5Nm、1.5Nm、2.5Nm力矩下的运动范围(ROM),经数字相关散斑法收集整理数据,并行统计学分析。 2. 对6例新鲜尸体上颈椎标本(含C2~C4),经制成前述DestablizedⅢ组的Hangman骨折模型后,依次采用C2-3开槽植骨融合钢板内固定术(C2-3+Graft组)和C3椎体大部分切除、植骨融合钢板系统内固定术(C2-4+Graft组)2种术式固定。对固定后标本在0.5Nm、1.5Nm、2.5Nm力矩下三维六自由度运动时,运用电测法进行应变电阻测定和计算2种术式固定下左上位螺钉的拔出应力,结果进行统计处理。 3. 选择一成年男性志愿者进行C2-4节段CT扫描,以所得CT扫描图像为基础,在DELL PRESIONTM 650工作站利用ANSYS6.1等有限元分析软件,建立C2-4节段颈椎三维有限元模型,模型包括椎体和椎弓、椎间盘、韧带成分,在此模型基础上模拟切断双侧C2椎弓峡部、切除C2-3前纵韧带和部分椎间盘的Hangman骨折模型,建立用于固定C2-3和C2-4的两种Zephir钢板系统和固定C2椎弓根的螺钉有限元模型,将之与骨折模型装配模拟临床手术固定状态。分别计算对正常、Hangman骨折和三种内固定器械固定模型模拟施加50N载荷下三维六自由度的ROM,并用ANSYS6.1软件计算各内固定器械螺钉的应力。 4. 对8例不稳定性Hangman骨折患者在行颈前路C3椎体大部切除、植骨融合、Zephir钢板系统内固定术的术前、术中和术后10-30个月随访的资料进行归纳总结。 结果 1. ①C2-3节段:DestabilizedⅠ组、DestabilizedⅡ组DestabilizedⅢ组在所有载荷下6个方向的ROM均较完整标本有不同程度逐级增大,DestabilizedⅢ组增大最明显,在2.5Nm力矩载荷下前屈、后伸时ROM达到最大,分别为13.31±1.39°和15.27±2.89°,与Intact、DestabilizedⅠ、Ⅱ组间存在显著性差异(P0.05), WP=7 DestabilizedⅡ组ROM也增大到10.43±0.81°和12.00±2.92°,与Intact组间有显著性差异(P0.05)。左右侧屈、左右轴向旋转时Intact组与DestabilizedⅠ、Ⅱ、Ⅲ组间相比存在显著性差异(P0.05),DestabilizedⅠ、Ⅱ、Ⅲ组间相比没有显著性差异。C2-3+Graft和C2-4+Graft组在各种载荷下的6个方向上,ROM值较Intact、DestabilizedⅢ、Judet组均明显减小(P0.05),C2-3+ Graft和C2-4+ Graft组间比较无显著性差异。Judet组在各种载荷条件下6个方向ROM均较Intact大(P0.05),而较DestabilizedⅢ小。前屈和后伸时与DestabilizedⅢ组无显著性差异,在所有载荷条件下左右旋转及2.5Nm力矩载荷下左右侧屈时与DestabilizedⅢ组间存在显著性差异(P0.05)。②C3-4节段:除C2-4+Graft组外其余各组在各种载荷条件下6个方向ROM各组间无显著性差异。在各种载荷下C2-
【学位授予单位】:第二军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R687.3

【引证文献】
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【同被引文献】
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