腰椎人工髓核植入对上位邻近节段椎体椎间盘影响的生物力学研究论文

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1、腰椎人工髓核植入对上位邻近节段椎体椎间盘影响的生物力学研究论文徐红伟何晓君龚遂良【摘要】目的探讨腰椎人工髓核植入对邻近节段腰椎稳定性的生物力学影响。方法新鲜小牛腰椎脊柱标本8具，分别制备成正常组、腰椎髓核摘除组、人工髓核植入组模型，自体对照，分别记录髓核摘除后、人工髓核植入与正常组对腰椎邻近节段的应变及应力改变，以此评估其对腰椎生物力学稳定性的影响。结果单纯髓核摘除术后病变节段上方相邻节段椎体的应变明显下降（P＜0.05）；人工髓核植入后其相应部位的应变与正常相比仅有数值上的增加，无统计学意义（P＞0.05）；

2、髓核摘除后上位节段邻椎的椎体、椎间盘的应力均有增加，髓核植入后其应力基本恢复正常。结论人工髓核植入能有效维持上位相邻腰椎椎间盘、椎体的正常应力以及应变水平，维持脊柱正常的生物力学.freelechanicalchangesontheannulifibrosisandvertibralbodyoftheadjacentsegmentsontheconditionofPDNimplantation.MethodsTomeasturethevarietyofstressof8modelmadeoffreshcobar

3、spineonthreeconditions:normal,nucleotomy,PDNimplantation.Eachgroupeasuredundertheloadingofstatesofverticalpression,flexion,extention,andlateralbending.ResultsAfernucleotomythestressoftheadjacentsegmentsdecreasedsignificantlyplantationofPDN.Thepressureofverte

4、bralbodyandintervertibraldiscincreasedafternucleotomy.ConclusionsPDNimplantationcancorrectthebiomechanicaldisordersofspineafternucleotomyanddecreasethedegenerationofadjacentvertebre.【KeyPa，如果将髓核摘除后，则它的承载能力转移到椎体后部结构上。纤维环只能承受很小的应力与椎体相平衡，故邻近节段椎体的应力仅为1.26MPa，与正常

5、相比相差达68%，有显著性差异，长期会引起应力集中并加速椎体过度受力而导致退变。在髓核摘除后植入人工髓核，对邻近节段椎体的纵向应力会恢复到接近正常水平，平均应力为4.09MPa，同正常相比仅有3%的差异（P＞0.05），达到原来的应力水平，说明髓核植入能对邻近节段起到应力补偿作用，是有效的方法。2.3腰椎人工髓核植入对邻近节段椎间盘应变的影响人工髓核植入对邻近上节段椎间盘应变的影响结果见表1，从图表中说明：当正常生理载荷500N作用下，邻近节段的椎间盘的应变为943με，与原来节段的椎间盘的应变991με相比，

6、略为有所下降约5%（P＞0.05）左右，这是正常人椎体，椎间盘越向下节段应变不断减少的规律相一致，说明测试结果符合人体椎骨解剖结构的力学规律性。当椎间盘中髓核摘除后，可看到邻近椎间盘的应变增加，邻近节段椎间盘代偿作用明显，从原943με变为1962με，增加52%，有显著性差异(P＜0.05），应变的增加长期会引起邻近节段椎间盘的退变。当人工髓核植入之后，邻近节段椎间盘的应变会从摘除髓核后得到恢复，达到1014με［（比原来应变下降48%（P＜0.05）］，开始趋向并接近于正常椎间盘的应变943με(P＞0.0

7、5），可以说基本上达到了正常椎间盘的应变要求，说明人工髓核植入是有治疗价值的。2.4腰椎人工髓核植入对邻近节段椎间盘应力的影响正常的标本椎间盘的应力平均为1.42MPa，而本身椎间盘的应力1.49MPa，两者基本一致，仅相差5%左右，这是因为随着节段的下移椎间盘的应力不断变化的结果。椎间盘摘除后，对邻近节段椎间盘的应力同样会引起应力集中，平均为2.26MPa，比正常椎间盘的应力增加了37%，有显著性差异（P＜0.05），如果长此以往，长期的应力集中必然会引起邻近节段椎间盘的退变加剧。而在人工髓核植入后，其椎间盘

8、的应力为1.52MPa，与正常相比仅差7%，无显著性差异。3讨论从本离体动物标本力学实验引证人体腰椎间盘突出后，椎间盘髓核摘除是现今被采用的手术治疗方法。然而，近来研究表明大约＞50%患者最终将罹患上、下腰椎的诸多并发症。另外，脊柱融合能够有效地治疗椎间盘源性疼痛，但会导致相邻或远处节段生物力学改变，进一步造成腰椎结构改变导致的疼痛。因此根据各种生物力学研究分析，假设如果能有类似椎间盘