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目的:1.评价不同骨质密度条件下骨水泥强化椎弓根螺钉的生物力学稳定性,探究骨水泥螺钉骨-钉界面固定强度与椎体骨质疏松程度之间的关系。2.回顾性对比分析经皮骨水泥螺钉与传统螺钉治疗合并骨质疏松的腰椎滑脱症的临床疗效,探究经皮骨水泥螺钉治疗伴骨质疏松腰椎退行性疾病的安全性和技术优势。材料和方法:1.4种不同骨质密度的Sawbones仿生力学模块模拟不同骨质疏松程度的腰椎椎体。将60枚传统螺钉与60枚骨水泥螺钉分成4组,分别置入4种不同骨密度的力学模块,并测试其各自骨钉界面的轴向最大拔出力、非轴向最大压缩应力与非轴向疲劳强度。比较两种螺钉生物力学稳定性的差异,并探究骨水泥螺钉骨-钉界面固定强度与椎体骨质疏松程度之间的关系。2.通过回顾性队列研究,纳入2014年1月至2018年3月入住我科的88例诊断腰椎滑脱症合并骨质疏松的患者。其中传统椎弓根螺钉治疗52例,经皮骨水泥椎弓根螺钉治疗36例。手术方式均为单节段微创下经椎间孔腰椎间融合技术(MIS-TLIF)。对比分析两组患者的基本情况、手术时间、出血量、术后1周、3月、6月、12月的临床症状与功能评分,以及影像学参数变化。比较骨水泥螺钉与传统螺钉的临床疗效异同。结果:1.在骨质疏松条件下,与传统螺钉相比,骨水泥螺钉能有效提升椎弓根螺钉的轴向最大拔出力、非轴向最大压缩应力以及非轴向疲劳强度。随着骨密度逐渐降低,骨水泥螺钉的整体力学稳定性(最大拔出力、最大压缩应力与疲劳强度)均会受到影响,并呈现一致性降低。当骨质疏松程度较为严重时(BMD<50mg/cm~3),骨水泥螺钉的稳定性大大减弱,尤其非轴向最大压缩应力和疲劳强度与传统螺钉无异。2.传统螺钉治疗组52名患者(男性12名,女性40名),平均年龄67.3±6.55岁,平均随访时间约36.6月;经皮骨水泥螺钉治疗组36名患者(男性2名,女性34名),平均年龄65.9±9.38岁,平均随访时间约15.4月。(1)两组队列术后症状评分(VAS/ODI/JOA)、腰椎滑脱指数(Taillard)以及椎间高度均较术前有明显改善(p<0.001);(2)两组队列在手术时间、失血量、术中辐照时间以及术中使用螺钉的长度、直径等无明显差异(p>0.05);(3)两组在术后各时间点的VAS、ODI及JOA评分均无明显差异(p>0.05);(4)术后Taillard指数:骨水泥螺钉治疗组为7.04%±3.11%,传统螺钉治疗组为13.12%±3.81%,骨水泥螺钉组显著优于传统螺钉治疗组(p<0.001)。(5)术后1年椎间融合率:传统螺钉组80.8%,骨水泥螺钉组83.3%,无统计学差异(p>0.05)。(6)骨水泥螺钉组骨水泥渗漏发生情况:36名患者共计97枚骨水泥螺钉,影像学提示骨水泥渗漏发生22枚,渗漏率22.7%。发生骨水泥渗漏的13名患者(36.1%)均无相关临床症状。(7)两组在随访时间段内均无内固定松动或失败的情况。结论:1.骨水泥螺钉通过注射骨水泥强化的方式,能够充分提升椎弓根螺钉的生物力学稳定性。但随着骨质疏松程度逐渐加重,骨水泥强化作用逐渐下降。当骨密度低于50mg/cm~3时,骨水泥螺钉的力学稳定性与传统螺钉无异。因此,对于严重骨质疏松条件下使用骨水泥螺钉,还应从骨水泥注射剂量和时机等方面进一步研究以提升其固定强度。2.MIS-TLIF手术联合经皮骨水泥螺钉能够在确保内固定稳定的前提下,进一步提升腰椎滑脱节段的复位率。同时,骨水泥螺钉的应用并不干扰腰椎椎间融合的效率。尽管存在无症状性骨水泥渗漏的风险,但对合并骨质疏松的腰椎滑脱症患者而言,经皮骨水泥强化椎弓根螺钉是一种安全有效的内固定技术。