不同孔數強化劑注射器對骨質疏松腰椎椎弓根釘道強化作用的研究.pdf

1、椎弓根螺釘因具有三柱固定、固定牢靠、利于維持重建脊柱序列等特點，已經在世界范圍內被廣泛的應用于脊柱疾病的治療。隨著老齡化社會的來臨，骨質疏松癥發(fā)病率逐漸增多。骨質疏松患者并發(fā)椎體骨折、感染、退行性變或腫瘤等需椎弓根螺釘內固定時，常因骨質條件差，術中難于穩(wěn)定、術后容易松動脫落，最終導致內固定的失敗。如何提高骨質疏松條件下椎弓根螺釘的穩(wěn)定性，已成為當今骨科學界的一大難題。我們通過自行設計不同孔數的強化材料注射器（由不同孔數的側孔或直孔鞘和推

2、桿組成），對骨質疏松條件下生物力學測試模塊和新鮮人體腰椎標本進行釘道局部和整體強化，比較不同孔數強化劑注射器對釘道強化的作用，尋找最佳解決方案，以期提高椎弓根螺釘的把持力。
　　實驗一：不同孔數強化劑注射器聯(lián)合應用丙烯酸樹脂骨水泥（acrylicbonecement,ABC）對骨質疏松椎弓根釘道強化的研究
　　目的：比較不同孔數強化劑注射器聯(lián)合ABC注射對骨質疏松椎弓根釘道的強化作用。方法：采用美國PacificResear

3、chLaboratory公司生產的聚氨酯（polyurethane，PU）生物力學測試模塊模擬人骨質疏松松質骨的力學性能。利用自行設計的不同孔數的側孔和直孔骨水泥注射裝置，對椎弓根釘道分別施行不同形式的強化，分為4孔、6孔、8孔側孔鞘局部釘道強化組、直孔鞘全釘道強化組和空白對照組。對所有力學試驗模塊采用直徑3.5mm手鉆常規(guī)制備釘道，深度45mm。側孔組沿釘道插入側孔鞘至45mm，向鞘內推注2.5ml已調制呈膏體狀的ABC骨水泥，以推桿

4、將鞘內殘存骨水泥完全推至鞘外，全釘道組沿釘道插入直孔鞘后，邊向鞘內推注骨水泥，邊退出鞘，用推桿將鞘內殘留骨水泥完全推至釘道中。待骨水泥未完全硬化時，使用扭矩扳手以3轉/分勻速旋入CDHORIZONM8椎弓根螺釘(規(guī)格：6.5mm×45mm)。對照組不注射任何材料，直接旋入螺釘。各組旋入螺釘均為6枚。記錄最大植入扭矩。常規(guī)行X線、CT檢查，24小時后用MTS858型萬能材料試驗機行螺釘軸向拔出力試驗。數據結果采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件包

5、進行分析。結果：不同強化組的骨水泥分布不同，呈現(xiàn)規(guī)律性。4孔組骨水泥大致位于螺釘尾側1/3，6孔組位于螺釘中間1/3，8孔組位于螺釘頭側1/3及以遠，全釘道組沿釘體全長環(huán)形分布。側孔及全釘道強化組螺釘的最大軸向拔出力較空白組均有顯著增加，8孔組拔出力低于4孔、6孔及全釘道組，差別具有統(tǒng)計學意義。4孔、6孔及全釘道組組間差別無統(tǒng)計學意義。旋入扭矩在各強化組兩兩之間無差別，均較對照組有顯著增加，差別具有統(tǒng)計學意義。螺釘拔出后骨水泥與聚氨酯材

6、料的界面發(fā)生斷裂，而與螺釘形成致密包裹。結論：不同孔數的強化劑注射器聯(lián)合ABC骨水泥注射，可顯著提高螺釘最大拔出力，8孔鞘容易發(fā)生滲漏，缺乏安全性，且拔出力相對較小。4孔、6孔鞘局部強化均可起到與全釘道強化相似的的作用。
　　實驗二：不同孔數強化劑注射器聯(lián)合應用磷酸鈣骨水泥（calciumphasphitecement，CPC）對骨質疏松椎弓根釘道強化的研究
　　目的：比較不同孔數強化劑注射器聯(lián)合CPC注射對骨質疏松椎弓根釘

7、道的強化作用。方法：采用美國PacificResearchLaboratory公司生產的PU模塊模擬人骨質疏松松質骨的力學性能。利用自行設計的不同孔數的側孔和直孔骨水泥注射裝置，對椎弓根釘道分別施行不同形式的強化，分為4孔、6孔、8孔側孔鞘局部釘道強化組、直孔鞘全釘道強化組和空白對照組。每組樣本量均為6個。對所有力學試驗模塊采用直徑3.5mm手鉆常規(guī)制備釘道，深度45mm。側孔組沿釘道插入側孔鞘至45mm，向鞘內推注2.5ml已調制呈膏

8、體狀的CPC骨水泥，以推桿將鞘內殘存骨水泥完全推至鞘外，全釘道組沿釘道插入直孔鞘后，邊向鞘內推注骨水泥，邊退出鞘，用推桿將鞘內殘留骨水泥完全推至釘道中。待骨水泥未完全硬化時，使用扭矩扳手以3轉/分勻速旋入CDHORIZONM8椎弓根螺釘(規(guī)格：6.5mm×45mm)。對照組不注射任何材料，直接旋入螺釘。記錄最大植入扭矩。常規(guī)行X線、CT檢查，24小時后用MTS858型萬能材料試驗機行螺釘軸向拔出力試驗。數據結果采用SPSS11.5統(tǒng)計軟

9、件包進行分析。結果：不同強化組的骨水泥分布不同，且呈現(xiàn)規(guī)律性。4孔組骨水泥大致位于螺釘頭側1/3，6孔組位于螺釘中間1/3，8孔組位于螺釘尾側1/3，全釘道組沿釘體全長分布。側孔及全釘道強化組螺釘的最大軸向拔出力較空白組均有顯著增加，8孔組拔出力低于4孔、6孔及全釘道組，差別具有統(tǒng)計學意義。4孔、6孔及全釘道組組間差別無統(tǒng)計學意義。旋入扭矩在各強化組兩兩之間無差別，均較對照組有顯著增加，差別具有統(tǒng)計學意義。螺釘拔出后骨水泥與聚氨酯材料的

10、界面發(fā)生斷裂，而與螺釘形成緊密包裹。結論：不同孔數的強化劑注射器聯(lián)合CPC骨水泥注射，可顯著提高螺釘最大拔出力，8孔組拔出力較小，相對容易發(fā)生強化材料滲漏，缺乏使用安全性。4孔、6孔鞘局部強化均可起到與全釘道強化相似的的作用。
　　實驗三：同種側孔強化劑注射器應用ABC及CPC對骨質疏松椎弓根釘道局部強化的對比研究
　　目的：比較孔數相同的側孔強化劑注射器應用ABC及CPC對PU模塊椎弓根釘道局部強化的作用。方法：采用美國P

11、acificResearch公司生產的PU模塊。按強化方式分成6組，4孔鞘注射ABC、CPC組，6孔鞘注射ABC、CPC組，8孔鞘注射ABC、CPC組。常規(guī)制備直徑3.5mm釘道，分別置入自制4孔、6孔及8孔側孔鞘，連接5ml注射器，注射已調制呈膏體的ABC或CPC骨水泥2.5ml，進行釘道的局部強化。24小時后用MTS858型萬能材料試驗機行螺釘最大軸向拔出力測試。數據分析采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件。結果：使用相同孔數的側孔注射器進

12、行注射，骨水泥在螺釘周圍的分布具有相似性。對于相同孔數的側孔鞘，聯(lián)合注射ABC較之CPC對釘道產生更好的強化作用，椎弓根螺釘具有更大的軸向拔出力。4孔、6孔及8孔鞘組各組間統(tǒng)計學上均存在差異。結論：使用側孔強化材料注射器聯(lián)合應用ABC與CPC均可增加骨質疏松條件下椎弓根螺釘的軸向拔出力，但是使用相同孔數的強化注射器，ABC具有更好的強化作用。
　　實驗四：不同孔數強化劑注射器應用ABC和CPC對新鮮人骨質疏松標本腰椎椎弓根釘道的強

13、化研究
　　目的：基于前述實驗結果，比較4、6側孔和直孔強化劑注射器聯(lián)合ABC和CPC注射對新鮮人腰椎骨質疏松標本椎弓根釘道的強化作用。方法：從9具人新鮮冰凍尸體標本（年齡46～67歲），獲取可用腰椎標本42個。經雙能X線吸收法（DEXA法）檢測證實骨密度介于0.63～0.78g/cm2之間。按照完全隨機化設計，將所有椎體分為A、B兩組，每組再隨機化分為ABC+4側孔組、ABC+6側孔組、ABC+全釘道組、CPC+4側孔組、CPC

14、+6側孔組、CPC+全釘道組和空白對照組。各組間骨密度值無顯著差別（P>0.05）。按照“人字嵴”頂點法，常規(guī)制備釘道，直徑3.5mm，深度45mm。側孔強化組及全釘道注射組注射牙膏狀ABC或CPC，每側椎弓根注射量約2.5ml，置釘后對椎體行X線檢查、CT三維重建。常溫下保存24小時后于MTS858萬能試驗機上進行椎弓根螺釘軸向拔出和周期抗屈試驗。結果：X線、CT重建發(fā)現(xiàn)其4孔組骨水泥位于椎體內，6孔組位于椎體和椎弓根部，全釘道組形成

15、完全包繞。使用強化材料注射器強化過程中，所有椎體均未見骨水泥明顯返流滲出等情況。使用ABC和CPC組，6孔組螺釘最大軸向拔出力均與全釘道灌注組無統(tǒng)計學上的差別，均高于4孔組，明顯高于空白組，差異具有統(tǒng)計學意義。周期抗屈試驗表明，經過10，000個周期循環(huán)加載后，ABC組，6孔與4孔和全釘道組兩兩間無統(tǒng)計學差別，均明顯強于空白組；CPC組有類似的結果。結論：6孔強化劑注射器，無論聯(lián)合使用ABC還是CPC骨水泥，對骨質疏松椎體均能起到強化椎