论文部分内容阅读
目的：本研究有两个方面的目的：一，通过对正常成人尸体下颈椎 C3-7椎弓根进行解剖学测量，得到各椎弓根4个壁骨皮质厚度、松质骨宽度、深度，记录所有实测数据并输入计算机对其进行分析，研究普通人中C3、4是否存在特异性，C3、4植入椎弓根螺钉的安全性；二，通过植入颈椎弓根螺钉实验得到C3、4达到最大拔出强度时的最适宜椎弓根螺钉尺寸，研究最大拔出力与骨密度有无关联性，评价其生物力学特性，给临床C3、4椎弓根螺钉植入一定的指导价值。 材料与方法： 材料1.新鲜完整人体下颈椎标本8具，来自广州医科大学解剖教研室，所有标本均摄正侧位X线片，以排除异常畸形、肿瘤等异常，剔除周边肌肉、筋膜，分离成单个椎骨，注意保持骨结构完整。标本用双层塑料袋密封后，于-20℃冰箱保存。实验前12h取出标本，室温下自然解冻。2.某椎弓根螺钉产家的2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.5mm直径大小椎弓根螺钉，每一款直径的椎弓根螺钉包括20、25、30、35mm长度型号的椎弓根螺钉。3.聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethyl methacrylate，PMMA)及医用的钢缆直径1mm、3mm各50m，钢缆锁扣若干。 实验方法： 1.用螺旋CT64层扫描仪（德国西门子公司）对标本进行C3～ C71 mm薄层厚度的椎体三维扫描。扫描后的图像输入到计算机软件进行多平面重组处理，测量每个椎体的椎弓根的4个骨壁皮质厚度及椎弓根松质骨的宽度、深度。 2.骨密度(bone mineral density，BMD)测定：颈椎所有标本采用双能X线骨密度测定仪（LUNAR Prodigy，美国GE公司）测试颈3、4椎体BMD(g／cm2)，并逐一记录测试结果。 3.在Orbic-3D三维导航系统支持下，确定颈3、4椎弓根螺钉入钉点、入钉角度并植入同一最大长度30mm（最大长度螺钉均可穿透椎体后缘骨质）不同直径2.2mm（A组）、2.4mm（B组）、2.6mm（C组）、2.8mm（D组）、3.0mm（E组）、3.5mm（F组）的颈3、4椎弓根钉。检测最大长度下不同直径的颈3、4椎弓根钉的抗拔出力，得出抗拔出力达到最大的螺钉直径。对其中符合理想直径的颈3、4椎弓根钉分别植入不同长度20mm、25mm、30mm、35mm的椎弓根螺钉并CT扫描合格后，行生物力学抗拔出实验，测得理想颈3、4椎弓根钉长度，从而得到C3、4最适宜椎弓根螺钉。 4.实验测得C3～7四个骨壁皮质厚度、椎弓根松质骨宽度、深度，植入不同椎弓根螺钉的抗拔出力及固定旋转角度的相对扭矩(刚度)，C3、4骨密度。运用SPSS统计软件计算均值，行统计学分析并将各组间内固定后模型方差分析、配对t检验比较，以及进行组间多重比较。 结果： 1.(1)颈椎C3～7椎弓根三维CT扫描本组颈椎各个骨壁皮质厚度的结果，内侧皮质最厚，其次是上侧、下侧皮质，外侧骨皮质最为薄弱。根据方差分析检验结果，内侧壁厚度与其他各壁比较差异有统计学意义（P＜0.05)，C3-C7椎弓根各个壁皮质厚度相互比较无统计学意义（P＞0.05)。(2)C3-C7椎弓根松质骨宽度逐步变大(2．74～4．08 mm)，C3、4与C5、6、7椎弓根松质骨宽度的差异有统计学意义（P＜0.05)，左右侧差异无统计学意义（P＞0.05)。(3)C3-C7椎弓根松质骨深度逐步变大（32.84～37.09 mm），C3、4与C5、6、7椎弓根松质骨深度的差异有统计学意义（P＜0.05)，左右侧之间差异无统计学意义（P＞0.05)。 2.相同螺钉长度（30mm）不同直径2.2mm（A组）、2.4mm（B组）、2.6mm（C组）、2.8mm（D组）、3.0mm（E组）、3.5mm（F组）颈3、4椎弓根钉植入，A组拔出力183.66±27.40N，B组拔出力214.35±30.21N，C组拔出力343.43±25.68N，D组拔出力362.66±31.83N,E组拔出力371.23±22.40N,F组拔出力383.61±31.58N。从统计学上运用方差分析结果，最强抗拔出力A组、B组、C组比较差异有统计学意义（P<0.05)，C组、D组、E组、F组在统计学上无明显差异（P>0.05)。 根据载荷-位移数据表及曲线图得知，在施加拔出力时的位移 A组和B组差异无显著性（P>0.05),两组间的曲线斜率大概一致，所受到的拔出力而产生的位移距离大概一致。而C、D、E、F组间施加拔出力时的位移距离无显著性差异（P>0.05)，同时剩余四组的曲线斜率近似一条曲线，说明各组间所受到的拔出力而产生的位移距离大概一致。 3.相同直径2.6mm（C组）不同长度20mm（C1组）、25mm（C2组）、30mm（C3组）、35mm（C4组）椎弓根螺钉植入，C1组抗拔出力96.83±23.40N，C2组抗拔出力143.34±28.43N，C3组抗拔出力313.66±30.54N，C4组抗拔出力343.43±42.20N。从统计学上运用配对t检验分析，抗拔出力C1组、C2组在统计学上无明显差异（P>0.05)，C2组与 C3组在统计学上有明显差异（P<0.05),C3组与C4组螺钉抗拔出力的差异无统计学意义（P>0.05)。 根据载荷-位移数据表及曲线图得知，C1组和C2组在施加拔出力时的位移差异无显著性（P>0.05),两组间的曲线斜率大概一致，所受到的拔出力而产生的位移距离大概一致。而C3、C4组间施加拔出力时的位移距离无显著性差异（P>0.05)，同时这两组间的曲线斜率近似一条曲线，说明各组间所受到的拔出力而产生的位移距离大概一致。 4.使用“刚度”来表示颈椎内固定的抗拔出强度（指椎体在载荷作用下，抵抗变形能力的大小）。根据公式颈椎刚度EF=E／△L(E为载荷，△L为相对位移值)，在载荷相同时，颈椎刚度与相对位移成反比，即相对位移越小，刚度就越大。经比较和评价各种固定方法的拔出强度，得出10种不同内固定下的刚度值（EF越大，说明内固定螺钉抗拔出强度越好）。A组轴向刚度：5.1±1.02N/mm，B组轴向刚度：8.64±2.40N/mm，C组轴向刚度：11.07±1.37N/mm，D组轴向刚度：11.19±0.76N/mm，E组轴向刚度：10.85±0.65N/mm，F组轴向刚度：11.45±0.47N/mm。从统计学上运用方差分析，A组、B组、C组在统计学上有明显差异（P<0.05)，C组、D组、E组、F组在统计学上无明显差异（P>0.05)。C1组轴向刚度：7.32±0.01N/mm，C2组轴向刚度：8.74±1.79N/mm，C3组轴向刚度：10.30±1.62N/mm，C4组轴向刚度：9.35±2.29N/mm，从统计学上运用配对t检验分析结果，C1组、C2组在统计学上无明显差异（P>0.05)，C2组与C3组在统计学上有明显差异（P<0.05),C3组与C4组螺钉拔出力的差异无统计学意义（P>0.05)。 5.骨密度（BMD）与轴向拔出力具有直线线性关系，线性方程：y=564.86x-89.972,复相关系数R2=0.8321，相关系数R=0.912，P<0.0l。 结论： 1.C3～7椎弓根4个骨壁皮质厚度中，内侧皮质最厚，其次是上侧、下侧皮质，外侧骨皮质最为薄弱，对临床置钉有一定参考意义：偏向内侧较为安全。 2.下颈椎中C3、4椎弓根与C5、6、7椎弓根存在差异，在椎弓根钉选择上应偏向更小的椎弓根螺钉。最适宜螺钉为直径2.6mm，长度为30mm大小的螺钉，具有良好的“紧握”作用，抗拔出力最佳。 3.螺钉抗拔出力与椎弓根的骨密度成正相关，标本骨密度越高，抗拔出力越强。