下颈椎前路椎弓根螺钉人工椎体系统的生物力学研究

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1、南方医科大学2011级硕士学位论文下颈椎前路椎弓根螺钉人工椎体系统的生物力学研究BiomechanicalstudyofanteriortranspedicularJ●●-●·●●●-J●SCreW—artltlCIaIVerteDraIlIXatlOninlowercerVicalspine课题来源：国家自然科学基金(31170903)学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院吴卫东欧阳钧人体解剖与组织胚胎学学术型硕士基础医学院2014年5月1O日广州硕士学位论文塑触一下颈椎前路椎弓根螺钉人工

2、椎体系统的生物力学研究硕士研究生：吴卫东指导教师：欧阳钧教授摘要研究背景椎弓根螺钉固定技术是Boucher在1959年首次提出的一种脊柱融合固定方法，由于置入的螺钉与周围的脊髓、神经根和血管的关系密切，手术存在着较大的风险，所以历经40年的研究与发展，在1999年被美国食品和药物管理局(FoodaJldDmgAdIllinistration，FDA)批准作为体内植入器械正式进入了临床应用。起初该项技术主要应用于胸腰椎的后路融合固定，鉴于其固定融合效果优良，1994年AbuIIli等将其移植应用于颈椎手术

3、的融合固定，取得满意的疗效。1997年Jones等证实了颈椎后路椎弓根螺钉具有卓越稳定的生物力学性能，但相对于胸腰椎而言，颈椎的椎弓根直径较细，且有椎动脉在横突孔内走行，因此对椎弓根固定手术提出了更高的要求。2000年AbuIIli提出了后路颈椎椎弓根螺钉的概念并报道了300例成功的临床应用，自此开始涌现了大量的后路颈椎椎弓根螺钉固定技术相关的体外解剖学研究和l临床应用研究报道。颈椎的椎弓根是皮质骨最多的部位，椎弓根螺钉和皮质骨的固定可以提供非常强大的抗拔出力。相关研究证实，椎弓根螺钉固定技术提供的抗拔

4、出力远高于椎体侧块螺钉固定技术和椎体钉(vembralBodyScrew，VBS)的固定技术。生物力学研究和临床随访均证实后路颈椎椎弓根螺钉固定对骨质疏松、严重的颈椎损伤和退行性病变病人可以提供较强的稳定性。因而近10多年来颈椎后路椎弓根螺钉固定摘要技术日趋成熟，目前已成为多种颈椎疾病的主要治疗手段。虽然颈椎后路椎弓根螺钉固定系统具有良好的稳定性，然而颈椎的创伤、退行性病变、肿瘤等病理性疾病多发生于椎体前部，因此颈椎前路钢板(AnteriorPlateFixation，AP)融合固定技术成为颈椎手术的主

5、要治疗方式，在一定程度上限制了椎弓根螺钉固定技术的使用。1952年LeroyAbbott首先开展了颈椎前路手术，随着脊柱外科的不断发展，颈椎前路融合技术有了飞速的发展，从单纯的植骨融合到植骨加AP固定，再到颈椎Cage，人工椎间盘技术等等。单节段或多节段减压加植骨融合的钢板内固定手术是解决这类颈椎疾患的经典术式，并且效果良好。相对于后路手术而言，前路手术的主要优势是不损伤椎旁肌，而且AP的固定可以到达Tl水平。然而对于一个稳定性丧失的颈椎三柱损伤，或者超过三个节段的椎体切除病例，目前所使用的颈椎AP系统

6、并不能提供足够的稳定性，因而在这些病例的治疗中受到限制。所以对于颈椎单节段三柱损伤或多节段椎体切除的患者，经常需要同时联合进行后路椎弓根螺钉内固定手术，进而不仅增加了手术的复杂度、风险率和并发症，也同时增加了患者的创伤度和死亡率。尽管单节段或多节段颈椎前路内固定器械的刚度和强度一直在改进完善，但是内固定器械带来的并发症仍然和内固定的部位和方法有关，并且在多节段和骨质疏松中愈发明显。因此，在一些颈椎的翻修手术或者长节段椎体切除术的初次手术中，往往需要在进行前路手术的同时进行后路的辅助固定手术，以重建颈椎的

7、稳定性和生理弯曲。然而同时进行前后入路的两次手术，则极大地增加了患者的死亡率和各种并发症的发生率，并且增加了患者精神上和物质上的负担。影响颈椎AP固定效果的另外一个因素是骨质疏松。对于骨质疏松的颈椎创伤或退行性疾病的病例，其骨质疏松的椎体也不足以对颈椎AP的椎体钉产生足够的把持力，手术重建后的稳定性并不能得到保证。目前，中国正快速步入老龄化社会，60岁以上老年入有约1．69亿。预计2050年中国60岁以上老年人将占三成，达31％。按照这个预测比例，按照中国现有人口来算，到2050年中国的II硕士学位论文

8、60岁以上老年人将有4亿之多，到时绝对数量可能还会更多，而相关调查表明60岁以上的老年人骨质疏松比例达到60％以上。人口老龄化的发展趋势对传统的颈椎前路手术治疗方案也提出了新的挑战，所以如何将传统前路和传统后路固定的优点整合在前方入路的手术中是一个急需解决的问题。2008年Koller提出颈椎前路椎弓根螺钉(ceⅣicalAnteriorTraIlspedicularScrew，ATPS)固定技术这一崭新设想来解决此难题，并进行了部分研究工