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背景:椎弓根螺钉系统自上世纪70年代首先应用于脊柱骨折以来,经过几十年的发展,已广泛应用于治疗脊柱的各种畸形、损伤及肿瘤等,取得了良好的治疗效果。脊柱畸形是一类严重疾病,患者不仅外观异常,而且同时伴有或逐渐出现心肺及神经功能损害,严重威胁患者身心健康。手术治疗是矫正脊柱畸形的主要方法,但在取得临床疗效的同时,也丧失了部分脊柱功能,而且对于尚未发育成熟的脊柱,椎弓根螺钉固定还会对脊柱生长发育产生一定影响。目的:观察椎弓根螺钉系统置入幼猪体内后脊柱进一步生长发育的过程以及固定节段脊椎形态学变化,为椎弓根螺钉内固定技术应用于小儿脊柱畸形矫正奠定实验基础。方法:1、6具6周家猪L1～L3新鲜椎体标本,测量椎弓根的横径、长度、矢状角、椎弓根间距,根据测量结果设计椎弓根螺钉直径3.5mm,长度22mm,钛板长度40mm,厚度3mm,宽度9mm。2、将23只幼年家猪(9雄、14雌,6周龄,体重8.5±1.7kg,身长51±4cm),随机分为4组,A组(3只),空白对照组,不进行任何手术干预;B组(3只),对照组,自L1～L3后正中切口,仅显露椎板;C组(5只),对照组,L1、L2、L3双侧分别置入椎弓根螺钉共6枚,螺钉穿过神经弓中心软骨联合并留置于椎弓根及椎体内;D组(12只),实验组,于L1、L2、L3双侧分别置入椎弓根螺钉共6枚,两侧螺钉分别以钛板连接固定。术前及术后3个月内不同时间应用X线及螺旋CT测量并动态观察L1、L2、L3脊椎的形态学相关指标:椎管面积、椎管横径、椎管矢径、椎体横径、椎体矢径、椎体高度、L1～L3脊柱长度。3、大体及组织学观察:实验动物3个月后全部处死,大体标本观察椎体、椎间盘的变化,标本作HE染色,显微镜下观察椎体、椎间盘的变化。结果:1.实验组2只幼猪因麻醉过量死亡;对照组中C组2只幼猪术后发生切口感染,1只痊愈,1只死亡。术后3个月A组3只、B组3只、C组4只、D组10只,体重40.4±8.0kg,身长89±7cm。术后3个月X线、螺旋CT检查未发生内固定器械的松动、断裂及拔出。在饲养过程中未见实验动物跛行、肌肉萎缩、神经性溃疡等脊髓、神经受压表现,未出现意外死亡。2.术后3个月X线及CT测量,对照组组内所有指标差异均不显著(P＞0.05);实验组与对照组椎管面积、椎管横径、椎管矢径、椎体横径、椎体矢径,无显著差异(P＞0.05);实验组较对照组椎体高度降低、L1～L3脊柱长度减小,有显著差异(P＜0.05);实验组L2椎体高度小于L1和L3,有显著差异(P＜0.05)。术后3个月,所有实验动物均未出现脊柱侧凸畸形,实验组10只实验家猪有7只出现了固定节段脊柱前凸畸形,2只出现后凸减小,1只出现后凸增大;3.大体及组织学观察:实验组10只猪脊柱L2椎体出现不同程度楔形变;固定节段椎间盘高度降低,椎体骺板厚度减少,骺板软骨细胞形态和排列异常。结论:椎弓根螺钉系统对脊柱发育有一定影响,主要是造成椎体高度降低、椎间隙减小,对椎管发育无明显影响,未造成明显的椎管狭窄和脊髓、神经根的损害。