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生物活性玻璃涂层后路腰椎间融合器的研制及相关研究

张绍东  
【摘要】:第一部分 后路腰椎间融合器并发症分析 目的 统计后路腰椎间融合器(posterior lumbar interbody fusion cage,PLIF cage)的疗效及并发症,分析导致并发症的原因。方法1996年10月~2003年12月,共对145例PLIF cage患者进行随访,统计术前诊断及症状、体征,术后恢复情况(改善或加重),以及术中、术后并发症(包括硬脊膜撕裂、神经根损伤、融合器位置不佳、移位、沉陷和继发的粘连性蛛网膜炎等),分析导致上述情况的原因。结果145例中,16例(11.0%)出现术中并发症,28例(19.3%)发生术后并发症,其中13例(8.9%),实施翻修手术。随访时间6~44个月(平均20.3个月),采用JOA疗效评定,72例效果好(50%),45例效果中等(31%),28例效果差(19%)。结论PLIF cage疗效满意,并发症与手术适应证选择、手术操作、固定方式、以及融合器的设计等因素有关。 第二部分 后路腰椎间融合器术后并发症的翻修手术 目的 探讨PLIF cage融合术后并发症的翻修手术方法及疗效。方法1996年10月~2003年12月,对21例PLIF cage融合术后并发症患者施行翻修手术,平均年龄43.4岁,翻修距植入时间6天~1.5年,平均0.6年。15例有腰及下肢疼痛,4例伴有间歇性跛行,11例下肢感觉、肌力减退;3例排尿困难;2例单侧下肢瘫;1例双下肢瘫;影像检查提示所有病例出现PLIF cage后移位、侵入椎管,9例伴有沉陷;16例初次手术时单纯使用PLIF cage融合。翻修方法:11例将PLIF cage拧深,7例取出,以自体骨块植入椎间,3例单纯椎管减压,14例辅加椎弓根固定,9例加用横突间植骨;平均随访时间14.2个月。结果 经体格检查结合影像学观察,13例获骨性愈合,3例出现假关节;5例症状消失,8例遗留下腰痛,5例有神经根损伤症状,1例排尿困难,1例单下肢瘫、1例双下肢瘫无明显恢复。结论 生物活性玻璃涂层后路腰椎间融合器的研制及相关研究 中文提要 PLIF cage术后并发症的翻修手术操作困难,疗效欠满意,需尽早施术;准确选择 PuF cage的适应证、正确的操作,是防止术后并发症的关键。 第三部分后路腰椎间融合器设计相关的解剖学与影像学研究 目的采用解剖学和影像学相结合的方法行下腰椎测量,为PLIF cage的设计 与临床使用提供理论依据。方法首先使用游标卡尺测量10具干燥腰椎标本的关 节突内、中、外距离、椎体旁矢状径、椎弓根距离:再筛选腰椎取I资料,测量 210个正常下腰椎椎间隙的关节突内、中、外距离、椎体旁矢状径、椎间隙高度、 椎间隙角度;两种方法所得数据输入SPss 10.0统计软件进行数据处理。结果解 剖学和M班测得的关节突内、中、外距离在节段内与节段之间比较均有显著差异; 椎弓根内距在节段之间无明显差异;椎体旁矢状径的解剖测量值在L3、L4、L5三 个节段内无显著性差异,而MRI结果显示前二者与后者存在差异;椎间隙高度在 不同节段有极显著差异;椎间隙成角在L3/4和L4/5节段之间比较无显著差异, 与LS/Sl比较有显著差异;下腰椎关节突距离、椎间隙高度、椎间隙成角与椎体 旁矢状径无相关性;解剖和MRI测量结果无显著性差异。结论两种测量结果接 近,方法可行,所得数据是PLIF cage设计的基础,MRI测量方法可以作为PLIF cage 术前规划的有效参考。 第四部分生物活性玻璃涂层后路腰椎间融合器的研制 目的设计一种钦合金内芯生物活性玻璃表面喷涂的PLIF cage,并研究腰椎 关节突对它的阻遏情况。方法在解剖及影像测量基础上,设计PLIF cage为实 心、长方体形或有5o前凸,表面有防滑齿,规格:宽7/9InIn、高7/9IIun、长22/24/26Inln, 钦合金材料(Ti一6AI一4V),表面喷涂生物活性玻璃;根据已完成的腰椎MRI测量 结果,计算采用上述规格PLIF cage,下腰椎关节突被切除情况,并以该方法作为 PLIF cage术前规划参考。结果生物玻璃活性涂层PLIF cage的规格及重量与喷 涂前无明显差异;表面喷涂层大体呈岛状分布、密布微孔样结构,有利于骨组织 长入,宽度7或gllun的PL工F cage,L3一S1节段可保留至少1/2关节突关节,PLIF cage位置不偏。结论生物活性玻璃涂层PLIF cage增加了界面摩擦和融合面积, 生物活性玻璃涂层后路腰椎间融合器的研制及相关研究 中文提要 弹性模量接近皮质骨,可有效恢复椎间隙高度,关节突对它的阻遏小,能最大程 度地保留腰椎关节突关节的作用。 第五部分后路腰椎间融合器相关的生物力学研究 目的研究生物活性玻璃涂层PLIF cage对脊柱功能单位的力学影响,探讨腰 椎关节突关节对脊柱功能单位和PLIF cage的力学作用。方法采用6具新鲜尸 体标本L4/5节段,模拟关节突完整、1几关节突切除、全关节突切除以及植入PLIF cage后5种情况下,L4/5功能单位在强度、载荷一应变、载荷一位移、轴向刚度、 扭距一扭角、抗扭转刚度等多项生物力学性能的变化,以及不同前凸角度PLIF cage、 不同关节突切除情况下,PLIF cage的抗拔出能力。结果关节突切除后,PLIF cage 植入后能显著改善脊柱功能单位的各项生物力学性能;5o前凸与无前凸PLIF cage 比较,前者抗拔出力量强;保留1/2关节突植入PLIF cage的抗拔出力量强于全 关节突切除情况。结论生物活性玻璃涂层PLI


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