一、牛胸腰椎椎體切除后不同內(nèi)植物的極限力學(xué)性能測試（論文文獻(xiàn)綜述）
陳飛飛[1]（2020）在《經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)的可行性研究》文中研究表明研究背景:針對腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥等脊柱領(lǐng)域常見病、多發(fā)病,經(jīng)過保守治療無效后,我們往往會采取開放手術(shù)的治療方式。腰椎后路融合手術(shù)是治療腰椎退行性病變的經(jīng)典手術(shù)方式之一,已有100多年的發(fā)展歷史。臨床實踐表明,腰椎融合固定術(shù)可有效改善脊柱的失平衡狀態(tài),維持手術(shù)節(jié)段的穩(wěn)定性,促進(jìn)椎間隙的融合。但是,堅強(qiáng)的內(nèi)固定會使病變節(jié)段原有活動度減少,相鄰節(jié)段代償性增加運動幅度,進(jìn)而引起相鄰節(jié)段椎間盤、小關(guān)節(jié)應(yīng)力分布異常,加速相鄰節(jié)段退變。與此同時存在的創(chuàng)傷大、出血多、花費高、恢復(fù)時間長、術(shù)后殘留下腰痛等缺點,不容小視。當(dāng)今,脊柱手術(shù)整體向微創(chuàng)方向發(fā)展,從最開始的微創(chuàng)經(jīng)椎間孔腰椎間融合術(shù)（MIS-TLIF）到目前從韓國引進(jìn)的大熱的UBE技術(shù),這些技術(shù)從一定程度上促進(jìn)了脊柱微創(chuàng)的發(fā)展,同樣也存在“假微創(chuàng)、真開放”、“大通道、多通道”、“多切口、大切口”、“減壓、融合與固定獨立分開、各自為戰(zhàn)”、“需要全麻或者硬膜外麻醉方式”、“術(shù)中需要變換手術(shù)體位”、“開放大cage,不能撐開、不能固定”等特點。針對目前脊柱微創(chuàng)領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀,我們課題組設(shè)想能否根據(jù)胸椎根外固定的思路、啟示,借助于目前的脊柱微創(chuàng)內(nèi)鏡技術(shù),借鑒頸椎零切跡鋼板、可膨脹椎間融合器的設(shè)計靈感,發(fā)明一種手術(shù)技術(shù)或者匹配的脊柱微創(chuàng)器械,在目前常規(guī)椎間孔鏡單一 7.5mm通道下通過安全三角（kambin’s triangle）,完成腰椎間減壓、融合、固定三大任務(wù)的一站式完成,減少手術(shù)創(chuàng)傷,實現(xiàn)真正意義的微創(chuàng)技術(shù)。目的:1、受到胸椎椎弓根根外固定的啟示,我們創(chuàng)造性的提出了通過Kambin’s三角經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù),通過影像解剖、神經(jīng)影像學(xué)的測量、評估,評價其解剖可行性及神經(jīng)安全性。2、為下一步研發(fā)新技術(shù)相關(guān)的脊柱微創(chuàng)器械（新型一體化可固定椎間融合器）提供解剖學(xué)參數(shù),并對其進(jìn)行有限元分析。方法:1、早期對45具胸椎干骨標(biāo)本進(jìn)行測量,重點測量椎弓根-肋骨復(fù)合體中骨性結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系,即測量橫突中線與椎體的解剖對應(yīng)關(guān)系、橫突與椎弓根的解剖關(guān)系、橫突與肋骨的解剖關(guān)系以及椎弓根與肋骨的解剖關(guān)系。得到啟發(fā),是否可尋找腰椎椎弓根根外固定的新方法,即經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)。2、為證實該技術(shù)的解剖可行性,分別收集山東省立醫(yī)院60名（男性22人,女性38人）進(jìn)行腰椎CT掃描的志愿者,將掃描信息傳至GEAW4.4工作站。測量腰椎體后角（P點）到對側(cè)前角相應(yīng)靶點（A:對側(cè)前中1/3中點;B:對側(cè)前中點;C:對側(cè)中中點;D:對側(cè)前中1/3上點;E:對側(cè)前上點;F:對側(cè)中上點）的距離及各徑線分別在矢狀位、橫斷位與相應(yīng)椎體終板平行線的夾角（a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3）,并做統(tǒng)計學(xué)分析。3、該技術(shù)的入路是經(jīng)由安全三角來實現(xiàn)的,安全三角區(qū)域能否為該技術(shù)提供技術(shù)可行性,不對硬膜囊/行走神經(jīng)根、出口神經(jīng)根產(chǎn)生損害。對60名志愿者（男性27人,女性33人）在山東省立醫(yī)院接受腰椎MR檢查,并將其檢查結(jié)果數(shù)據(jù)上傳至飛利浦（Achieva 1.5 T MR）工作站。預(yù)設(shè)三個腰椎體后角斜向固定工作靶點（P1、P2、P3）,分別測量它們在冠狀位、矢狀位上到達(dá)出口神經(jīng)根、硬膜囊/行走神經(jīng)根的距離,上下終板平面出口神經(jīng)根到硬膜囊/行走神經(jīng)根的距離,并做統(tǒng)計學(xué)分析。4、新技術(shù)的實現(xiàn)對脊柱微創(chuàng)（經(jīng)皮椎間孔鏡下）器械提出了迫切需求。我們根據(jù)新技術(shù)特點設(shè)計了一款可在單一常規(guī)7.5mm套筒下實現(xiàn)減壓、融合與固定一站式完成的新型一體化可固定椎間融合器。同時對此款新型一體化可固定椎間融合器進(jìn)行有限元分析,間接評估其臨床效用。結(jié)果:1、男女標(biāo)本解剖參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。由于橫突與椎弓根的解剖關(guān)系,橫突中線位于椎弓根上、下邊界的范圍內(nèi)。橫突中線在T6[（1.36±1.20）mm]和T7[（0.82±1.01）mm]處更接近椎弓根中線。橫突中線在T11[（4.96±0.89）mm]和T12[（5.09±0.99）mm]處遠(yuǎn)離椎弓根中線。橫突中線至椎弓根上緣的距離由T1[（4.32±1.28）mm]逐漸增大至T12[（12.31±1.03）mm]。橫突中線至椎弓根下緣的距離由T1[（-6.60±1.02）mm]逐漸減小至T12[（-1.87±1.02）mm]。橫突中線位于T1至T9椎弓根下緣上方約4mm處。橫突中線位于T10到T12椎弓根下緣約1-2 mm。為了研究橫突與肋骨的解剖關(guān)系,肋骨在胸橫突的前外側(cè)從T1到T8重疊。但是肋骨在T9到T12的橫突中有一小部分重疊。橫突與肋間重疊高度由T1[（5.32±1.08）mm]到 T12[（0.31 ±0.66）mm]先增大后減小,在T5[（10.92±1.22）mm]處達(dá)到最大值。對于橫突與椎體的相對位置,橫突中線對應(yīng)于椎體上1/3或中1/3的下半部分。橫突中線至椎體上緣的距離由T1[（4.99±0.65）mm]逐漸增大至T12[（10.11±1.43）mm]。橫突中線到椎體下緣的距離由 T1[（10.17±1.36）mm]到 T12[（9.18±0.93）mm]先增大后減小,在T5[（11.96±0.91）mm]處達(dá)到最大值。椎體橫突中線到椎體中線的距離變化不大,在2mm-4mm之間波動。在椎弓根與肋骨的解剖關(guān)系上,椎弓根在前外側(cè)T1-T6之間完全重疊,在T7-T9之間大部分重疊（約4/5）。但從T10到T12,肋骨部分重疊（約3/4）。椎弓根與肋骨重疊高度由T1[（6.12± 1.18）mm]到T12[（3.90± 1.04）mm]先升高后降低,在T5[（11.12±1.22）mm]時達(dá)到最大值。2、腰椎體后角斜向固定過程中各路徑可分為兩組,中份組中,PC路徑最短,PA路徑和PB路徑差距不大（P=0.123）,無統(tǒng)計學(xué)意義。全長組中,PF路徑最短,PD路徑和PE路徑差距不大（P=0.177）,無統(tǒng)計學(xué)意義。腰椎體后角斜向固定各路徑從L1到S1整體呈現(xiàn)依次增大趨勢,其中以PA路徑、PD路徑最明顯,PB路徑、PE路徑次之;PC路徑、PF路徑先增大后減小。PE為腰椎體后角斜向固定最理想的路徑,其上行路徑呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,在L3處到達(dá)最高;其下行路徑呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,在L5處下降最低。腰椎體后角斜向固定各路徑在矢狀位上的夾角a1、a2、a3、b1、b2、b3以及橫斷位上的夾角c1、c2、c3差異較大（P=0.000）,有統(tǒng)計學(xué)意義;即 a1>a2>a3、b1>b2>b3、c1<c2<c3。矢狀位下行路徑的角度中b1、b2、b3變化明顯且一致,呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,均在L3處最小,S1處最大;矢狀位上行路徑的角度中a1、a2變化一致,呈現(xiàn)增大趨勢,a3先減小后增大,在L4處最小,L5處最大。橫斷位路徑角度中c1、c2、c3變化一致,呈現(xiàn)先增大后減小趨勢,其中cl、c2在L2處最大,c3在L3處最大,均在S1處最小。3、在L1/2-L5/S1各節(jié)段,各靶點（P1,P2,P3）到同側(cè)出口神經(jīng)根、硬膜囊/行走神經(jīng)根的距離c1、c2、c3、c4、c5、c6雙側(cè)配對t檢驗p值均大于0.05;同節(jié)段各靶點雙側(cè)比較,其差異無統(tǒng)計學(xué)意義,故將雙側(cè)合并進(jìn)行均值的計算。c1、c2、c3、c4、c5、c6均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,自L1/2逐漸增大,L4/5最大,后L5/S1稍減小。隨著靶點P1,P2,P3沿著椎間盤后緣水平中線向外側(cè)移動,到硬膜囊、行走神經(jīng)根的距離逐漸增大、到出口根的距離逐漸減小。靶點P1到出口根的距離明顯大于到硬膜囊/行走根的距離,二者相差約1-3mm;靶點P3到出口根的距離明顯小于到硬膜囊/行走根的距離,二者相差約1-3mm;而靶點P2到出口根的距離和到硬膜囊/行走根的距離各節(jié)段相差不大,均數(shù)相差均在1mm以內(nèi)。上、下終板平面水平出口神經(jīng)根到硬膜囊/行走神經(jīng)根的距離d1、d2均逐漸增大（P<0.0001）,且下終板平面數(shù)值均大于上終板平面（P<0.05）。各節(jié)段分別在上下終板平面左右兩側(cè)數(shù)值比較差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.26）。在L1/2-L5/S1各節(jié)段,各靶點（P1,P2,P3）切面水平上、下位椎體后下、上角投影點到出口神經(jīng)根的距離s1、s2、s3、s4、s5、s6雙側(cè)配對t檢驗p值均大于0.05;同節(jié)段雙側(cè)比較,其差異無統(tǒng)計學(xué)意義,故將雙側(cè)合并進(jìn)行均值的計算。矢狀位上,隨著靶點（P1,P2,P3）切面的外移,s1,s3,s5逐漸減小,即s1>s3>s5;s2,s4,s6逐漸減小,即s2>s4>s6;在各個節(jié)段,均呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,L1/2節(jié)段最小,L5/S1節(jié)段最大。4、我們根據(jù)新技術(shù)對于脊柱微創(chuàng)器械的迫切需求,早期設(shè)計了四項專利（兩項發(fā)明專利+兩項實用新型專利）,分別是:一種自導(dǎo)向撐開鏡下可固定椎間融合器、一種自導(dǎo)向四面可撐開鏡下植骨椎間融合器、一種可自控保護(hù)神經(jīng)血管的腰椎間孔鏡工作套筒、一種自導(dǎo)向可鏡下植骨椎間融合器。5、建立新型一體化可固定椎間融合器有限元模型,導(dǎo)入Abaqus 6.14-4軟件中進(jìn)行有限元分析。Model A（8mm融合器）共有223281個節(jié)點551584個單元,ModelB（10mm融合器）共有223413個節(jié)點552141個單元,Model C（12mm融合器）共有223507個節(jié)點552497個單元。約束L5椎體下表面的自由度為0,在L4椎體上表面向終板施加負(fù)荷為400N的垂直于水平面壓力模擬正常人腰椎承載重力,在前屈、后伸、左右側(cè)彎、左右旋轉(zhuǎn)的方向上分別施加7.5Nm的純扭矩,分前屈、后伸、左右旋轉(zhuǎn)和左右側(cè)曲等6種運動狀態(tài)加載。記錄不同手術(shù)模型中椎體、固定螺釘、融合器的最大應(yīng)力和最大位移值。結(jié)論:1、胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體是一個三維解剖結(jié)構(gòu)。椎弓根、橫突、肋骨不在同一平面上,在不同節(jié)段中相對位置不同。椎弓根-肋骨復(fù)合體螺釘固定在解剖學(xué)上是可行的,可作為胸椎椎弓根螺釘固定的有效補(bǔ)充。2、經(jīng)Kambin’s三角經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)（即PET0FPC技術(shù)）具有解剖可行性,同時為新型一體化可固定椎間融合器的設(shè)計和制作提供解剖學(xué)參數(shù)。3、Kambin’s三角可作為腰椎體后角斜向固定的工作區(qū)域,但實際安全區(qū)域比理論上的范圍要小。椎弓根中內(nèi)1/3縱垂線與椎間盤后緣水平中線的交點（P2）為腰椎體后角斜向固定技術(shù)的最優(yōu)“靶點”。實現(xiàn)脊柱內(nèi)鏡下單一通道徹底減壓、融合固定一站式完成,具有神經(jīng)安全性。4、以新型一體化可固定椎間融合器為代表的一系列相應(yīng)的脊柱微創(chuàng)（經(jīng)皮椎間孔鏡下）器械被設(shè)計研發(fā)出來,其中四項專利申請已被國家知識產(chǎn)權(quán)局受理,其他專利正在積極申報過程中。5、新型一體化可固定椎間融合器,從有限元分析工程力學(xué)中表明,具有較高的強(qiáng)度,能夠承受人體腰椎活動的負(fù)荷,并且不會破壞鄰近終板造成融合器沉降,能夠很好的實現(xiàn)椎間融合。
浣溢帆[2]（2019）在《3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器的研發(fā)及機(jī)械力學(xué)測試》文中研究說明目的:本課題以頸椎解剖結(jié)構(gòu)為依據(jù),設(shè)計并研制出基于3D打印技術(shù)的新型頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器,并通過機(jī)械力學(xué)測試驗證該網(wǎng)式融合器的力學(xué)安全性及有效性。方法:1、收集104例國人頸椎影像學(xué)數(shù)據(jù)資料,依據(jù)頸椎CT數(shù)據(jù)建立三維模型,測量椎體節(jié)段終板前后徑、左右徑、傾斜角及椎體節(jié)段高度等解剖學(xué)數(shù)據(jù)并分析頸椎解剖學(xué)特征及各測量值范圍。在總結(jié)現(xiàn)有網(wǎng)式融合器（鈦網(wǎng)）設(shè)計的基礎(chǔ)上,根據(jù)解剖學(xué)測量數(shù)據(jù)設(shè)計新型3D打印多孔型金屬網(wǎng)式融合器（3D打印鈦網(wǎng)）,并對其進(jìn)行尸體標(biāo)本操作實驗驗證。2、以傳統(tǒng)網(wǎng)式融合器（傳統(tǒng)頸椎鈦網(wǎng)）為研究對照,對3D打印多孔型金屬網(wǎng)式融合器進(jìn)行機(jī)械力學(xué)性能測試,驗證其作為頸椎內(nèi)植物的力學(xué)安全性及有效性。結(jié)果:1、從104例國人頸椎影像學(xué)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計分析可知:椎體節(jié)段上端終板傾斜角∠α（4.50°±3.82°）大于椎體節(jié)段下端終板傾斜角∠β（3.96°±3.35°）（P<0.05）;椎體節(jié)段前后緣平均高度（21.26mm±1.87mm）;頸椎椎體終板寬度（24.70mm±3.09mm）、深度（15.24mm±1.39mm）。椎體終板寬度、深度均從C3-C7節(jié)段整體呈逐漸上升的趨勢分布（P寬<0.05,P深<0.05）,男女比較差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P寬<0.05,P深<0.05）。2、針對傳統(tǒng)頸椎鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與人體頸椎的解剖結(jié)構(gòu)差異,本研究對鈦網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計并研制3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器（3D打印鈦網(wǎng)）。本融合器依據(jù)頸椎解剖學(xué)測量參數(shù),設(shè)置有不同梯度化規(guī)格,使融合器與人頸椎解剖結(jié)構(gòu)相適應(yīng);同時結(jié)合3D打印技術(shù)制造的桁架結(jié)構(gòu)（類骨小梁結(jié)構(gòu)）能改善融合器力學(xué)性能,從而減少傳統(tǒng)頸椎鈦網(wǎng)因結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷及力學(xué)性能不匹配造成的植入物下沉,植骨不融合情況。3、靜態(tài)力學(xué)實驗中,實驗組（3D打印鈦網(wǎng)組）壓縮剛度（12799.55N/mm±823.23 N/mm）高于對照組（傳統(tǒng)頸椎鈦網(wǎng)組）壓縮剛度（10733.43N/mm±1516.71N/mm）,擁有更佳的抗軸向壓縮性能。同時實驗組模擬骨剛度KP值（269.96 N/mm±16.65 N/mm）大于對照組模擬骨剛度KP值（174.92 N/mm±14.21 N/mm）,說明實驗組鈦網(wǎng)具有更好的抗沉陷性能。在動態(tài)力學(xué)實驗測試中實驗組抗疲勞力學(xué)性能低于對照組,在正常生理疲勞載荷下,兩組融合器均能滿足椎體間支撐的力學(xué)要求。結(jié)論:1、依據(jù)頸椎解剖學(xué)測量結(jié)果設(shè)計的3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器,與頸椎解剖結(jié)構(gòu)相匹配,能有效重建頸椎解剖結(jié)構(gòu)。2、3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器與傳統(tǒng)頸椎鈦網(wǎng)相比,在滿足臨床力學(xué)需求的同時,有更高的抗軸向壓縮與抗沉陷性能。
趙志輝[3]（2016）在《人工椎體非融合技術(shù)的實現(xiàn)及其有限元分析》文中研究表明目的:（1）在框架式人工椎體的基礎(chǔ)上,通過對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),實現(xiàn)脊柱功能單位的萬向運動、減震功能,即實現(xiàn)人工椎體的非融合技術(shù)。（2）通過逆向工程技術(shù),應(yīng)用計算機(jī)軟件建立非融合技術(shù)人工椎體置換的三維有限元模型,并進(jìn)行有限元力學(xué)分析,檢測非融合技術(shù)人工椎體的生物力學(xué)合理性。方法:（1）采集成年健康志愿者腰椎負(fù)重及非負(fù)重位X線片,在側(cè)位X線片上測量腰椎間盤的高度,以及椎體節(jié)段的高度、椎體的前后徑;在正位X線片上測量椎體橫徑。依據(jù)測量所得數(shù)據(jù),對既往的框架式人工椎體進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計改進(jìn)。經(jīng)過反復(fù)改進(jìn)及測試,最終選擇6080邵氏硬度的硅膠作為人工椎間盤的替代物,來實現(xiàn)脊柱功能單位的萬向運動、減震功能,并把硅膠間盤與上下托板、立柱的連接方式設(shè)計為“鑲嵌式”。根據(jù)椎體大小的不同,將間盤、立柱、托板設(shè)計為大小不同的規(guī)格。（2）采集成年健康志愿者胸腰段椎體CT圖像數(shù)據(jù)。將采集所得的CT圖像數(shù)據(jù)以DICOM格式,直接導(dǎo)入Mimics軟件。應(yīng)用Mimics軟件強(qiáng)大的圖像處理功能,對椎體組織進(jìn)行提取,通過填充、去除噪點對胸11、胸12及腰1椎體進(jìn)行處理,然后計算其相應(yīng)的三維模型,在Mimics中對三維模型優(yōu)化后,以point cloud模式保存為“*.txt”格式。然后將其導(dǎo)入Geomagic Studio軟件,進(jìn)行模型成體處理。首先,在點云階段進(jìn)行處理,通過去除無關(guān)點、噪音,以及統(tǒng)一采樣處理,然后進(jìn)行封裝,即利用三角形面片將點云連接起來。其次,在多邊形階段用網(wǎng)格醫(yī)生刪除高度折射邊、自相交邊、非流行邊等,利用填充功能將模型填充好,利用松弛和砂紙兩個功能對模型進(jìn)行簡化處理后,再對模型進(jìn)行曲面化處理,生成NURBS屈面,并通過松弛屈面片和編輯曲面片,將三維模型進(jìn)一步優(yōu)化。最后,通過擬合操作生成椎體的三維實體模型,以IGES格式導(dǎo)出并保存。在Proe/Engineer軟件中,對生成的胸11、腰1椎體三維模型與設(shè)計的非融合技術(shù)人工椎體進(jìn)行組裝,即建立非融合技術(shù)人工椎體置換的三維實體模型。依“*.stp”導(dǎo)入到Ansys Workbench軟件,通過其前處理模塊建立非融合技術(shù)人工椎體置換的三維有限元模型。約束模型的腰1椎體底部,設(shè)置垂直正壓載荷500N、800N,施加于胸11椎體頂面。結(jié)果:（1）非融合技術(shù)人工椎體由兩件托板、兩件硅膠間盤、一件立柱等部分組成。托板為圓形,椎管側(cè)弧形凹陷,與人椎體終板匹配,中間為橢圓形突起,側(cè)方為突起的側(cè)塊,側(cè)塊大小2×2cm,其上設(shè)計兩處鎖定螺釘孔,在將非融合技術(shù)人工椎體植入人體后,側(cè)塊安裝螺釘起到早期、臨時固定作用。根據(jù)人椎體直徑數(shù)據(jù),按直徑大小不同,將非融合技術(shù)人工椎體托板設(shè)計為15型號。硅膠厚度為5mm,設(shè)計為兩端“鑲嵌式”結(jié)構(gòu),按照托板相應(yīng)直徑亦有15型號大小不同之分。立柱的兩端與托板結(jié)構(gòu)相類似,中間圓柱體的直徑為12mm,每一直徑型號的托板均對應(yīng)高度為2040mm不等的5種型號立柱。（2）通過逆向工程技術(shù)建立胸11、胸12、腰1椎體實體模型。在Proe/Engineer軟件下建立胸12椎體置換的三維實體模型。應(yīng)用Ansys Workbench的前處理模塊建立非融合技術(shù)人工椎體置換的三維有限元模型。在分別加載500N、800N正壓載荷時,硅膠間盤的最大應(yīng)力集中在中部及后側(cè)邊緣,置換模型的最大應(yīng)力集中在上托板的后側(cè),變形最大發(fā)生在后側(cè)邊緣。結(jié)論:（1）對框架式人工椎體進(jìn)行改進(jìn),應(yīng)用6080邵氏硬度的硅膠作為間盤,通過鑲嵌式固定,與鈦合金所制的終板及立柱能夠組裝成一套完整的非融合技術(shù)人工椎體。其在空間結(jié)構(gòu)上能夠起到填充、支撐的作用,在運動功能上能夠?qū)崿F(xiàn)脊柱的萬向運動及減震功能。（2）應(yīng)用工程技術(shù)的原理和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對非融合技術(shù)人工椎體置換的三維有限元模型的建立。在正壓加載下,硅膠間盤及假體變形、應(yīng)力變化情況與正常生理間盤、椎體接近。
張揚(yáng)[4]（2012）在《以微結(jié)構(gòu)可控鉭涂層多孔鈦合金支架為載體構(gòu)建組織工程人工椎體的生物學(xué)研究》文中研究表明在我國，脊柱腫瘤、脊柱感染性疾病和不穩(wěn)定性椎體骨折發(fā)病率逐年增加，其后果往往會造成嚴(yán)重的椎體破壞，進(jìn)而可能發(fā)生脊柱不穩(wěn)及脊髓、神經(jīng)根損傷，更甚者造成患者癱瘓。脊柱前路減壓椎體全切或次全切除術(shù)被認(rèn)為是脊柱腫瘤、脊柱感染性疾病和不穩(wěn)定性椎體骨折主要的臨床外科治療手段。然而在手術(shù)過程中，外科醫(yī)生不得不對失去完整穩(wěn)定性的脊柱進(jìn)行重建，先前常用的方法是采用自體髂骨或腓骨進(jìn)行移植填充椎體骨缺損。但是馬上有學(xué)者發(fā)現(xiàn)單純的自體骨移植存在自體骨量不足及在術(shù)后并不能提供足夠的即時穩(wěn)定性等缺點。鈦籠及人工椎體作為一類有效的椎體替代物逐漸在臨床上得到廣泛應(yīng)用。但是目前使用的鈦籠或人工椎體均為單純力學(xué)支撐材料，其自身和自體骨相比無骨傳導(dǎo)（osteoconductivity）、骨誘導(dǎo)（osteoinductivity）及骨生成（osteogenesis）作用，在恢復(fù)脊柱穩(wěn)定性的前提下，不能促進(jìn)相鄰脊柱節(jié)段融合；另外一些材料易碎和易疲勞性，長期植入可能帶來骨應(yīng)力集中和骨吸收等問題，造成鈦籠或人工椎體的不穩(wěn)、下沉或增加臨近脊柱節(jié)段骨折的風(fēng)險，特別是對于骨質(zhì)疏松癥（Osteoporosis,OP）患者。組織工程技術(shù)是近年來興起的融合工程學(xué)與生命科學(xué)的嶄新研究方向，目前通過該技術(shù)已經(jīng)能夠在體外構(gòu)建有生物活性的種植體，并已部分應(yīng)用于臨床。但是，將其應(yīng)用于人工椎體的體外構(gòu)建及體內(nèi)生物活性研究尚未見文獻(xiàn)報道。因此，通過組織工程技術(shù)，設(shè)計一種符合脊柱生物力學(xué)特性，材料結(jié)合表面處理方法的，同時還具有骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)及骨生成作用的組織工程人工椎體已經(jīng)成為脊柱腫瘤、脊柱感染性疾病和不穩(wěn)定性椎體骨折外科治療領(lǐng)域的熱點。研究目的：1.從支架載體生物力學(xué)性能、涂層表征及復(fù)合細(xì)胞效果三方面系統(tǒng)評估鉭涂層組織工程人工椎體的構(gòu)建效果；2.探討鉭涂層組織工程人工椎體在構(gòu)建及修復(fù)椎體缺損過程中的作用機(jī)制及生物學(xué)效應(yīng)。研究方法：1．根據(jù)新西蘭大白兔腰椎（L6） Micro-CT掃描分析制備外部形態(tài)復(fù)合兔腰椎解剖結(jié)構(gòu)的多孔鈦合金（Ti-6A1-4V）支架載體，對比兔L6椎體及鈦籠，進(jìn)行最大壓縮載荷和抗疲勞生物力學(xué)實驗；2.應(yīng)用化學(xué)氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition, CVD）對多孔鈦合金支架進(jìn)行鉭涂層，并對支架進(jìn)行掃描電鏡、抗壓強(qiáng)度及X射線衍射分析；3.將經(jīng)鉭涂層處理后的多孔鈦合金支架體外復(fù)合新西蘭大白兔骨髓基質(zhì)干細(xì)胞（Bone marrowmesenchymal stem cells，BMSCs），對比無涂層支架，采用組織學(xué)、熒光染色、堿性磷酸酶及甲基噻唑基四唑（Mehtyl Thiazolyl Tetrazolium，MTT）觀察骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在支架表面粘附、增值和分化能力；4.將復(fù)合兔BMSCs的鉭涂層組織工程人工椎體植入腰椎缺損兔模型體內(nèi)，術(shù)后8周、12周分別取材進(jìn)行Micro-CT分析、組織學(xué)觀察和生物力學(xué)測試。研究結(jié)果：1.多孔鈦合金支架、鈦籠及兔腰椎椎體生物力學(xué)實驗中，兔L6椎體與多孔鈦合金支架之間的最大壓縮載荷及疲勞實驗前后剛度變化值無明顯統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）；而鈦籠其最大壓縮載荷及剛度變化值較前兩者間有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.01）；2.經(jīng)過鉭涂層處理，在多孔鈦合金支架表面形成一層均一的、多孔的鉭金屬層，其平均孔隙率為700±50μm，厚度約為3μm。其平均抗壓強(qiáng)度為83.8±4.2MPa，屈服強(qiáng)度為74.6±3.5MPa，彈性模量為11.3±0.4GPa，與骨質(zhì)更接近，且明顯優(yōu)于單純多孔鉭金屬支架（P<0.05）；3.骨髓基質(zhì)干細(xì)胞細(xì)胞在鉭涂層多孔鈦合金支架表面形態(tài)較無涂層組好，偽足伸展更充分，涂層組細(xì)胞的增值、粘附和分化能力均顯著優(yōu)于無涂層組（P <0.05）；4.兔腰椎缺損修復(fù)體內(nèi)實驗中，鉭涂層組的垂直剛度和旋轉(zhuǎn)剛度均顯著高于無涂層組組（P<0.05），Micro-CT檢測和組織學(xué)檢測顯示大量新生骨在鉭涂層組織工程人工椎體周圍形成，在骨小梁數(shù)量和質(zhì)量上均優(yōu)于無涂層組組（P <0.05）。結(jié)論：1．多孔鈦合金支架力學(xué)強(qiáng)度和抗形變能力與兔腰椎椎體接近，為其作為載體構(gòu)建組織工程人工椎體提供了可靠保證；2．鉭涂層多孔鈦合金支架不僅具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)，而且其彈性模量與人體骨質(zhì)更加接近，能夠提高支架表面粗糙度及生物活性；3．在多孔鈦合金支架材料表面進(jìn)行鉭涂層處理，有利于骨髓基質(zhì)干細(xì)胞偽足的展開，也增加了骨髓基質(zhì)干細(xì)胞粘附、增值和分化的能力；4．以鉭涂層多孔鈦合金支架為基礎(chǔ)構(gòu)建的組織工程人工椎體增強(qiáng)了其自身成骨活性，并兼具骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)及骨生成作用，更有利于椎體缺損的修復(fù)；5．本研究構(gòu)建的鉭涂層組織工程人工椎體具有良好的機(jī)械性能、優(yōu)秀的組織相容性以及特有的骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)和骨生成作用，為其將來應(yīng)用于臨床提供可靠的理論及實際依據(jù)。
徐彥芳[5]（2012）在《全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的研制及基礎(chǔ)研究》文中提出脊柱前路內(nèi)固定廣泛應(yīng)用于脊柱創(chuàng)傷、退變、腫瘤、感染等行脊髓減壓、病灶清除后解剖結(jié)構(gòu)重建與穩(wěn)定性維持及其脊柱畸形矯治。早期的脊柱前路內(nèi)固定器存在生物力學(xué)性能欠佳、外形結(jié)構(gòu)不合理和操作技術(shù)困難等問題。近年來胸、腰椎前路內(nèi)置物的研究取得了飛速發(fā)展,它朝著適合人體正常解剖結(jié)構(gòu)、能承受脊柱正常生物力學(xué)載荷、組織相容性好及減少對影像學(xué)影響的方向改進(jìn)。目前胸、腰椎前路內(nèi)固定大致分為三類：一類是釘棒系統(tǒng),以Kaneda為代表；一類是釘板系統(tǒng),以Z-plate為代表；一類是釘系統(tǒng)。但無論是釘棒系統(tǒng)、釘板系統(tǒng)還是釘系統(tǒng)均無法滿足臨床需要。鑒于此,本課題研制了全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng),既能達(dá)到安全、有效、簡便地進(jìn)行胸、腰椎前路內(nèi)固定手術(shù)的目的,又能減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。同時,通過自主研發(fā)全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng),力爭大規(guī)模臨床推廣應(yīng)用,切實降低患者的治療費用,創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益。第一部分全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)研制的應(yīng)用解剖目的解剖測量T1-L5形態(tài)學(xué)參數(shù)為研制全內(nèi)植入式可膨脹型胸腰椎前路內(nèi)固定系統(tǒng)提供解剖學(xué)依據(jù)。方法采用20具正常成人胸腰椎干燥尸體標(biāo)本,均無明顯的畸形、破損及病理改變,測量T1-L5的相關(guān)參數(shù)（中橫經(jīng)、中矢狀徑及中央高度）,據(jù)此設(shè)計新型全內(nèi)置式可膨脹型胸腰椎前路內(nèi)固定系統(tǒng)。結(jié)果以胸12為例：中橫經(jīng)：33.03±1.85mm,中矢狀徑:25.50±1.46mm,中高度：21.53±1.39mm。該內(nèi)固定系統(tǒng)初步設(shè)計5個型號：（25、8）,（25、10）、（30、12）（35、14）、（40、14）。結(jié)論新型全內(nèi)置式可膨脹型胸腰椎前路內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計在形態(tài)學(xué)上具有可行性,各部件參數(shù)有一定的選取范圍,能夠重建胸腰椎的穩(wěn)定性,是一種牢靠安全、操作簡便、符合脊柱前路形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)的新型內(nèi)固定系統(tǒng)。第二部分全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的研發(fā)目的設(shè)計全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng),既能安全、有效、簡便地進(jìn)行胸、腰椎前路內(nèi)固定手術(shù),又能減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。方法根據(jù)胸腰椎前路內(nèi)固定的生物力學(xué)特點,參考工業(yè)、建筑領(lǐng)域及胸腰椎后路膨脹釘?shù)脑O(shè)計理念,設(shè)計出了全內(nèi)置式可膨脹型胸腰椎前路內(nèi)固定系統(tǒng)。由北京富樂公司進(jìn)行生產(chǎn)。結(jié)果該胸腰椎前路內(nèi)固定系統(tǒng)由連接棒、螺塞、膨脹釘體、脹芯組成。螺釘分五種型號,（25、8）、（25、10）、（30、12）、（35、14）、（40、14）,適用于不同的人群。椎體釘為雙皮質(zhì)固定釘,外形為柱狀,內(nèi)徑為錐形,螺距為3mm,螺紋深度是0.5～0.85mm不等,由尖端向尾端逐漸減小。連接棒為圓棒,直徑6.5mm。椎體釘通過擰入內(nèi)芯,實現(xiàn)膨脹功能,增強(qiáng)對椎體的把持力。結(jié)論全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計具有科學(xué)的理論及實際依據(jù),能夠重建胸腰椎的穩(wěn)定性。第三部分全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的三維運動評價目的通過脊柱三維運動穩(wěn)定性實驗評價在胸腰椎前路手術(shù)中應(yīng)用全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)重建胸腰椎穩(wěn)定性的可靠性。方法18個新鮮豬T14-L3五個節(jié)段的脊柱標(biāo)本隨機(jī)分成3組（每組6個）,行L1椎體部分切除,制成前中柱損傷模型。分別采用下面三種內(nèi)固定：全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng),Z-plate及Kaneda系統(tǒng),固定于T15及L2椎體的左側(cè)。先后依次進(jìn)行完整脊柱標(biāo)本；L1椎體部分切除后的脊柱標(biāo)本；及L1椎體部分切除后椎體間鈦網(wǎng)植骨及內(nèi)固定術(shù)后脊柱型的生物力學(xué)測試,將包埋后的標(biāo)本上端與脊柱三維運動試驗機(jī)的加載盤相連,下段固定于試驗機(jī)工作平臺的標(biāo)本固定底座上,在脊柱三維運動試驗機(jī)上對各組標(biāo)本行屈伸、左右側(cè)彎和左右旋轉(zhuǎn)6個運動方向的穩(wěn)定性測試,載荷測試在室溫下進(jìn)行（20℃-30℃）,在標(biāo)本測試收集數(shù)據(jù)前,先對標(biāo)本預(yù)加載三次,加載的扭矩為6.0Nm,并持續(xù)60秒鐘。三次預(yù)加載完成后,標(biāo)本間隔60秒,再對每個方向加載／卸載循環(huán)3次,每次加載間隔45秒,記錄第3次最大載荷／零載荷下的脊柱運動圖像,以減少標(biāo)本粘彈性作用的影響。實驗進(jìn)行進(jìn)程中,脊柱標(biāo)本用生理鹽水噴灑保持軟組織的粘彈性。在脊柱三維運動試驗機(jī)上對各組標(biāo)本行屈伸、左右側(cè)彎和左右旋轉(zhuǎn)6個運動方向的穩(wěn)定性測試,施加的力偶矩為6.0N.m。多節(jié)段的運動測量使用Motion Analysis運動捕捉分析系統(tǒng),該系統(tǒng)包括在胸腰段椎體標(biāo)本周圍共放置6臺紅外線攝像機(jī),每個椎體上固定有3個不共線排列的球形紅外線接收標(biāo)記物,由紅外線攝像機(jī)對標(biāo)記物的運動進(jìn)行實時運動測量,測試屈伸、左右側(cè)彎、左右旋轉(zhuǎn)6個方向的運動角位移參數(shù),包括運動范圍（range of motion, ROM）、中性區(qū)（neutral zone, NZ）和彈性區(qū)（elastic zone, EZ）。并由計算機(jī)直接得出每個標(biāo)記物運動坐標(biāo),利用EVaRT軟件計算每個標(biāo)本節(jié)段的角位移,將各椎體的角位移相加得出胸腰段椎體的運動范圍。所得的實驗結(jié)果均采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,三組組內(nèi)運動范圍變化的比較采用重復(fù)測量方差分析,若不滿足球形假設(shè),報告Greenhouse-Geisser結(jié)果；進(jìn)一步的多重比較采用LSD法（Least-Significant Different）。三組組間內(nèi)固定后運動范圍的比較采用完全隨機(jī)設(shè)計的方差分析（one way ANOVA）進(jìn)行分析,方差不齊時采用Welch法校正；進(jìn)一步的多重比較采用LSD法（Least-Significant Different）。檢驗水準(zhǔn)a=0.05。結(jié)果全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定螺釘固定后的標(biāo)本（立柱組）,釘棒組（Kaneda組）,及釘板組（Z-Plate組）三組分別在前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、左旋及右旋狀態(tài)下：與正常組相比,P<0.05,有統(tǒng)計學(xué)差異；與損傷組相比,P<0.05,有統(tǒng)計學(xué)差異。三種內(nèi)固定系統(tǒng)均能重建胸腰段術(shù)后的即刻穩(wěn)定性。兩兩比較,全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定螺釘組（立柱內(nèi)固定組）與釘棒內(nèi)固定組及釘板內(nèi)固定組在前屈（F=0.044、P=0.957）、后伸（F=0.410、P=0.671）及右側(cè)彎（F=0.121、P=0.887）方向上,P>0.05,無統(tǒng)計學(xué)差異；在左側(cè)彎（F=9.640、P=0.002）、左旋（F=5.782、P=0.014）及右旋（F=4.189、P=0.036）,P<0.05,有統(tǒng)計學(xué)差異。立柱內(nèi)固定組與釘棒內(nèi)固定組相比,在左側(cè)彎方向上（P=0.001）、左旋方向上（P=0.004）及右旋方向上（P=0.011）,P<0.05,有統(tǒng)計學(xué)差異,即力柱內(nèi)固定組在左側(cè)彎、左旋及右旋方向上的固定效果較釘棒內(nèi)固定組差；立柱內(nèi)固定組與釘板內(nèi)固定組相比,在左側(cè)彎方向上（P=0.240）、左旋方向上（P=0.100）及右旋方向上（P=0.153）,雖然運動范圍較釘板內(nèi)固定組大,但P>0.05,無統(tǒng)計學(xué)差異,即立柱內(nèi)固定組在左側(cè)彎、左旋及右旋方向上的固定效果與釘板內(nèi)固定組相似。結(jié)論三種內(nèi)固定系統(tǒng)均能重建胸腰椎前路的即刻穩(wěn)定性。全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性與Z-plate系統(tǒng)的相似,但較Kaneda系統(tǒng)稍差。第4部分全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的拔出力實驗及最大扭矩實驗?zāi)康耐ㄟ^拔出力及扭轉(zhuǎn)力矩實驗評價在胸腰椎前路手術(shù)中應(yīng)用全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定螺釘固定的即刻穩(wěn)定性。方法將24個正常成人L1椎體標(biāo)本隨機(jī)分為A,B,C,D4組,每組6個椎體,分別置入普通前路螺釘（長30mm,直徑6.0mm）,未膨脹的BEAFs螺釘（長30mm,直徑12mm）、膨脹后的BEAFs螺釘及膨脹后的BEAFs螺釘（長30mm,直徑12mm）。實驗采用南方醫(yī)科大學(xué)廣東省生物力學(xué)重點實驗室的ElectroForce材料生物力學(xué)性能測試儀,先將A組、B組、C組標(biāo)本進(jìn)行扭轉(zhuǎn)力矩實驗,再將A組、B組、D組標(biāo)本進(jìn)行拔出力實驗。結(jié)果最大拔出力三組之間經(jīng)方差分析,差異有顯著性意義（F=29.121,P=0.000）；兩兩之間比較,未膨脹組與普通螺釘組之間有顯著差異（P=0.019）膨脹組與未膨脹組及普通螺釘組之間有顯著差異（P=0.02和P=0.000）。最大扭轉(zhuǎn)力矩三組之間經(jīng)方差分析,差異有顯著性意義（F=5.509,P=0.016）；兩兩之間比較,采用LSD法,未膨脹組與普通螺釘組之間無顯著差異（P＝0.087）;膨脹組與未膨脹組之間無顯著差異（P=0.159）；膨脹組與普通螺釘組之間有顯著差異（P=0.005）。結(jié)論全內(nèi)置可膨脹型胸腰椎前路內(nèi)固定螺釘能夠滿足胸腰椎術(shù)后的對螺釘內(nèi)固定的要求,但設(shè)計上仍需進(jìn)一步改進(jìn),避免斷釘,進(jìn)一步增加把持力。
王華軍[6]（2012）在《骨質(zhì)疏松性脊柱畸形的在體分類和影像學(xué)跟蹤隨訪研究》文中認(rèn)為一、研究背景及目的骨質(zhì)疏松癥（Osteoporosis, OP）作為威脅人類健康的全球性問題,已經(jīng)給國家和人民來了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前全球已有超過2億的骨質(zhì)疏松癥患者,而且這個數(shù)字還會不斷增長,預(yù)計在2050年達(dá)到頂峰。據(jù)統(tǒng)計僅在美國,骨質(zhì)疏松癥每年帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)120～180億美金,而且在未來的幾十年,這一數(shù)字將會以翻兩翻甚至三翻的速度迅速增長,而其間接損失更是不可估量。同時在歐洲,骨質(zhì)疏松癥引起的骨折的并發(fā)癥而引起的老年人的死亡率已經(jīng)高于除了肺癌以外的其它癌癥的死亡率。其中椎體骨折是骨質(zhì)疏松癥最常見的臨床表現(xiàn)。絕經(jīng)后的老年女性往往因為骨量的減少,骨質(zhì)量的下降和骨結(jié)構(gòu)的破壞等原因而成為最嚴(yán)重的受害者。由于骨的機(jī)械強(qiáng)度明顯降低,骨骼失去正常載荷的能力,以致較輕的損傷,甚至軀體自身的重力即可造成骨結(jié)構(gòu)破壞,骨連續(xù)中斷而發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折。骨質(zhì)疏松癥除了對骨的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的損害,引起各部位的骨折,其還對老年患者的軀體運動和功能有不良的影響。如：脊柱正常曲度的改變形成脊柱畸形,同時老年人群軀體平衡能力和活動能力的損害也引起了越來越多的關(guān)注。多項研究已經(jīng)證明骨質(zhì)疏松癥所引起的脊柱畸形和異常的脊柱活動度對老年人的日常生活產(chǎn)生了顯著的不良影響。N.Miyakoshi的一系列研究證明骨質(zhì)疏松癥所引起的腰椎后凸曲度的增加是老年人群生活質(zhì)量下降陰性影響因素,而脊柱活動能力的改善則是其生活質(zhì)量的重要陽性影響因素。二者可以作為衡量老年人群生活質(zhì)量的標(biāo)志。隨后的多重回歸分析研究進(jìn)一步證實了脊柱活動中的腰部的活動能力是骨質(zhì)疏松女性老年人群生活質(zhì)量的最重要的影響因素。同時S.Imagama等人的研究發(fā)現(xiàn)在中年和老年男性骨質(zhì)疏松人群中也存在類似的現(xiàn)象,研究顯示老年男性人群的脊柱腰部的前凸曲度,軀體矢狀面的平衡能力和脊柱活動能力與其生活質(zhì)量密切相關(guān),是其生活質(zhì)量的重要影響因素。同時其他研究還進(jìn)一步證明脊柱胸椎曲度的高度后凸可以作為獨立的影響因子與降低的脊柱活動能力一起預(yù)測老年人群跌倒概率的增加,同時這些骨質(zhì)疏松癥引起的脊柱畸形患者還往往伴隨著出現(xiàn)了緩慢的步態(tài)改變,降低的身體平衡能力和大幅度身體的搖擺。還有研究證實由于脊柱畸形曲度異常引起了椎體間應(yīng)力分布的改變,從而增加椎體骨折的概率（Vertebral Fracture Cascade）.不僅如此,據(jù)報道骨質(zhì)疏松癥所引起的脊柱畸形和異常的脊柱活動度還能引起老年人群慢性的腰痛,患者運動步態(tài)的減緩和爬樓梯能力的降低,甚至還可以降低患者的肺活量,而進(jìn)一步增加了老年人群的死亡率,從而大大降低了老年人群的戶外活動和生活滿意程度。由此可見骨質(zhì)疏松癥所引起的脊柱畸形對老年人的生活產(chǎn)生了巨大的不良影響。因此對脊柱畸形老年人的康復(fù)治療和干預(yù)對于減緩脊柱畸形,從而對改善老年人群的生活質(zhì)量起到了積極的作用。然而骨質(zhì)疏松癥老年人群所表現(xiàn)出來的脊柱畸形,異常脊柱活動度和平衡能力的下降的原因是復(fù)雜和多因素的。Schneider DL等人的研究顯示椎體骨折只占嚴(yán)重脊柱畸形老年人群的36-37%,剩下的大部分脊柱畸形的老年人群中并沒有椎體骨折的出現(xiàn),可見椎體骨折并非脊柱畸形形成的主要原因。其他的研究認(rèn)為可能的原因有：軀體姿勢的改變,椎間盤的退變以及椎旁肌肉和韌帶的減弱,甚至是基因的突變都可能引起老年人脊柱功能的減弱,從而引起脊柱畸形的出現(xiàn)。于此同時,對于骨質(zhì)疏松癥所引起的脊柱曲度和功能的改變還沒有得到充分的認(rèn)識,在很多方面還存在著爭議。比如大部分研究認(rèn)為腰椎的前凸曲度會隨著年齡的增加而減小,而形成腰椎曲度變直,容易誘發(fā)老年人的腰背痛,但是Jackson RP等人的研究認(rèn)為腰椎曲度并不隨年齡的增加而改變,而Tuzun C等人認(rèn)為腰椎曲度是隨年齡的增加而增加的。而在Takahashi的研究中有11.9%的老年人腰椎前凸曲度減小,同時4.7%老年人腰椎前凸曲度增加。另外對于骨質(zhì)疏松癥老年人群的脊柱平衡能力和生活質(zhì)量的決定因素也沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識。有研究認(rèn)為決定老年人群平衡能力的影響因素是腰椎的后凸曲度,而不是胸椎的后凸曲度；但是其他人的研究結(jié)果則恰恰相反,他們認(rèn)為胸椎的高度后凸曲度是脊柱平衡能力和生活質(zhì)量的決定性影響因素。因而從包括胸椎和腰椎的整體脊柱曲度變化的角度來研究脊柱畸形及其所引起的活動能力的改變就顯得更有意義。由于脊柱的整體性,即使在某一相同的節(jié)段發(fā)生了相同的曲度變化,但由于脊柱其它節(jié)段的代償和各個節(jié)段間的相互作用不同,其對整體脊柱功能和活動能力所產(chǎn)生的影響也是不同的。所以從整體脊柱曲度的變化作為出發(fā)點,對其進(jìn)行分類對比研究將更有臨床意義。同時Hongo M等人在比較了美國和日本骨質(zhì)疏松癥老年人群后證明不同的種族之間骨質(zhì)疏松性老年人群脊柱的曲度變化也是不同的。而國際骨質(zhì)疏松基金會（IOM）的資料預(yù)測顯示到2050年,一半多的骨質(zhì)疏松癥所引起的骨折將出現(xiàn)在亞洲。隨著亞洲人均壽命的延長和老齡人口的不斷增長,骨質(zhì)疏松癥將成為亞洲特別是中國的巨大的經(jīng)濟(jì)和社會問題。中國擁有世界上最多的老齡人口數(shù)量,骨質(zhì)疏松癥已經(jīng)成為中國的嚴(yán)重公共健康問題。因此透徹得了解和認(rèn)識中國老年人群骨質(zhì)疏松性脊柱畸形及其對脊柱活動功能的影響將會對中國制定相關(guān)的應(yīng)對策略和臨床預(yù)防康復(fù)等工作產(chǎn)生重要的指導(dǎo)性意義。但是目前我國這方面的研究幾乎還是空白。因此為了對中國老年人群骨質(zhì)疏松性脊柱畸形及其對脊柱活動能力和平衡能力的影響做進(jìn)一步的研究,我們招募了476位骨質(zhì)疏松性脊柱畸形老年女性,采用先進(jìn)的無損傷的電子脊柱曲度活動度測量儀（Spinal Mouse, Idiag, Voletswil, Switzerland）,根據(jù)Satoh的分類方法對其進(jìn)行了分類對比研究。同時還收集了326名老年女性第一年和第六年的X線數(shù)字?jǐn)z影圖像,對骨質(zhì)疏松性患者的脊柱曲度變化做縱向的跟蹤隨訪研究。此外骨小梁的生物力學(xué)特性也是影響骨強(qiáng)度的因素之一,對研究骨骼疾病,骨折及治療都有著重要的生物和臨床意義。在30多年的研究過程中,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,對骨組織生物力學(xué)性質(zhì)的定量實驗由最早的骨骼褶皺實驗到彎曲試驗,再衍生出三點彎曲試驗,后來又出現(xiàn)超聲檢測方法,以及發(fā)展的超聲顯微技術(shù),到目前的納米壓痕技術(shù)。研究對象也由骨組織精確到骨小梁、板層骨及骨單元等骨細(xì)微結(jié)構(gòu)。納米壓痕技術(shù)的分辨率高、定位精確、測量數(shù)據(jù)更為直觀、可靠。但是由于骨松質(zhì)是具有異質(zhì)性的復(fù)合材料組織,其彈性模量和硬度隨著解剖部位,年齡和疾病不同而變化,這使其生物力學(xué)性質(zhì)有很大的變異范圍。比如,在脛骨近端由于位置的不同,壓縮模量可能出現(xiàn)10倍的變化,而骨強(qiáng)度出現(xiàn)5倍的變化。而不同部位和標(biāo)本之間的差異將更大。同時因為測量技術(shù)的不同,所報道的骨小梁的彈性模量也有很大的變化范圍：0.76～20GPa。為了進(jìn)一步研究骨小梁生物力學(xué)性質(zhì),我們分別對脊柱不同節(jié)段的椎體及椎體的不同部位進(jìn)行骨小梁生物力學(xué)測試,以明確骨質(zhì)疏松和曲度對骨小梁生物力學(xué)性質(zhì)的影響。二、材料與方法1.骨質(zhì)疏松性脊柱畸形的分類研究：使用電子脊柱曲度活動度測量儀對450名骨質(zhì)疏松癥老年女性的脊柱曲度、活動度和平衡能力進(jìn)行在體測量。根據(jù)脊柱胸腰椎曲度對其進(jìn)行分類對比研究。2.椎體骨小梁納米力學(xué)性能的研究：收集骨質(zhì)疏松性椎體T7和L4,各7個椎體標(biāo)本。將每個椎體分為前上部,前下部,后上部及后下部四部分。使用納米壓痕儀對各部分的骨小梁生物力學(xué)性質(zhì)分別測試,并做對比研究。3.脊柱曲度六年隨訪研究：收集326名骨質(zhì)疏松癥老年女性的第一年及第六年的脊柱X線數(shù)字?jǐn)z影圖像。通過X線圖像對其骨折數(shù)量、位置、類型及骨質(zhì)疏松程度的骨折情況進(jìn)行統(tǒng)計研究。根據(jù)第六年骨折椎體的位置將患者分組對比分析。三、結(jié)果1.根據(jù)患者脊柱畸形的程度分為五型。二型圓背型和五型亞圓背型所占比例最高,分別為38.44%和29.33%。一型正常組和三型凹圓背型的活動度最大,分別為108.00±21.93°和102.51±23.16°。一型正常組和三型凹圓背型脊柱傾角最小,分別為1.82±3.21°和2.99±5.89°,平衡能力最好。2.使用TI-950型納米壓痕儀在試件中選取典型骨小梁交叉處作為測量點,得到納米壓痕儀測量的壓力位移曲線。從該曲線中可以計算得到骨小梁納米硬度和彈性模量。7具標(biāo)本的T7和L4椎體骨小梁平均納米硬度為0.51±0.07GPa；平均彈性模量為14.99±1.33GPa。3.根據(jù)椎體骨折的位置將患者分為四組。其中胸腰段出現(xiàn)椎體骨折的一共102人,152個椎體,占總?cè)藬?shù)的31%,是出現(xiàn)椎體骨折最常見的部位。全部患者的平均胸椎后凸曲度是37.1°,平均腰椎前凸是29.3°。四、結(jié)論1.本研究是在全脊柱的基礎(chǔ)上,首次對中國骨質(zhì)疏松癥老年人群脊柱畸形和活動能力的首次分類對比研究。其中四型和五型的平衡能力最差。而三型則有較好的平衡和運動能力。今后的臨床和科研更應(yīng)該從全脊柱的角度對老年人群的脊柱運動功能進(jìn)行研究。我們的研究對今后臨床對畸形患者的分類,畸形患者的康復(fù)和治療的干預(yù)策略的制定,對患者的跌倒的預(yù)防工作,對鍛煉和支具的應(yīng)用去改善患者的生活質(zhì)量,都成為一個臨床簡易的方法和標(biāo)準(zhǔn)。因為脊柱活動能力是患者的脊柱的功能和生活質(zhì)量的最密切的影響因子,所以對于四型和五型的患者我們應(yīng)給予及時的干預(yù)治療2.納米壓痕技術(shù)是一種可直接測量骨微觀力學(xué)特性的研究方法,在評價骨、軟骨及組織工程材料和骨質(zhì)疏松診斷治療領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。將納米壓痕技術(shù)引入到骨科疾病的診斷治療中,運用納米壓痕技術(shù)并結(jié)合其它微組織結(jié)構(gòu)分析技術(shù),建立骨宏觀至骨微、納觀力學(xué)強(qiáng)度評價體系,能夠為臨床醫(yī)師提供一個全新的視角,對疾病的病理變化、治療效果有著更為深入的認(rèn)識。對于骨質(zhì)疏松患者不同節(jié)段和椎體內(nèi)部不同位置的骨小梁生物力學(xué)性質(zhì)相同,與外部的應(yīng)力和骨密度沒有相關(guān)性。3.本研究隨訪了骨質(zhì)疏松癥患者六年的脊柱X線數(shù)字?jǐn)z影結(jié)果,證明了骨質(zhì)疏松癥患者的胸椎后凸曲度隨年齡的增加而增加,尤其是胸椎出現(xiàn)骨折的患者,其胸椎曲度增加更為明顯。而骨質(zhì)疏松癥患者的腰椎前凸曲度雖有所減小,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義,仍需更大規(guī)模的研究進(jìn)一步明確其變化規(guī)律。
侯慶先[7]（2011）在《脊椎切除重建中不同截面積鈦網(wǎng)內(nèi)植骨生長情況的實驗研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理目的：建立一種腰椎切除脊柱融合動物模型,并觀察椎體切除植入不同直徑鈦網(wǎng)后骨融合情況,對影響脊柱支撐體內(nèi)骨生長情況有關(guān)因素進(jìn)行分析,探尋在不影響骨愈合及生物力學(xué)情況下的最小的鈦網(wǎng)與椎體截面積比,以指導(dǎo)臨床在行腰椎切除融合術(shù)時選擇合適直徑鈦網(wǎng)植入。自從Hibbs于1911年首次報道了脊柱融合的手術(shù)技術(shù)后,隨著內(nèi)固定技術(shù)及內(nèi)固定材料的發(fā)展,脊柱融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于脊柱疾患的治療。目前隨著社會人口老齡化、結(jié)核發(fā)病率以及交通意外事故的增加,脊柱腫瘤、脊柱結(jié)核、脊柱爆裂性骨折等也隨之增加,因此椎體切除內(nèi)固定術(shù)也隨之發(fā)展。一種新的骨替代材料,內(nèi)固定材料及新技術(shù)等應(yīng)用于人體之前,首先都需建立相應(yīng)的動物脊柱融合模型進(jìn)行各項指標(biāo)的測試及研究,確定安全后才能進(jìn)一步行臨床試驗。目前脊柱動物融合模型種類繁多,方式不一,其中小動物模型應(yīng)用較多,大型動物相對較少,且融合效果及手術(shù)并發(fā)癥不一。有報道應(yīng)用新西蘭白兔做動物脊柱融合模型死亡率和并發(fā)癥達(dá)到20%以上,應(yīng)用大型動物做脊柱融合模型會更為復(fù)雜。大型動物融合模型建立相對難度較大,應(yīng)用山羊行脊柱融合模型目前較常見,但多限于頸椎,腰椎融合模型建立少見報道,難點在于手術(shù)復(fù)雜、時間較長,麻醉時間長,出血量較多,術(shù)后并發(fā)癥多。動物椎體融合模型手術(shù)方式有三種,分別為前路、后路360°、后外側(cè)入路融合。前路及后路360°造模對動物創(chuàng)傷較大,后外側(cè)入路經(jīng)腹膜外到達(dá)椎體,對動物創(chuàng)傷相對較小,并可在直視下切除椎體。為此我們探索一種有效的、重復(fù)性好的大型動物腰椎切除鈦網(wǎng)植入融合模型。一直以來,鈦網(wǎng)常被用于治療骨缺損,對鈦網(wǎng)進(jìn)行合理的剪裁與塑形后將其填充骨塊,并移植于目標(biāo)區(qū)域提供支撐作用,該技術(shù)明顯提高了脊柱植骨融合率。但臨床對椎體切除后植入鈦網(wǎng)直徑?jīng)]有統(tǒng)一規(guī)范,造成許多問題,如植入后愈合率不高,強(qiáng)度不夠,內(nèi)固定取出后再骨折,或?qū)τ锨闆r判斷失誤,未愈合即取出內(nèi)固定等。一味選擇粗鈦網(wǎng)使鈦網(wǎng)內(nèi)填充的自體骨或異體骨骨量增多,導(dǎo)致供骨區(qū)并發(fā)癥增多及給病人造成經(jīng)濟(jì)浪費。反之一味選擇細(xì)鈦網(wǎng)又可能導(dǎo)致骨愈合率不高或愈合強(qiáng)度不夠、鈦網(wǎng)易沉陷等,從而達(dá)不到堅強(qiáng)內(nèi)固定的目的,造成手術(shù)失敗。本實驗通過觀察腰椎切除脊柱融合動物模型椎間融合器的植骨融合情況,對影響脊柱支撐體內(nèi)骨生長情況有關(guān)因素進(jìn)行分析,探尋在不影響骨愈合及生物力學(xué)情況下鈦網(wǎng)與椎體最小的截面積比,并分析有效評價鈦網(wǎng)內(nèi)骨融合情況的手段。方法：我們以經(jīng)后外側(cè)腹膜外入路椎體切除鈦網(wǎng)植入鋼板內(nèi)固定的方式建立腰椎切除脊柱融合動物模型。選取成熟山羊9只,雌雄不限,年齡1.5-3歲,體重35±2.5kg,山羊個體相近,以保證山羊腰椎體大小基本相同,隨機(jī)分為三組,每組三只。三組均行單椎體切除,分別植入直徑為10mm、12mm、16mm的鈦網(wǎng),10mm組為A組,12mm組為B組,16mm組為C組。術(shù)后飼養(yǎng)4個月。術(shù)后每月行X線檢查,觀察鈦網(wǎng)位置及融合情況。羊處死后取脊柱標(biāo)本行X線及三維CT檢查,測量鈦網(wǎng)-椎體接觸面及鈦網(wǎng)內(nèi)不同部位CT值,觀察骨愈合情況,并且根據(jù)三維CT結(jié)果計算鈦網(wǎng)和椎體接觸面截面積比值,以此來確定本實驗探尋的鈦網(wǎng)和椎體最小的截面積比。脊柱標(biāo)本行前屈、后伸、側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)等工況下生物力學(xué)檢測,以評價骨愈合強(qiáng)度,并建立有限元模型進(jìn)一步驗證離體實驗生物力學(xué)結(jié)果,及分析不同直徑鈦網(wǎng)植入后鈦網(wǎng)、終板應(yīng)力分布情況對融合情況的影響。標(biāo)本行組織學(xué)切片觀察接觸面及鈦網(wǎng)內(nèi)植骨融合情況。分別于術(shù)前、術(shù)后第3天、5天、7天、2周、1個月抽靜脈血,分離血清,然后用酶聯(lián)免疫分析試劑盒測定骨形成調(diào)節(jié)細(xì)胞因子及代謝標(biāo)志物（BMP-2、TGF-β、VEGF、BGP、BALP）血清值,觀察這些指標(biāo)在椎體切除并植入不同直徑鈦網(wǎng)后分泌、代謝情況,其出現(xiàn)高峰值時間及峰值大小與骨愈合情況是否有關(guān),并觀察這些指標(biāo)之間有何關(guān)系。對各項檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果：成功構(gòu)建了山羊腰椎體切除脊柱融合動物模型,實驗組山羊均成活,一例切口感染,予以切口換藥處理后痊愈,一例術(shù)后雙后肢不全性癱瘓,3日后完全恢復(fù)。術(shù)后三維CT檢查,測量鈦網(wǎng)和椎體接觸面截面積比及鈦網(wǎng)和椎體接觸面CT值,結(jié)果示10mm組鈦網(wǎng)與椎體接觸面截面積比是1/3,12mm組鈦網(wǎng)與椎體接觸面截面積比是1/2,16mm組鈦網(wǎng)與椎體接觸面面積比是2/3。鈦網(wǎng)和椎體接觸面CT值與相鄰正常椎體CT值的比值結(jié)果示B組及C組無明顯統(tǒng)計學(xué)差異,A組與B組及A組與C組統(tǒng)計學(xué)均有差異。B組及C組生物力學(xué)檢測無明顯統(tǒng)計學(xué)差異,A組與B組及A組與C組生物力學(xué)檢測統(tǒng)計學(xué)有差異。組織學(xué)切片觀察示B組及C組接觸面處及鈦網(wǎng)內(nèi)骨小梁較A組致密、粗大,其中以C組生長最好,三組均顯示距離接觸面越遠(yuǎn)鈦網(wǎng)內(nèi)骨小梁越稀疏,且有無骨質(zhì)區(qū)。三組血清學(xué)骨形成調(diào)節(jié)及代謝指標(biāo)（BMP-2、TGF-β、VEGF、BGP、BALP）均于術(shù)后3天開始升高,且于5天—2周內(nèi)達(dá)到峰值,隨后開始下降,高峰值出現(xiàn)時間無統(tǒng)計學(xué)差異,但A組峰值較B組及C組均低,且A組的TGF-β、BGP和BALP高峰值出現(xiàn)時間較B組及C組早。結(jié)論：本實驗成功構(gòu)建了山羊腰椎切除脊柱融合動物模型,且操作簡單,重復(fù)性好,是一種較好的脊柱融合動物模型建立方法。腰椎椎體切除鈦網(wǎng)植入時,鈦網(wǎng)與椎體接觸面比值應(yīng)達(dá)到1/2,才對骨愈合時間及強(qiáng)度無明顯影響。骨形成調(diào)節(jié)及代謝標(biāo)志物高峰值出現(xiàn)時間及峰值大小與骨愈合強(qiáng)度有一定的相關(guān)性。三維CT檢查可作為評價骨融合情況的首選手段。
胡生庭[8]（2010）在《新型胸腰椎前路復(fù)合鎖定系統(tǒng)（D-rod系統(tǒng)）的生物力學(xué)研究》文中認(rèn)為背景：臨床上應(yīng)用的胸腰椎前路器械有許多,按器械的外形構(gòu)造大致可以分為釘-棒系統(tǒng)與釘-板系統(tǒng),兩類均廣泛運用于胸腰段的骨折、腫瘤及感染等。釘-棒系統(tǒng)在生物力學(xué)上一般較釘-板系統(tǒng)更穩(wěn)定,而釘-棒系統(tǒng)操作較為復(fù)雜且切跡較高,有可能對鄰近的神經(jīng)血管組織造成損傷。我們設(shè)計了一種新型的胸腰椎前路復(fù)合鎖定系統(tǒng)（D-rod系統(tǒng)）,具有較低的切跡并進(jìn)行生物力學(xué)穩(wěn)定性測試。目的：介紹一種低切跡胸腰椎前路新型復(fù)合鎖定系統(tǒng),并與Z-plate及Kaneda系統(tǒng)進(jìn)行生物力學(xué)穩(wěn)定性比較。方法：18個新鮮豬T14-L35個節(jié)段的脊柱標(biāo)本分成3組（每組6個）,行L1椎體部分切除,制成前中柱損傷模型。分別采用下面三種內(nèi)固定：D-rod、Z-plate及Kaneda系統(tǒng),固定于T15及L2椎體的左側(cè)。每個脊椎標(biāo)本分別測試以下三種狀態(tài)下的運動范圍（range of motion, ROM）:1)完整脊柱;2) L1椎體部分切除后椎體間鈦網(wǎng)植骨及內(nèi)固定;3) 3.0Nm下屈伸5000次疲勞后。記錄T15-L2在6.0Nm下屈伸、左右側(cè)彎及左右旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的ROM。結(jié)果：三種內(nèi)固定后的脊柱標(biāo)本均較完整狀態(tài)下更穩(wěn)定（P<0.05）。D-rod系統(tǒng)、Kaneda系統(tǒng)較Z-plate在旋轉(zhuǎn)方向更穩(wěn)定（P<0.05）,屈伸狀態(tài)下無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。疲勞試驗后,所有內(nèi)固定物均無移位及失敗,在旋轉(zhuǎn)方向上Z-plate系統(tǒng)的穩(wěn)定性較完整狀態(tài)時差（P<0.05）, D-rod, Kaneda系統(tǒng)仍可恢復(fù)到完整狀態(tài)下的穩(wěn)定性,兩者無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。疲勞試驗前后,Z-plate在右側(cè)彎時均較左側(cè)彎時更穩(wěn)定（P<0.05）。結(jié)論：三種胸腰椎前路系統(tǒng)均可重建脊柱的生物力學(xué)穩(wěn)定性。D-rod系統(tǒng)、Kaneda在旋轉(zhuǎn)時較Z-plate前路系統(tǒng)更穩(wěn)定。胸腰椎前路D-rod系統(tǒng)切跡較低,生物力學(xué)穩(wěn)定性良好。
丁金勇[9]（2009）在《新型組合式多用腰椎間融合器的設(shè)計和實驗研究》文中認(rèn)為背景和目的20世紀(jì)50年代,Cloward首先提出后路腰椎間融合術(shù)的概念,從生物力學(xué)分析,這是一種較為理想的脊柱融合術(shù),PLIF逐漸發(fā)展成為脊柱外科基本技術(shù)之一。自DeBowes將不銹鋼籃（cage）植入馬的頸椎獲得愈合,到Bagby1988年將cage應(yīng)用于人體頸椎間融合,在以后的幾十年里,椎間融合器在生物力學(xué)方面的優(yōu)越性越來越受到關(guān)注,新的設(shè)計理念不斷引入,技術(shù)不斷改進(jìn),材料不斷更新,呈現(xiàn)出較快的發(fā)展態(tài)勢。椎間融合器的外形由早期的帶螺紋中空圓柱體狀cage,到直立型網(wǎng)狀cage,再到長立方體形。這類cage中空,四周開孔,內(nèi)部填充骨屑,平放椎間隙內(nèi),上下面有不同形狀的鋸齒,以防前后滑動。近年來其發(fā)展較快,出現(xiàn)了多種變化,如借鑒人工假體的設(shè)計,將cage四周進(jìn)行表面噴涂,或改為實心設(shè)計,表面噴涂羥基磷灰石（HA）,利用涂層的微孔結(jié)構(gòu),有利于骨組織長入;cage的形狀更適應(yīng)椎間隙的解剖形態(tài),如帶有弧度的腎形,材料采用可降解材料,這類cage的優(yōu)點是彈性模量與推體皮質(zhì)骨接近,具有長期的生物相容性和優(yōu)良的抗疲勞性,可通過X線?？傊?cage的材料已經(jīng)從最初的惰性材料鈦合金發(fā)展到可降解、可吸收生物活性材料。近年來,異體皮質(zhì)骨材料的cage也己經(jīng)出現(xiàn),但因為材料來源、儲存費用增加等因素限制了它的發(fā)展。Cage行腰椎間融合的植入方式包括:（一）后路腰椎間融合,PLIF自問世以來,一直作為椎間融合的首選,是因為前路手術(shù)固有的潛在的血管、臟器、或植物神經(jīng)損傷一直為人們關(guān)注;另外,如果存在椎間盤退變、小關(guān)節(jié)增生、后縱韌帶鈣化、側(cè)隱窩和椎管狹窄等病理改變,前側(cè)入路難以解決全部問題,PLIF允許減壓、融合、固定一次完成。（二）前路腰椎間融合,自O(shè)benchain報道ALIF技術(shù)以來,人們對它的認(rèn)識不斷深入,90年代中期開放式ALIF的手術(shù)途徑多采用腹膜外入路,隨著內(nèi)窺鏡技術(shù)的發(fā)展,采用經(jīng)腹腔途徑的腹腔鏡下L4/5,L5/S1椎間融合獲得發(fā)展,相關(guān)的解剖和臨床研究增加。（三）后外側(cè)腰椎間融合,在PLIF的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而成,包括經(jīng)椎間孔腰椎間融合和后外側(cè)斜行單枚cage腰椎間融合。腰椎椎體間融合雖然已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,但傳統(tǒng)的腰椎椎體間融合手術(shù)需要廣泛剝離肌肉及長時間的牽引,易致軟組織損傷。椎旁肌肉的病理改變是腰椎手術(shù)后腰部力量減弱及慢性腰痛發(fā)生的原因,微創(chuàng)下的腰椎椎間融合手術(shù)可避免椎旁軟組織的過度損傷,減少術(shù)中出血、減輕術(shù)后疼痛,縮短住院時間,患者易接受。目前微創(chuàng)腰椎椎間融合術(shù)無論從觀念上和技術(shù)上均有了很大的發(fā)展,主要有以下幾種方法:一、腹腔鏡下前路ALIF,包括經(jīng)腹膜和腹膜后腹腔鏡下ALIF兩種方式。經(jīng)腹膜腹腔鏡下ALIF,自O(shè)benchain在1991年報道了第1例腹腔鏡下腰椎間盤切除術(shù)后,腹腔鏡下ALIF逐漸開展起來。腹膜后腹腔鏡下ALIF技術(shù)可用于L1S1節(jié)段腰椎病變,克服了經(jīng)腹膜腹腔鏡局限于L4S1的限制。二、前路小切口ALIF,前路小切口ALIF為傳統(tǒng)開放手術(shù)的改良術(shù)式,根據(jù)腹部大血管分叉水平選擇前正中切口或右下腹斜切口,可經(jīng)腹膜或腹膜后入路,用特制的自動牽開器牽開腹膜內(nèi)器官組織,大血管用拉鉤牽開,暴露病變椎間盤,切除椎間盤后置入融合器。三、內(nèi)窺鏡下后路腰椎椎體間融合和經(jīng)椎間孔腰椎椎體間融合,TLIF和PLIF都可以通過擴(kuò)張?zhí)坠苄∏锌谕瓿?。四、?jīng)骶前間隙軸向腰椎間融合,Cragg等首先報道經(jīng)骶前間隙入路可行軸向L4L5、L5S1軸向融合、其后該方式獲得了發(fā)展并正式用于臨床進(jìn)行L5S1軸向融合。融合器在腰椎融合手術(shù)可以發(fā)揮良好的力學(xué)支撐作用并可有效提高椎間融合率。隨著微創(chuàng)脊柱外科椎間融合技術(shù)大量開展,椎間融合器在腰椎手術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。微創(chuàng)TLIF是在一個直徑有限的工作管道下完成的,開放手術(shù)使用的融合器由于體積較大,不利于微創(chuàng)手術(shù)應(yīng)用,無法直接用于微創(chuàng)手術(shù),能否設(shè)計一種小巧的新型微創(chuàng)融合器,既能滿足微創(chuàng)的手術(shù)需求,又能在開放手術(shù)中應(yīng)用呢?基于以上設(shè)想,我們課題擬用聚醚醚酮設(shè)計制造出組合式多用腰椎間融合器,通過體外計算機(jī)模擬有限元力分析,新型融合器自身力學(xué)強(qiáng)度、剛度分析,安裝新型融合器后的脊柱功能節(jié)段力學(xué)性能測試,在動物體內(nèi)融合實驗,對其進(jìn)行臨床前期力學(xué)和性能測試,為進(jìn)一步加以改進(jìn)和臨床應(yīng)用提供基礎(chǔ)。方法一、參考目前國內(nèi)外椎間融合器的相關(guān)文獻(xiàn),設(shè)計出組合式多用腰椎間融合器,并與公司合作生產(chǎn)出產(chǎn)品。二、新型組合式多用腰椎間融合器的實驗研究1.新型組合式多用腰椎間融合器的有限元分析首先取32歲健康男性自愿者的腰椎（新橋醫(yī)院放射科）進(jìn)行掃描,通過工作站將掃描獲得的圖像導(dǎo)入計算機(jī)中,先建立幾何實體模型后再劃分網(wǎng)格單元,在其固有的三維坐標(biāo)系中建立腰椎間盤的幾何模型。接下來建立植入新型椎間融合器有限元脊柱模型,融合器的大小按椎間隙空間選擇,能夠恢復(fù)椎間盤高度和脊柱的前凸。參考以往文獻(xiàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行有限元模擬力學(xué)加載。垂直軸向壓縮力為500N,扭力為15牛米。模擬在兩個模型上進(jìn)行,施以相同的界限條件,載荷連續(xù)的加載至腰3的上終板,同時下邊腰4的終板被固定,模擬腰椎的前屈、后伸、左右側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)運動。最后提取腰椎在植入新型組合式腰椎間融合器（分別在組合和分開狀態(tài)）時終板和融合器自身在前屈、后伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)等不同運動狀態(tài)下的應(yīng)力值和融合器傳導(dǎo)應(yīng)力在腰4終板的應(yīng)力分布圖,并比較不同條件下應(yīng)力值的分布情況。2、新型組合式腰椎間融合器的體外生物學(xué)評價選用新鮮小牛腰椎制成單獨的脊柱功能節(jié)段,從前部進(jìn)行部分纖維環(huán)和髓核切除,分別植入新型融合器（在組合和分開狀態(tài)）,按照實驗?zāi)康牡牟煌M(jìn)行分組。首先進(jìn)行組合式椎間融合器的壓縮載荷性能測試,接下來測試組合式椎間融合器在裝載植骨和未裝載植骨的拔出力學(xué)性能;最后通過測試在垂直壓縮載荷和扭力作用下的活動角度確定組合式腰椎間融合器的穩(wěn)定性。3、新型組合式腰椎間融合器的動物體內(nèi)融合實驗選取羊做為融合模型的實驗動物,分成4組:空白組,摘除椎間盤;自體骨組,植入自體三面皮質(zhì)髂骨;融合器A組,植入填塞自體骨的單枚組合cage;融合器B組,植入填塞自體骨的分開的椎間撐開器,進(jìn)行體內(nèi)融合實驗,存活實驗動物分別在術(shù)后4、8、12周三個時間點麻醉狀態(tài)下拍X線片,觀察植骨融合情況,在術(shù)前以及術(shù)后1、2、3月進(jìn)行腰椎融合模型側(cè)位X線片,即椎間隙高度評估,觀察融合前后椎間隙高度的變化。4、新型融合器植入對關(guān)節(jié)突切除腰椎節(jié)段穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)測試選用新鮮小牛腰椎制成所需標(biāo)本,按以下序列進(jìn)行生物力學(xué)測試:A組:完整腰椎功能節(jié)段→B組:單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除→C組:單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除+同側(cè)新型cage分開植入→D組:單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除+同側(cè)新型cage組合植入→E組:單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除+新型cage分開植入+同側(cè)椎弓根螺釘固定→F組:單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除+新型cage組合植入+同側(cè)椎弓根螺釘固定→G組:單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除+新型cage分開植入+雙側(cè)椎弓根螺釘固定。對每個測試序列均持續(xù)施加500N的軸向壓力下,扭轉(zhuǎn)力矩15牛米,軸向加載速度l.5mm/min。測定并記錄FSU節(jié)段在軸向壓縮、前屈、后伸、左右側(cè)彎下的軸向剛度,左右扭轉(zhuǎn)剛度的測試向關(guān)節(jié)突切除的同側(cè)和對側(cè)進(jìn)行。結(jié)果1.新型組合式腰椎間融合器成功設(shè)計并制造出產(chǎn)品;2.成功建立脊柱三維立體有限元模型,分別包括椎間盤摘除FEM,新型融合器分開和組合時創(chuàng)建的FEM,并獲得垂直壓力和扭力下軸向壓縮、前屈、后伸、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下終板應(yīng)力強(qiáng)度、輪廓圖,和植入新型融合器后其自身的應(yīng)力值。當(dāng)新型融合器植入椎間盤摘除的FEM,新型融合器組合時輪廓圖顯示最大的接觸在中心部位,導(dǎo)致在各個加載方向時應(yīng)力均集中在終板為中心的位置,當(dāng)融合器分開植入時,輪廓圖出現(xiàn)一個面積大的、更寬闊、更分散的終板應(yīng)力分布區(qū)域,在腰4上終板上兩側(cè)的對稱位置。在壓縮、前屈、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)中,分開的融合器比組合時給終板帶來更大的應(yīng)力。最大應(yīng)力出現(xiàn)在分開的融合器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下,但分開的融合器在中心區(qū)域的應(yīng)力值明顯小于組合時。3.在對ALIFC進(jìn)行的壓縮載荷性能測試和拔出力測試中,顯示ALIFC具有和傳統(tǒng)PEEK材料融合器一樣的自身載荷承受力和抗拔出能力,在裝載植骨時比未裝載植骨時有更好的抗壓和抗拔出能力,但結(jié)果無顯著性差異（P>0.05）。在ALIFC穩(wěn)定性測試中,無論是植骨、傳統(tǒng)cage、分開組、ALIFC分開和組合均使腰椎節(jié)段穩(wěn)定性提高,與不穩(wěn)組相比,有顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.05）;ALIFC分開時左、右側(cè)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下與正常組和植骨組相比,無顯著性差異（P>0.05）,但與傳統(tǒng)融合組、新型組合組相比,ROM數(shù)值增大,有統(tǒng)計學(xué)差別,說明組合式融合器分開狀態(tài)在旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定上比傳統(tǒng)融合組、新型組合組組合狀態(tài)差。4.在新型組合式腰椎間融合器的動物體內(nèi)融合實驗中,術(shù)前各組動物影像學(xué)參數(shù)無顯著性差異。平均椎間隙高度的檢測試結(jié)果顯示,術(shù)后1、2、3月新型cage的組合組與分開組大于自體骨植入組和空白組,術(shù)后1、2、3月新型cage組合組與分開組組間差異無顯著性差異（P>0.05）。骨融合結(jié)果顯示,新型cage在組合和分開時,與自體骨植入組相比,融合效果一致,與空白對照組相比,有顯著性差異（P<0.05）,兩組間無顯著性差異（P>0.05）。5.在新型融合器植入對關(guān)節(jié)突切除腰椎節(jié)段穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)測試中,軸向剛度比較顯示,在關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除后,腰椎節(jié)段明顯失穩(wěn),在進(jìn)行新型融合器組合或分開植入后,腰椎剛度,左、右軸向旋轉(zhuǎn)剛度明顯改善,出現(xiàn)顯著性差異,但低于完整腰椎節(jié)段剛度,有顯著性差異（P<0.05）。當(dāng)ALIFC組合或分開植入附加關(guān)節(jié)突切除側(cè)螺釘內(nèi)固定后,與單純?nèi)诤掀髦踩胂啾?測試軸向和旋轉(zhuǎn)剛度比完整腰椎節(jié)段提高,有顯著性差異（P<0.05）;組合和分開植入的兩者之間的統(tǒng)計學(xué)分析,無顯著性差異（P>0.05）。實驗證明關(guān)節(jié)突切除+椎間盤摘除后,進(jìn)行椎間融合器植入附加螺釘內(nèi)固定,可以恢復(fù)腰椎節(jié)段的穩(wěn)定性。結(jié)論1.設(shè)計制造的組合式多用腰椎間融合器設(shè)計合理,具有和腰椎間結(jié)構(gòu)匹配的外形、內(nèi)部構(gòu)造和表面處理工藝,PEEK材料強(qiáng)度和彈性模量和與新融合器相適應(yīng)。2.新型ALIFC分開植入椎間后,有好的應(yīng)力分布特征,承受植入初期的載荷,防止融合器的下沉;ALIFC自身具有足夠的抗載荷能力、拔出力和扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能,在動物體內(nèi)椎間融合應(yīng)用能夠維持腰椎間隙高度及融合節(jié)段的曲度,在觀測時間內(nèi)實現(xiàn)融合,達(dá)到同材質(zhì)同樣外形結(jié)構(gòu)的椎間融合器的融合水平;應(yīng)用在腰椎不穩(wěn)模型中,能夠使腰椎節(jié)段軸向剛度和旋轉(zhuǎn)剛度增加,對腰椎的即刻穩(wěn)定性作用充分,在抗變形和抗扭轉(zhuǎn)變形方面有一定的優(yōu)越性。3.組合式多用腰椎間融合器體外實驗獲得良好結(jié)果,可以進(jìn)行下一步實驗。
湯俊君[10]（2009）在《橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的基礎(chǔ)研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理研究背景腰椎椎體間融合術(shù)是目前治療椎間盤源性下腰痛、腰椎滑脫癥、腰椎不穩(wěn)癥等原因引起的下腰痛效果較為滿意的一種腰椎融合手術(shù)方式,其主要分為前路椎體間融合術(shù)（ALIF）、后路椎體間融合術(shù)（ PLIF）以及經(jīng)關(guān)節(jié)突入路椎體間融合術(shù)（TLIF）。由于ALIF易引起腹腔臟器及大血管損傷以及逆向射精等并發(fā)癥以及PLIF術(shù)后神經(jīng)損傷風(fēng)險較大,目前臨床上已少用。而TLIF通過切除一側(cè)關(guān)節(jié)突后,斜向通過椎管側(cè)方進(jìn)行椎體間融合,降低了神經(jīng)根、馬尾及硬膜損傷的可能性,并可減少術(shù)后腰椎不穩(wěn)、滑脫等并發(fā)癥的發(fā)生,臨床應(yīng)用廣泛。但其仍不能完全避免術(shù)后硬膜外血腫,疤痕粘連及蛛網(wǎng)膜炎等并發(fā)癥,同時,去除單側(cè)小關(guān)節(jié)后明顯降低腰椎運動節(jié)段本身的穩(wěn)定性。橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)（ILIF）手術(shù)采用后外側(cè)切口,通過橫突間區(qū)域進(jìn)行椎體間融合,不破壞任何骨質(zhì),不騷擾椎管,克服了以上的不足,且理論上具有生物力學(xué)優(yōu)勢。但目前對該術(shù)式的研究較少,對其可行性、生物力學(xué)穩(wěn)定性、安全性和療效等均未見相關(guān)報道。目的1、通過CT增強(qiáng)三維重建檢查研究橫突間區(qū)域骨性結(jié)構(gòu)和動脈走形的特點,探討CT模擬解剖研究的價值,以及橫突間區(qū)域的臨床意義,并初步評價ILIF手術(shù)的可行性。2、通過尸體解剖觀察橫突間區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu),并模擬ILIF手術(shù)操作以及椎弓根釘和椎間融合器的植入,進(jìn)一步評價其可行性和安全性,并對該術(shù)式進(jìn)行完善。3、通過生物力學(xué)實驗評價ILIF手術(shù)及附加椎弓根釘后的生物力學(xué)穩(wěn)定性,并與TLIF手術(shù)進(jìn)行比較以明確其生物力學(xué)優(yōu)勢。4、通過動物實驗與TLIF手術(shù)進(jìn)行比較,進(jìn)一步對ILIF手術(shù)的安全性進(jìn)行評價,并明確附加同側(cè)椎弓根釘?shù)目尚行院桶踩浴?、通過組織學(xué)切片觀察手術(shù)節(jié)段的融合情況,評價ILIF手術(shù)及附加椎弓根釘對融合的影響。方法1、對20名正常志愿者L3-S1節(jié)段進(jìn)行CT增強(qiáng)+三維重建檢查,在三維重建圖形上測量橫突長度、上下橫突間距、椎間孔外椎間隙高度及斜徑,觀查橫突間區(qū)域血管走形特點并測量血管內(nèi)徑,然后進(jìn)行統(tǒng)計分析及評價。2、采用福爾馬林固定尸體標(biāo)本六具,模擬ILIF手術(shù)對L3-S1節(jié)段進(jìn)行操作,觀察橫突間區(qū)域重要結(jié)構(gòu)的位置和毗鄰關(guān)系,并模擬同側(cè)椎弓根釘和單枚椎間融合器的置入過程,探討該術(shù)式存在的問題并改進(jìn)。3、采用小牛脊柱運動節(jié)段標(biāo)本12具,依序進(jìn)行不同處理后分為以下7組:⑴正常對照組（CG）;⑵左側(cè)小關(guān)節(jié)切除+椎間融合器植入組（TLIF）;⑶TLIF附加同側(cè)椎弓根釘固定組;⑷TLIF附加雙側(cè)椎弓根釘固定組;⑸左側(cè)橫突間入路椎間融合器植入組（ILIF）;⑹ILIF附加同側(cè)椎弓根釘固定組;⑺ILIF附加雙側(cè)椎弓根釘固定組。分別測試各組在軸向壓縮、前屈、后伸、左右側(cè)屈時的載荷-應(yīng)變、載荷-位移變化以及軸向剛度和雙向扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性等生物力學(xué)指標(biāo),并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)比較。4、選用健康40-50Kg重的成年綿羊24只,隨機(jī)分為ILIF手術(shù)組、TLIF手術(shù)組、ILIF+椎弓根釘固定組及TLIF+椎弓根釘固定組,每組各6只。ILIF組行右側(cè)橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù),TLIF組行右側(cè)經(jīng)關(guān)節(jié)突入路椎體間融合術(shù)。ILIF+椎弓根釘固定組及TLIF+椎弓根釘固定組均附加同側(cè)同節(jié)段的椎弓根釘固定。記錄各組手術(shù)過程所需要的時間、出血量、術(shù)中或術(shù)后死亡、切口感染、雙下肢肌力、活動及大小便等情況。5、術(shù)后12周將四組綿羊全部處死,完整取下腰椎手術(shù)節(jié)段標(biāo)本,對其做不脫鈣骨切片。應(yīng)用甲苯胺藍(lán)染色切片后,使用Nikon SMZ800反光顯微鏡光鏡觀察各組的融合情況。結(jié)果1、腰椎橫突長度L3>L5>L4,上下橫突間距和椎間孔外椎間隙高度均為L3/4>L4/5>L5/S1,椎間隙斜徑三個節(jié)段間比較無顯著差異;同節(jié)段相比L3/4、L4/5節(jié)段上下橫突間距大于椎間孔外椎間隙高度,而L5/S1節(jié)段上下橫突間距與椎間孔外椎間隙高度則無顯著差異。橫突前方血供均源自腰椎節(jié)段動脈,其主要分為主支從支型和主支分叉型兩類,L3/4以主支從支型（87.5%）為主,L4/5以主支分叉型（92.5%）為主。穿過橫突間的血管支主要在此區(qū)域的內(nèi)側(cè)（80%）,而大多橫突前的血管（96%）跨過側(cè)后方椎間隙下行。橫突間區(qū)域血管內(nèi)徑L4/5>L3/4,左右兩側(cè)相比無明顯差異,主要血管支中內(nèi)徑平均最大值可達(dá)3.3±0.6mm。2、取后正中外側(cè)10cm縱行切口,從多裂肌和最長肌間可方便的到達(dá)橫突間區(qū)域,在L3-4及L4-5節(jié)段輕柔的牽開神經(jīng)根即刻顯露椎間盤,并有足夠的空間完成椎間融合器的植入。從此入路尋找椎弓根釘入釘點簡便,可順利完成椎弓根釘置入操作。L5-S1節(jié)段橫突間空間較小,且存在后髂翼阻擋操作,完成ILIF操作困難。3、ILIF組在載荷-應(yīng)變、載荷-垂直位移、軸向剛度、扭角扭距及扭轉(zhuǎn)剛度等生物力學(xué)指標(biāo)均分別優(yōu)于TLIF組（P<0.05）,在定量扭矩扭角方面差距最大達(dá)72%。但I(xiàn)LIF組和TLIF組生物力學(xué)穩(wěn)定行均低于對照組。ILIF附加雙側(cè)椎弓根釘固定的穩(wěn)定性最高,在前屈載荷應(yīng)變方面較CG組差別最大達(dá)53%,而ILIF+HPSF組與ILIF+BPSF組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。4、動物實驗顯示,與TLIF組相比,ILIF手術(shù)時間更短,術(shù)后并發(fā)癥特別是椎管內(nèi)的并發(fā)癥明顯減少。ILIF附加椎弓根釘固定比不固定手術(shù)時間增加20.6min,出血量和并發(fā)癥發(fā)生情況無明顯差異（P>0.05）。5、組織學(xué)顯示各組手術(shù)節(jié)段均有新生骨和骨小梁形成,ILIF組融合情況好于TLIF組。ILIF附加椎弓根釘固定組融合情況最好,與ILIF組相比有顯著性差異（P<0.05）。結(jié)論1、CT增強(qiáng)三維重建技術(shù)對腰椎骨性結(jié)構(gòu)及動脈分布走形的解剖研究具有較好的應(yīng)用價值。橫突間及小關(guān)節(jié)區(qū)域血供豐富,血管走行具有一定規(guī)律,熟悉此區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)并注意操作可減少術(shù)中出血。橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)在L3-4、L4-5節(jié)段具有可行性。2、在L3-4、L4-5節(jié)段可提供足夠的空間行ILIF手術(shù),并可通過同一切口附加椎弓根釘固定,操作安全、簡便。L5-S1節(jié)段橫突間區(qū)域較小,操作困難,不適合行ILIF手術(shù)。3、ILIF手術(shù)術(shù)后生物力學(xué)穩(wěn)定性有所下降但優(yōu)于TLIF手術(shù);ILIF附加同側(cè)椎弓根釘固定與附加雙側(cè)椎弓根釘固定生物力學(xué)穩(wěn)定性相當(dāng),使用ILIF術(shù)式附加側(cè)同椎弓根螺釘固定,可提供較好的即刻穩(wěn)定性。4、ILIF手術(shù)及附加同側(cè)椎弓根釘固定是一種安全、簡便、有效的手術(shù)方式,在減少椎管內(nèi)并發(fā)癥方面具有優(yōu)勢。5、ILIF手術(shù)可獲得較好的融合率,其融合情況從組織學(xué)觀察稍好于TLIF手術(shù)。附加同側(cè)椎弓根釘固定后可明顯促進(jìn)ILIF手術(shù)的融合效果。
二、牛胸腰椎椎體切除后不同內(nèi)植物的極限力學(xué)性能測試（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法：通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實踐的需要提出設(shè)計。
定性分析法：對研究對象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認(rèn)識進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法：運用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法：這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、牛胸腰椎椎體切除后不同內(nèi)植物的極限力學(xué)性能測試（論文提綱范文）
（1）經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)的可行性研究（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRCT |
| 符號說明 |
| 第一部分 椎弓根-肋骨復(fù)合體中骨性結(jié)構(gòu)間的解剖關(guān)系研究及啟示 |
| 前言 |
| 1.1 材料和方法 |
| 1.2 結(jié)果 |
| 1.3 討論 |
| 1.4 結(jié)論 |
| 1.5 啟示 |
| 附圖表 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第二部分 經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定的影像解剖及其臨床意義 |
| 前言 |
| 2.1 材料與方法 |
| 2.2 結(jié)果 |
| 2.3 討論 |
| 2.4 結(jié)論 |
| 附圖表 |
| REFERENCES |
| 第三部分 經(jīng)Kambin's三角腰椎體后角斜向固定技術(shù)的神經(jīng)影像學(xué)評估 |
| 前言 |
| 3.1 材料與方法 |
| 3.2 結(jié)果 |
| 3.3 討論 |
| 3.4 結(jié)論 |
| 附圖表 |
| References |
| 第四部分 經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)相應(yīng)的一系列脊柱微創(chuàng)器械的研發(fā) |
| 前言 |
| 專利簡介 |
| 第五部分 新型一體化可固定椎間融合器經(jīng)Kambin's三角行經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)的三維有限元分析 |
| 前言 |
| 5.1 材料與方法 |
| 5.2 結(jié)果 |
| 5.3 討論 |
| 5.4 結(jié)論 |
| 附圖表 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第六部分 綜述: 腰椎融合技術(shù)的研究進(jìn)展 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 課題的創(chuàng)新點與局限性 |
| 致謝 |
| 攻讀學(xué)位期間的科研成果 |
| 學(xué)位論文評閱及答辯情況表 |
| 外文論文1 |
| 外文論文2 |
（2）3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器的研發(fā)及機(jī)械力學(xué)測試（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 中英文縮寫對照表 |
| 緒論 |
| 第1章 頸椎解剖學(xué)測量及3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器的研發(fā) |
| 1.1 材料 |
| 1.2 方法 |
| 1.3 結(jié)果 |
| 1.4 討論 |
| 第2章 3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器的機(jī)械力學(xué)測試 |
| 2.1 材料 |
| 2.2 方法 |
| 2.3 結(jié)果 |
| 2.4 討論 |
| 實驗結(jié)論 |
| 實驗不足 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 文獻(xiàn)綜述 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀碩士期間的科研成果 |
| 致謝 |
（3）人工椎體非融合技術(shù)的實現(xiàn)及其有限元分析（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 縮略語/符號說明 |
| 前言 |
| 研究現(xiàn)狀、成果 |
| 研究目的、方法 |
| 一、非融合技術(shù)人工椎體的設(shè)計 |
| 1.1 對象和方法 |
| 1.1.1 框架式人工椎體 |
| 1.1.2 腰椎測量 |
| 1.1.3 非融合技術(shù)的實現(xiàn) |
| 1.2 結(jié)果 |
| 1.3 討論 |
| 1.3.1 人工椎體的發(fā)展 |
| 1.3.2 人工椎體的分類 |
| 1.3.3 人工椎體的應(yīng)用 |
| 1.3.4 人工椎體的并發(fā)癥 |
| 1.3.5 目前臨床應(yīng)用的脊柱非融合技術(shù) |
| 1.3.6 人工椎體發(fā)展展望 |
| 1.4 小結(jié) |
| 二、非融合技術(shù)人工椎體置換的有限元模型的建立 |
| 2.1 相關(guān)應(yīng)用軟件介紹 |
| 2.1.1 Mimics軟件 |
| 2.1.2 Geomagic Studio軟件 |
| 2.1.3 Pro/Engineer軟件 |
| 2.1.4 Ansys Workbench軟件 |
| 2.2 標(biāo)準(zhǔn)成年人胸腰段椎體三維有限元模型的建立 |
| 2.2.1 實驗材料 |
| 2.2.2 實驗方法 |
| 2.3 討論 |
| 2.4 小結(jié) |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 發(fā)表論文和參加科研情況說明 |
| 綜述 人工椎體的研究進(jìn)展 |
| 綜述參考文獻(xiàn) |
| 致謝 |
（4）以微結(jié)構(gòu)可控鉭涂層多孔鈦合金支架為載體構(gòu)建組織工程人工椎體的生物學(xué)研究（論文提綱范文）
| 縮略語表 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 文獻(xiàn)回顧 |
| 實驗一 人工椎體支架載體的制備及生物力學(xué)研究 |
| 1 實驗材料 |
| 2 方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
| 實驗二 鉭涂層多孔鈦合金支架的制備與表征 |
| 1 材料 |
| 2 方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
| 實驗三 鉭涂層多孔鈦合金支架載體體外組織相容性研究 |
| 1 材料 |
| 2 方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
| 實驗四 組織工程人工椎體的體內(nèi)生物學(xué)研究 |
| 1 材料 |
| 2 方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 小結(jié) |
| 參考文獻(xiàn) |
| 個人簡歷和研究成果 |
| 致謝 |
（5）全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的研制及基礎(chǔ)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一部分 全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)用解剖 |
| 1.1 資料與方法 |
| 1.2 結(jié)果 |
| 1.3 討論 |
| 1.4 小結(jié) |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第二部分 全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的研發(fā) |
| 2.1 全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計 |
| 2.2 討論 |
| 2.3 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第三部分 全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的三維運動評價 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.2 結(jié)果 |
| 3.3 討論 |
| 3.4 小結(jié) |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第四部分 全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的拔出力實驗及最大扭矩實驗 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.2 結(jié)果 |
| 4.3 討論 |
| 4.4 小結(jié) |
| 參考文獻(xiàn) |
| 全文結(jié)論 |
| 本研究的不足之處 |
| 展望 |
| 中英文縮略詞表 |
| 攻讀學(xué)位期間成果 |
| 致謝 |
| 統(tǒng)計學(xué)審稿證明 |
（6）骨質(zhì)疏松性脊柱畸形的在體分類和影像學(xué)跟蹤隨訪研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一章 中國老年女性骨質(zhì)疏松性脊柱畸形的分類研究及其運動、平衡能力的在體對比分析 |
| 1 材料與方法 |
| 2 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第二章 骨質(zhì)疏松性椎體骨小梁納米力學(xué)性能的研究 |
| 1 材料與方法 |
| 2 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第三章 不同脊柱節(jié)段椎體骨折對骨質(zhì)疏松癥患者脊柱曲度影響的六年隨訪研究 |
| 1 材料與方法 |
| 2 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計方法 |
| 3 結(jié)果 |
| 4 討論 |
| 5 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 小結(jié)與展望 |
| 綜述 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀學(xué)位期間成果 |
| 致謝 |
| 統(tǒng)計學(xué)審稿證明 |
（7）脊椎切除重建中不同截面積鈦網(wǎng)內(nèi)植骨生長情況的實驗研究（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 英文縮略詞表 |
| 第1章 綜述 |
| 1 生物力學(xué)一般概況 |
| 2 腰椎一般解剖結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)特點 |
| 2.1 腰椎椎體結(jié)構(gòu)及特點 |
| 2.2 脊柱運動的功能單位 |
| 3 腰椎生物力學(xué)研究現(xiàn)狀 |
| 3.1 腰椎標(biāo)本及模型 |
| 3.2 腰椎生物力學(xué)測量方式 |
| 3.2.1 強(qiáng)度實驗 |
| 3.2.2 疲勞實驗 |
| 3.2.3 穩(wěn)定性實驗 |
| 4 腰椎生物力學(xué)研究展望 |
| 第2章 腰椎切除脊柱融合動物模型的建立 |
| 第1節(jié) 前言 |
| 第2節(jié) 實驗材料和方法 |
| 1 實驗材料 |
| 2 實驗方法 |
| 第3節(jié) 實驗結(jié)果 |
| 1 模型建立及術(shù)后并發(fā)癥 |
| 2 影像學(xué) |
| 第4節(jié) 討論 |
| 1 實驗動物模型的種類 |
| 2 實驗動物模型建立入路 |
| 3 動物麻醉藥物的選擇 |
| 第5節(jié) 小結(jié) |
| 第3章 脊椎切除重建中不同截面積鈦網(wǎng)植骨融合后生物力學(xué)對比研究 |
| 第1節(jié) 前言 |
| 第2節(jié) 實驗材料和方法 |
| 1 實驗標(biāo)本采集及處理 |
| 2 生物力學(xué)測試儀 |
| 3 標(biāo)本的受力狀態(tài)及加載 |
| 4 實驗方法 |
| 5 統(tǒng)計學(xué)分析 |
| 第3節(jié) 實驗結(jié)果 |
| 1 山羊腰椎載荷—水平位移之間的關(guān)系:見表3.1 |
| 2 山羊腰椎扭矩—扭角之間的關(guān)系 |
| 3 有限元分析結(jié)果 |
| 第4節(jié) 討論 |
| 1 腰椎的解剖結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)特點 |
| 2 不同截面積比山羊腰椎脊柱融合標(biāo)本生物力學(xué)測試分析 |
| 第5節(jié) 小結(jié) |
| 第4章 腰椎切除重建中不同截面積鈦網(wǎng)植骨融合后鈦網(wǎng)內(nèi)骨生長情況的觀察 |
| 第1節(jié) 前言 |
| 第2節(jié) 實驗材料及方法 |
| 1 實驗材料 |
| 2 實驗方法 |
| 第3節(jié) 實驗結(jié)果 |
| 1 骨融合影像學(xué)檢查情況 |
| 2 骨融合標(biāo)本病理檢查結(jié)果 |
| 3 血清學(xué)指標(biāo)檢測結(jié)果 |
| 第4節(jié) 討論 |
| 1 脊柱融合評價手段 |
| 2 不同截面積比動物模型植骨融合情況 |
| 第5節(jié) 小結(jié) |
| 第5章 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果 |
| 致謝 |
（8）新型胸腰椎前路復(fù)合鎖定系統(tǒng)（D-rod系統(tǒng)）的生物力學(xué)研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 第2章 實驗材料 |
| 2.1 標(biāo)本 |
| 2.2 實驗儀器 |
| 2.3 內(nèi)固定器械 |
| 第3章 實驗方法 |
| 3.1 實驗分組 |
| 3.2 標(biāo)本制備 |
| 3.3 生物力學(xué)穩(wěn)定性測試 |
| 3.4 數(shù)據(jù)采集及測試中的注意事項 |
| 3.5 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計 |
| 第4章 實驗結(jié)果 |
| 4.1 完整狀態(tài)下的生物力學(xué)測試結(jié)果 |
| 4.2 內(nèi)固定狀態(tài)下的生物力學(xué)測試結(jié)果 |
| 4.3 疲勞后的生物力學(xué)測試結(jié)果 |
| 第5章 討論 |
| 5.1 當(dāng)前臨床應(yīng)用廣泛的胸腰椎前路器械的優(yōu)缺點 |
| 5.1.1 釘-棒系統(tǒng) |
| 5.1.2 釘-板系統(tǒng) |
| 5.2 D-rod系統(tǒng)的設(shè)計特點及優(yōu)勢 |
| 5.3 標(biāo)本的選擇 |
| 5.4 胸腰椎爆裂骨折模型的制作 |
| 5.5 脊柱內(nèi)固定的生物力學(xué)測試方法 |
| 5.6 D-rod系統(tǒng)的生物力學(xué)評估 |
| 5.7 存在的問題 |
| 第6章 結(jié)論與展望 |
| 6.1 結(jié)論 |
| 6.2 下一步研究方向 |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 附圖 |
| 攻讀學(xué)位期間的研究成果 |
| 附帶綜述 |
（9）新型組合式多用腰椎間融合器的設(shè)計和實驗研究（論文提綱范文）
| 英文縮寫一覽表 |
| 英文摘要 |
| 中文摘要 |
| 論文正文 新型組合式多用腰椎間融合器的設(shè)計和實驗研究 |
| 前言 |
| 第一部分 新型組合式多用腰椎間融合器的設(shè)計 |
| 材料與方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 第二部分 新型組合式多用腰椎間融合器的實驗研究 |
| 第一節(jié) 組合式多用腰椎間融合器的有限元分析 |
| 前言 |
| 材料與方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 第二節(jié) 新型組合式多用腰椎間融合器的體外生物力學(xué)評價 |
| 前言 |
| 材料與方法 |
| 實驗一組合式椎間融合器的壓縮載荷性能測試 |
| 結(jié)果與分析 |
| 實驗二組合式椎間融合器的拔出實驗 |
| 結(jié)果 |
| 實驗三組合式椎間融合器的穩(wěn)定性測試實驗 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 第三節(jié) 新型組合式多用腰椎間融合器動物體內(nèi)融合的實驗研究 |
| 前言 |
| 材料與方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 第四節(jié) 新型融合器植入對關(guān)節(jié)突切除腰椎節(jié)段穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)測試 |
| 前言 |
| 材料與方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 全文總結(jié) |
| 致謝 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 文獻(xiàn)綜述 微創(chuàng)椎間融合器的研究進(jìn)展 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表及待發(fā)表文章 |
| 專利 |
| 英文論著 |
（10）橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的基礎(chǔ)研究（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 縮略詞表 |
| 前言 |
| 第一部分 橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的解剖學(xué)研究 |
| 一、基于 CT 增強(qiáng)三維重建技術(shù)的腰椎橫突間區(qū)域解剖研究 |
| 資料和方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 二、橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的尸體解剖研究 |
| 材料和方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第二部分 橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的生物力學(xué)研究 |
| 材料及方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 第三部分 橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的動物實驗研究 |
| 一、橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)模型建立及比較 |
| 材料 |
| 方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 二、ILIF 手術(shù)動物實驗的組織學(xué)觀察 |
| 材料 |
| 方法 |
| 結(jié)果 |
| 討論 |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 全文總結(jié) |
| 綜述 腰椎椎體間融合術(shù)研究現(xiàn)狀 |
| 參考文獻(xiàn) |
| 在讀期間發(fā)表論文和參加科研工作情況說明 |
| 致謝 |
四、牛胸腰椎椎體切除后不同內(nèi)植物的極限力學(xué)性能測試（論文參考文獻(xiàn)）
- [1]經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎體后角斜向固定技術(shù)的可行性研究[D]. 陳飛飛. 山東大學(xué), 2020(11)
- [2]3D打印頸椎多孔型金屬網(wǎng)式融合器的研發(fā)及機(jī)械力學(xué)測試[D]. 浣溢帆. 南華大學(xué), 2019(01)
- [3]人工椎體非融合技術(shù)的實現(xiàn)及其有限元分析[D]. 趙志輝. 天津醫(yī)科大學(xué), 2016(03)
- [4]以微結(jié)構(gòu)可控鉭涂層多孔鈦合金支架為載體構(gòu)建組織工程人工椎體的生物學(xué)研究[D]. 張揚(yáng). 第四軍醫(yī)大學(xué), 2012(01)
- [5]全內(nèi)置式可膨脹型脊柱前路內(nèi)固定系統(tǒng)的研制及基礎(chǔ)研究[D]. 徐彥芳. 南方醫(yī)科大學(xué), 2012(04)
- [6]骨質(zhì)疏松性脊柱畸形的在體分類和影像學(xué)跟蹤隨訪研究[D]. 王華軍. 南方醫(yī)科大學(xué), 2012(07)
- [7]脊椎切除重建中不同截面積鈦網(wǎng)內(nèi)植骨生長情況的實驗研究[D]. 侯慶先. 吉林大學(xué), 2011(09)
- [8]新型胸腰椎前路復(fù)合鎖定系統(tǒng)（D-rod系統(tǒng)）的生物力學(xué)研究[D]. 胡生庭. 南昌大學(xué), 2010(05)
- [9]新型組合式多用腰椎間融合器的設(shè)計和實驗研究[D]. 丁金勇. 第三軍醫(yī)大學(xué), 2009(05)
- [10]橫突間入路腰椎椎體間融合術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 湯俊君. 第二軍醫(yī)大學(xué), 2009(10)