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颈椎侧块螺钉固定器的研制及测试

谢宁  
【摘要】:目的:结合国人颈椎的解剖学特点,设计新型颈椎侧块螺钉固定器。 背景:下颈椎骨折脱位以及严重退变性疾病、肿瘤等行广泛椎板切除减压术后 需重建颈椎的稳定性。已证实,对于颈椎后结构的损伤,单纯前路植骨及钢板 内固定无法达到有效稳定的目的。颈椎后路内固定中,钢丝及椎板夹要求保持 颈椎后结构的完整性,应用范围有限且固定不确实。侧块螺钉技术无需保持棘 突、椎板的完整,固定可靠,但操作有一定危险性,技术要求较高。颈椎椎弓 根螺钉技术则危险性太高。侧块螺钉钢板在国外已有应用,但其安全性、易操 作性和力学特性尚存在缺陷,国内尚未广泛开展,值得进一步改进。方法:对 国人35套颈椎干燥骨标本及100套颈椎X线片和CT片进行测量,以取得国人 下颈椎后结构的应用解剖学和影像学参数,为新型颈椎侧块螺钉固定器的设计 和手术方式提供参考。在此基础上,针对现有颈椎侧块螺钉钢板存在的问题, 设计一种新型颈椎侧块螺钉固定器及新式颈椎侧块螺钉植入技术。将新型颈椎 侧块螺钉固定器植入5具新鲜颈椎尸体标本,应用脊柱三维运动测量系统和材 料试验机测试其三维稳定性和刚度,并与颈椎棘突钢丝、颈椎侧块螺钉钢板、 颈椎椎弓根螺钉钢板做比较。采用材料试验机测试新式颈椎侧块螺钉植入技术、 颈椎侧块螺钉Roy-Camille植入法、Magerl植入法、颈椎椎弓根螺钉植入法的 螺钉拔出强度。模拟手术操作,用新式颈椎侧块螺钉植入技术、颈椎侧块螺钉 Magerl植入法、颈椎椎弓根螺钉植入法在5具新鲜颈椎尸体标本上植入螺钉, 分别用X线和CT评价螺钉的位置,以确定螺钉植入技术的准确性和安全性。 结果:新型颈椎侧块螺钉固定器宜采用直径3.5 mm,长度14~18 mm螺钉,采 用钉棒结构,螺钉间距可调。新式颈椎侧块螺钉植入技术入钉点位于距侧块外 缘和下缘各2mm处,内倾40°~50°,上倾40°指向椎弓根,进钉至椎弓根 与侧块交界处。生物力学测试表明新型颈椎侧块螺钉固定器对颈椎后结构破坏 所造成的失稳颈椎的稳定作用和刚度与现有的颈椎侧块螺钉钢板近似,优于颈 椎棘突钢丝而逊于颈椎椎弓根螺钉钢板。新式颈椎侧块螺钉植入技术的螺钉拔 出强度优于现有的颈椎侧块螺钉植入技术而小于颈椎椎弓根螺钉植入技术。影 像学评价显示新型颈椎侧块螺钉固定器植入位置准确、安全,无损伤周围重要 神经、血管的危险。结论:新型颈椎侧块螺钉固定器具有与传统颈椎侧块螺钉 钢板相似或更加优良的生物力学性能;颈椎椎弓根螺钉钢板虽力学性能最佳, 但危险性太大。同时新型颈椎侧块螺钉固定器手术更安全,操作更简便。


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