颈椎解剖型自锁椎间融合器的研制

【摘要】：研究背景 颈前路减压和椎间融合术一直是作为治疗颈椎病,尤其是脊髓型颈椎病首选的治疗方法,应用也最为广泛。应用于颈椎融合的椎间融合器也层出不穷,但就融合器的形状来讲,不管何种几何图形,其上下表面大都是平面,而椎间盘的解剖形状顶部为一弧形曲面。符合颈椎椎间盘的生理解剖弧形曲面的解剖型融合器尚无人报道。目前临床所用的颈椎融合器部分没有锁定装置,部分为竖在融合器中间的金属针作为锁定装置,显然前者是不可取的。但竖在融合器中间的金属针作为锁定装置,仅仅是一个静态放置,要靠融合器邻近的上下椎体相互向椎间隙挤压才能起到作用,而自身带有锁定装置的融合器鲜有报道。 目的 通过对国人颈椎椎间盘的影像解剖学测量,获得颈椎椎间盘的生理解剖学数据,为下颈椎前路椎间融合器的设计提供解剖学依据；依据所得数据,研制符合颈椎椎间隙解剖曲度的自锁定椎间融合器。 方法 测量国人颈椎椎间盘的影像学解剖数据,并在此基础上制作解剖自锁颈椎椎间融合器。本研究分二部分,(一)颈椎椎间盘影像学解剖数据的测量与研究。随机选择100名19-55岁门诊患者,中立位拍摄颈椎正、侧位X线片,排除椎体缺如,明显形态学异常以及罹患外伤、肿瘤等有可能导致测量不准确者。经此筛选,得志愿者75名,其中男性34名(22-53岁,平均年龄40.04岁),女性41例(23—54岁,平均年龄40.16岁)测量颈椎间盘375个。在标准侧位片上,将每个椎间盘前后径长度平分为20等分,21个等分点处椎间盘的高度由椎体后方向前方分别为H1、H2、H3…H21,椎间盘前后径长度记为L。利用软件DICOM Explorer在X线片测量C23、C34、C45、C56、C67椎间隙H1、H2、H3…H21的线段高度和L的长度,利用SPSS16.0数据软件统计和分析；(二)颈椎解剖型自锁椎间融合器的研制。在所得影像解剖数据基础上对融合器进行自锁装置的设置,利用Pro/Engineer2.0软件绘制解剖型颈椎椎间融合器的三视图,制作实物模型,计算融合器植骨区面积,阐述其力学、设计特点及性能。 结果 1)志愿者中立位C23、C34、C45、C56、C67椎间盘长度分别为17.02±2.50mm,17.81±2.85mm,17.90±2.83mm,18.30±2.63mm,18.88±2.60mm,不同椎间隙间存在显著性差异(P=0.006),C23椎间盘长度最小,由上向下依次递增。两性之间统计学上有显著差异(P=0.000),椎间隙和性别之间交互作用不明显(P=0.961) 2)C23,C34,C45,C56,C67各椎间隙的椎间高度,在不同的部位、性别、椎间隙间存在显著性差异(P=0.000)；部位与间隙、性别与间隙之间交互作用明显(P=0.000),部位与性别交互作用不显著(P=0.985)；部位、性别、椎间隙三因素间相互交互作用不显著(P=0.570)。 3)C23,C34,C45,C56,C67各椎间隙的椎间盘高度与长度比值,在不同的部位、椎间隙间存在显著性差异(P=0.000)；在不同的性别间存在显著性差异(P=0.007)；性别与间隙之间交互作用明显(P=0.000)；部位与性别(p=1.000),部位与间隙(P=0.059)之间交互作用不明显；部位、性别、椎间隙三因素间相互交互作用不显著(P=1.000)。 4)根据所测解剖数据建立数据库,利用Pro/Engineer2.0软件设计绘制解剖自锁融合器图纸,并制作出模型,经测算新型融合器植骨面积149.04mm2,较自体骼骨植骨块的平均面积大。 结论 1)新型融合器具有符合颈椎椎间隙解剖的特点。 2)新型融合器能够实现自锁定,可有效防止融合器植入后的前后滑移。 3)新型融合器植骨区面积达149.04 mm2。 4)新型融合器实现了对现有颈椎椎间融合器的改进。