20世纪60年代以来,随着临床上出现的各种颈椎管扩大成形术逐渐取代后路椎板切除术,颈椎管扩大成形术被公认为是既可以治疗颈椎管狭窄同时又能完好保留椎板的最有效方法之一[1, 2],尤其是单开门颈椎管扩大成形术因其具有较多的优点而在临床上广泛应用[3]。如何将掀开的椎板进行牢固固定,手术方式很多,常见的有出现较早的椎旁肌关节囊悬吊法、棘突重建法、改良侧块螺钉锚定法、侧块钉板固定法以及近年来应用较为广泛的微型钛钉-钛板固定法。然而,据文献报道,单开门椎管扩大成形术后并发症多种多样[4, 5]。由于维持椎板“开门”状态的力学支持不足,以及多种原因造成对掀开椎板的挤压,进而导致掀开的椎板发生再关门现象,是该术式最主要、最严重的并发症。微型钛钉-钛板固定法虽然在开门侧的椎板和侧块处提供了一定的力学支持,但仍存在一定的缺陷与不足,如门轴侧提供力学保护不够、无法较好地分散来自颈椎后方的压力及整体稳定性欠佳等。因此,如何更好地保护椎板开门后的骨性颈椎椎管,防止掀开椎板“再关门”现象的发生及门轴侧铰链的塌陷,从而提高内固定物整体的抗压性及稳定性,成为脊柱外科医生亟需解决的难题。本课题组研究设计了一种新型改良颈椎后路单开门微型钛钉-钛板,通过生物力学实验,比较了新型钉板与传统微型钛钉-钛板生物力学性能方面的差异,目的在于推广新型钉板的临床应用,并寻求一种在单开门椎管扩大成形术后可同时实现颈椎椎管生理性及稳定性重建的有效方法。研究目的:通过生物力学实验对比,研究新型改良单开门微型钛钉-钛板的生物力学性能,进而推广其临床应用,并寻求一种在单开门椎管扩大成形术后可同时实现颈椎椎管生理性及稳定性重建的有效方法。研究方法:选用8具无损伤的新鲜人尸体颈椎标本(由第四军医大学解剖教研室提供),每具选取C3-C7节段。经随机化处理分为两组:A组:4具颈椎标本,共20节段。每个颈椎节段模拟单开门颈椎管扩大成形术,术中安装新型改良单开门微型钛钉-钛板内固定;B组:4具颈椎标本,共20节段。每节段颈椎标本模拟同样手术操作,安装传统单开门微型钛钉-钛板内固定(centerpiece钉板)。应用MTS880生物材料实验机对各颈椎节段进行生物力学性能测试,于标本正后方垂直向下加载载荷,直至掀开的椎板完全关门。描记载荷-位移曲线,记录每个标本的最大负荷及关门时负荷,并计算从加载载荷至开门椎板完全关闭时的功耗,关门过程中的功耗由载荷-位移曲线的峰值和曲线积分按梯形面积求和计算得出[6]。采用SPSS16.0统计学软件,计量资料以x±s表示,两组标本生物力学测试的数据结果采用两独立样本t检验进行比较,选用P<0.05作为统计学显著性界值。研究结果:椎板再关门过程中新型改良钛钉-钛板组和传统钉板组的最大负荷平均分别为(873.61±154.40)N、(297.17±133.41) N,完全关门时负荷平均分别为(812.98±141.79)N、(145.77±59.21) N,功耗平均分别为(5.95±0.83)J、(1.65±0.70) J,两组间比较差异均有统计学意义(P <0.01)。以每个节段测得的数据结果可得出两种钉板的压缩位移-压缩力的曲线,曲线上可见新型改良钉板在最大负荷、关门时负荷及相同压缩位移条件下对应曲线下面积(功耗)等方面均高于传统钉板。研究结论:经生物力学测试实验证明,新型改良钉板与传统钉板相比较具有以下三方面优势:1、新型改良单开门微型钛钉-钛板不仅能够在开门侧提供力学支持,同时在门轴侧行侧块固定,既防止掀开的椎板发生再关门,又可避免门轴侧铰链的塌陷;2、新型改良钉板在重建的骨性椎管外构建形成一层新的“刚性椎管”,对掀开的椎板进行更强力的刚性保护,能够通过两侧侧块和钛钉最大限度地分散来自钛板顶部的压力,从而提供更好的生物力学支持,进而维持椎板理想的“开门”状态;3、新型改良钛板采用拱桥形设计,可提供更好的即刻稳定性及抗压性,从而达到颈椎椎管生理性重建和稳定性重建的双重目的。