不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器對(duì)骨質(zhì)疏松腰椎椎弓根釘?shù)缽?qiáng)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(diǎn)，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被廣泛的應(yīng)用于脊柱疾病的治療。隨著老齡化社會(huì)的來(lái)臨，骨質(zhì)疏松癥發(fā)病率逐漸增多。骨質(zhì)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(nèi)固定時(shí)，常因骨質(zhì)條件差，術(shù)中難于穩(wěn)定、術(shù)后容易松動(dòng)脫落，最終導(dǎo)致內(nèi)固定的失敗。如何提高骨質(zhì)疏松條件下椎弓根螺釘?shù)姆€(wěn)定性，已成為當(dāng)今骨科學(xué)界的一大難題。我們通過(guò)自行設(shè)計(jì)不同孔數(shù)的強(qiáng)化材料注射器（由不同孔數(shù)的側(cè)孔或直孔鞘和推

2、桿組成），對(duì)骨質(zhì)疏松條件下生物力學(xué)測(cè)試模塊和新鮮人體腰椎標(biāo)本進(jìn)行釘?shù)谰植亢驼w強(qiáng)化，比較不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器對(duì)釘?shù)缽?qiáng)化的作用，尋找最佳解決方案，以期提高椎弓根螺釘?shù)陌殉至Α?br>　　實(shí)驗(yàn)一：不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器聯(lián)合應(yīng)用丙烯酸樹(shù)脂骨水泥（acrylicbonecement,ABC）對(duì)骨質(zhì)疏松椎弓根釘?shù)缽?qiáng)化的研究
　　目的：比較不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器聯(lián)合ABC注射對(duì)骨質(zhì)疏松椎弓根釘?shù)赖膹?qiáng)化作用。方法：采用美國(guó)PacificResear

3、chLaboratory公司生產(chǎn)的聚氨酯（polyurethane，PU）生物力學(xué)測(cè)試模塊模擬人骨質(zhì)疏松松質(zhì)骨的力學(xué)性能。利用自行設(shè)計(jì)的不同孔數(shù)的側(cè)孔和直孔骨水泥注射裝置，對(duì)椎弓根釘?shù)婪謩e施行不同形式的強(qiáng)化，分為4孔、6孔、8孔側(cè)孔鞘局部釘?shù)缽?qiáng)化組、直孔鞘全釘?shù)缽?qiáng)化組和空白對(duì)照組。對(duì)所有力學(xué)試驗(yàn)?zāi)K采用直徑3.5mm手鉆常規(guī)制備釘?shù)溃疃?5mm。側(cè)孔組沿釘?shù)啦迦雮?cè)孔鞘至45mm，向鞘內(nèi)推注2.5ml已調(diào)制呈膏體狀的ABC骨水泥，以推桿

4、將鞘內(nèi)殘存骨水泥完全推至鞘外，全釘?shù)澜M沿釘?shù)啦迦胫笨浊屎?，邊向鞘?nèi)推注骨水泥，邊退出鞘，用推桿將鞘內(nèi)殘留骨水泥完全推至釘?shù)乐小４撬辔赐耆不瘯r(shí)，使用扭矩扳手以3轉(zhuǎn)/分勻速旋入CDHORIZONM8椎弓根螺釘(規(guī)格：6.5mm×45mm)。對(duì)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(shí)后用MTS858型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)行螺釘軸向拔出力試驗(yàn)。數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件包

5、進(jìn)行分析。結(jié)果：不同強(qiáng)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(cè)1/3，6孔組位于螺釘中間1/3，8孔組位于螺釘頭側(cè)1/3及以遠(yuǎn)，全釘?shù)澜M沿釘體全長(zhǎng)環(huán)形分布。側(cè)孔及全釘?shù)缽?qiáng)化組螺釘?shù)淖畲筝S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?shù)澜M，差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。4孔、6孔及全釘?shù)澜M組間差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。旋入扭矩在各強(qiáng)化組兩兩之間無(wú)差別，均較對(duì)照組有顯著增加，差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jié)論：不同孔數(shù)的強(qiáng)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(duì)較小。4孔、6孔鞘局部強(qiáng)化均可起到與全釘?shù)缽?qiáng)化相似的的作用。
　　實(shí)驗(yàn)二：不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器聯(lián)合應(yīng)用磷酸鈣骨水泥（calciumphasphitecement，CPC）對(duì)骨質(zhì)疏松椎弓根釘?shù)缽?qiáng)化的研究
　　目的：比較不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器聯(lián)合CPC注射對(duì)骨質(zhì)疏松椎弓根釘

7、道的強(qiáng)化作用。方法：采用美國(guó)PacificResearchLaboratory公司生產(chǎn)的PU模塊模擬人骨質(zhì)疏松松質(zhì)骨的力學(xué)性能。利用自行設(shè)計(jì)的不同孔數(shù)的側(cè)孔和直孔骨水泥注射裝置，對(duì)椎弓根釘?shù)婪謩e施行不同形式的強(qiáng)化，分為4孔、6孔、8孔側(cè)孔鞘局部釘?shù)缽?qiáng)化組、直孔鞘全釘?shù)缽?qiáng)化組和空白對(duì)照組。每組樣本量均為6個(gè)。對(duì)所有力學(xué)試驗(yàn)?zāi)K采用直徑3.5mm手鉆常規(guī)制備釘?shù)溃疃?5mm。側(cè)孔組沿釘?shù)啦迦雮?cè)孔鞘至45mm，向鞘內(nèi)推注2.5ml已調(diào)制呈膏

8、體狀的CPC骨水泥，以推桿將鞘內(nèi)殘存骨水泥完全推至鞘外，全釘?shù)澜M沿釘?shù)啦迦胫笨浊屎?，邊向鞘?nèi)推注骨水泥，邊退出鞘，用推桿將鞘內(nèi)殘留骨水泥完全推至釘?shù)乐小４撬辔赐耆不瘯r(shí)，使用扭矩扳手以3轉(zhuǎn)/分勻速旋入CDHORIZONM8椎弓根螺釘(規(guī)格：6.5mm×45mm)。對(duì)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(shí)后用MTS858型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)行螺釘軸向拔出力試驗(yàn)。數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟

9、件包進(jìn)行分析。結(jié)果：不同強(qiáng)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(cè)1/3，6孔組位于螺釘中間1/3，8孔組位于螺釘尾側(cè)1/3，全釘?shù)澜M沿釘體全長(zhǎng)分布。側(cè)孔及全釘?shù)缽?qiáng)化組螺釘?shù)淖畲筝S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?shù)澜M，差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。4孔、6孔及全釘?shù)澜M組間差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。旋入扭矩在各強(qiáng)化組兩兩之間無(wú)差別，均較對(duì)照組有顯著增加，差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jié)論：不同孔數(shù)的強(qiáng)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(duì)容易發(fā)生強(qiáng)化材料滲漏，缺乏使用安全性。4孔、6孔鞘局部強(qiáng)化均可起到與全釘?shù)缽?qiáng)化相似的的作用。
　　實(shí)驗(yàn)三：同種側(cè)孔強(qiáng)化劑注射器應(yīng)用ABC及CPC對(duì)骨質(zhì)疏松椎弓根釘?shù)谰植繌?qiáng)化的對(duì)比研究
　　目的：比較孔數(shù)相同的側(cè)孔強(qiáng)化劑注射器應(yīng)用ABC及CPC對(duì)PU模塊椎弓根釘?shù)谰植繌?qiáng)化的作用。方法：采用美國(guó)P

11、acificResearch公司生產(chǎn)的PU模塊。按強(qiáng)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?shù)?，分別置入自制4孔、6孔及8孔側(cè)孔鞘，連接5ml注射器，注射已調(diào)制呈膏體的ABC或CPC骨水泥2.5ml，進(jìn)行釘?shù)赖木植繌?qiáng)化。24小時(shí)后用MTS858型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)行螺釘最大軸向拔出力測(cè)試。數(shù)據(jù)分析采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件。結(jié)果：使用相同孔數(shù)的側(cè)孔注射器進(jìn)

12、行注射，骨水泥在螺釘周圍的分布具有相似性。對(duì)于相同孔數(shù)的側(cè)孔鞘，聯(lián)合注射ABC較之CPC對(duì)釘?shù)喇a(chǎn)生更好的強(qiáng)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(jì)學(xué)上均存在差異。結(jié)論：使用側(cè)孔強(qiáng)化材料注射器聯(lián)合應(yīng)用ABC與CPC均可增加骨質(zhì)疏松條件下椎弓根螺釘?shù)妮S向拔出力，但是使用相同孔數(shù)的強(qiáng)化注射器，ABC具有更好的強(qiáng)化作用。
　　實(shí)驗(yàn)四：不同孔數(shù)強(qiáng)化劑注射器應(yīng)用ABC和CPC對(duì)新鮮人骨質(zhì)疏松標(biāo)本腰椎椎弓根釘?shù)赖膹?qiáng)

13、化研究
　　目的：基于前述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較4、6側(cè)孔和直孔強(qiáng)化劑注射器聯(lián)合ABC和CPC注射對(duì)新鮮人腰椎骨質(zhì)疏松標(biāo)本椎弓根釘?shù)赖膹?qiáng)化作用。方法：從9具人新鮮冰凍尸體標(biāo)本（年齡46～67歲），獲取可用腰椎標(biāo)本42個(gè)。經(jīng)雙能X線吸收法（DEXA法）檢測(cè)證實(shí)骨密度介于0.63～0.78g/cm2之間。按照完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)，將所有椎體分為A、B兩組，每組再隨機(jī)化分為ABC+4側(cè)孔組、ABC+6側(cè)孔組、ABC+全釘?shù)澜M、CPC+4側(cè)孔組、CPC

14、+6側(cè)孔組、CPC+全釘?shù)澜M和空白對(duì)照組。各組間骨密度值無(wú)顯著差別（P>0.05）。按照“人字嵴”頂點(diǎn)法，常規(guī)制備釘?shù)溃睆?.5mm，深度45mm。側(cè)孔強(qiáng)化組及全釘?shù)雷⑸浣M注射牙膏狀A(yù)BC或CPC，每側(cè)椎弓根注射量約2.5ml，置釘后對(duì)椎體行X線檢查、CT三維重建。常溫下保存24小時(shí)后于MTS858萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行椎弓根螺釘軸向拔出和周期抗屈試驗(yàn)。結(jié)果：X線、CT重建發(fā)現(xiàn)其4孔組骨水泥位于椎體內(nèi)，6孔組位于椎體和椎弓根部，全釘?shù)澜M形成

15、完全包繞。使用強(qiáng)化材料注射器強(qiáng)化過(guò)程中，所有椎體均未見(jiàn)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?shù)拦嘧⒔M無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差別，均高于4孔組，明顯高于空白組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。周期抗屈試驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)10，000個(gè)周期循環(huán)加載后，ABC組，6孔與4孔和全釘?shù)澜M兩兩間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差別，均明顯強(qiáng)于空白組；CPC組有類似的結(jié)果。結(jié)論：6孔強(qiáng)化劑注射器，無(wú)論聯(lián)合使用ABC還是CPC骨水泥，對(duì)骨質(zhì)疏松椎體均能起到強(qiáng)化椎