PKP术后骨水泥用量对骨质疏松五联椎体模型生物力学影响的研究

来源 :泰山医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangwily
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研究目的通过对成年猪脊柱胸腰段中间椎体压缩骨折的骨质疏松性五联椎体模型造模前的脊柱单元强度、刚度及造模后行经皮椎体后凸成形术(Percutaneous Kyphoplasty,PKP)后的脊柱单元强度、刚度、椎体新发骨折情况及骨水泥渗漏情况的统计分析,研究行PKP术后,骨水泥用量对中间椎体强化后的骨质疏松性五联椎体模型的生物力学方面的影响。研究方法选取普通肉食猪,体重平均105 kg,体长平均1.3 m,身高平均60cm,宰杀后将其脊柱取出,选用T12L2段共五个椎体联合为一个脊柱单元,称之为五联椎体脊柱单元。行肉眼、DR片观察,避免五联椎体模型存在发育不良、畸形等缺陷。首先测量各脊柱单元的骨密度(Bone Mineral Density,BMD)值并记录之,去除BMD值差异较大的模型。最后共选取60具符合实验要求的五联椎脊柱单元模型,随机分为A、B、C、D4组,每组15个。通过中间椎体打孔脱钙将所有五联椎体模型制作成中间椎体骨质疏松的模型,后用电子力学试验机给各个脊柱单元施加轴向压力载荷制作成中间椎体骨质疏松并II°压缩骨折的模型,此过程得出并记录各个脊柱单元的极限抗压强度值S及刚度值R。将4组五联椎脊柱单元通过浸泡脱钙制作成骨质疏松模型。造模成功后,测量并记录每个脊柱单元脱钙后的BMD值。A组作为空白对照组,不行PKP手术;B、C、D组行单侧(右侧)穿刺入路PKP术,注入骨水泥量分别为伤椎体积的15%、25%、35%,并记录骨水泥渗漏情况。手术完成24h后将所有脊柱单元放置在电子力学试验机上施加轴向压力载荷,记录各脊柱单元极限抗压强度值S′及刚度值R′;B、C、D组则继续加压直至出现第二个新发骨折椎体,并记录新发骨折椎体的位置。对上述检测得出的BMD值、强度值、刚度值采用SPSS18.0软件包统进行分析,结果用均数±标准差(x±s)表示,组间差异的对比采用单因素方差分析,组内差异的对比采用配对样本t检验,P<0.05为差异具有统计学意义;对新发骨折情况及骨水泥渗漏情况的对比分析采用3×2表的χ2检验。结果60个正常五联椎体骨密度:脱钙前平均为1.058±0.013 g/cm2,脱钙后平均为为0.613±0.044 g/cm2,下降率超过40%,证明猪脊柱胸腰段中间椎体压缩骨折的骨质疏松性五联椎模型建立。B、C、D组脊柱单元强化后的刚度分别为234±8N/mm、259±12N/mm、294±13 N/mm,均优于未强化的A组204±12 N/mm,差异有统计学意义(P<0.05)。B、C、D组强化后的脊柱单元极限抗压强度分别为3428±96N、3134±86 N、2615±90 N均大于未强化的A组1758±55N,差异有统计学意义(P<0.05);B、C、D组分别有17、21、27个新发椎体骨折位于强化椎相邻位置,差异具有统计学意义(P<0.05);B、C、D组分别有1、3、11具脊柱单元发生骨水泥渗漏,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论PKP术可有效恢复骨折椎体的力学性能,使其刚度及极限抗压强度得到明显改善,避免伤椎进一步塌陷、变形;但强化椎邻近椎体的应力在骨水泥注射后均较注射前有明显增加,并随骨水泥注入量的增加愈发加重,且骨水泥渗漏率随着骨水泥用量加大而显著提高。骨水泥用量是导致强化椎邻近椎体骨折的因素之一。
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