寰椎齒狀突人工關節(jié)置換的生物力學研究

1、寰椎齒狀突人工樞紐置換的生物力學研究陸斌，李廣琪，李建武，李樂濤，謝延，白國璽【摘要】目的測試寰椎齒狀突人工樞紐置換后寰樞椎的不變性和成效。要領將10例奇怪的成人頭頸部標本制備成生物力學實行模子，對每一標本別離測定完備狀態(tài)、減壓術后、人工樞紐置換術后以及疲憊實行后4種狀態(tài)下的活動范疇、中性區(qū)和剛度。效果減壓術后，在前屈、后伸、擺布側屈及擺布旋轉等標的目的較完備狀態(tài)活動范疇、中性區(qū)顯著增大P0.05，而剛度那么明顯削弱P0.05；人工樞紐置換術后及疲憊實行后與減壓術后比擬前屈、后伸、擺布側屈及擺布旋轉的活動范疇和中性區(qū)顯著減小P0.05，剛度明顯加強P0.05；人工樞紐置換術后及疲憊實行后與完備

2、狀態(tài)比擬前屈、后伸、擺布側屈的活動范疇和中性區(qū)顯著減小P0.05，剛度明顯加強P0.05，與完備狀態(tài)比擬擺布旋轉的活動范疇無明顯差異P0.05，中性區(qū)增大P0.05，剛度減小P0.05。結論實行證明作者方案、制造出的人工寰椎齒狀突樞紐在形態(tài)學和動力學兩方面舉行仿生，具有置放不變、操縱輕便、不易造成副損傷以及低磨損等特點，對以往齒狀突切除、脊髓減壓后必要利用前路或和后路寰樞椎交融的患者，提供了另一種術式的選擇?！娟P鍵詞】頸椎；口咽入路；人工寰椎齒狀突樞紐；生物力學；活動范疇；中性區(qū)；疲憊實行；剛度Keyrds：ervial;transralapprah;artifiialatlasdntidji

3、nt;biehanis;rangftin;neutralzne;fatiguetest;stiffness1質料和要領自行方案、制造的人工寰椎齒狀突樞紐利用醫(yī)用鈦合金Ti6Al4V制成，由人工寰椎部件、人工樞椎部件和螺釘3個部門構成。(1)寰椎部件包羅由人工寰椎結實板及旋轉軸套;(2)樞椎部件由結實板、突起、底座1、2和旋轉軸構成;(3)螺釘:鈦合金Ti6Al4V松質骨自攻螺釘直徑3.5，長度為1322。旋轉軸套與旋轉軸、底座2打仗部位拋光成樞紐面光潔度圖1、2。1.2實行要領生物力學實行標本制備要領完備標本制作要領：截取枕骨髁基底至第3頸椎節(jié)段，取材后頸椎標本用塑料袋密封保存于-20。檢測前

4、取出，于20常溫下天然解凍，細致剔除頸椎標本的肌肉構造，保存頸椎骨骼、韌帶、樞紐囊及椎間盤的布局完備，制成完備狀態(tài)的生物力學實行模子。減壓標本制作要領：用高速磨鉆在寰椎前弓與側塊擺布接壤處細致打磨。磨透后完備取出寰椎前弓，表現(xiàn)樞椎齒狀突，用磨鉆細致打磨齒狀突基底與椎體接壤處，磨透后細致切除附著在齒狀突上的韌帶，完備取出齒狀突，表現(xiàn)硬脊膜。安裝人工寰椎齒狀突樞紐要領：使人工寰椎齒狀突樞紐位于減壓后標本正中，適度縱向加壓使寰椎假體與樞椎假體精細結合，保持寰枕樞紐適度后伸位。置釘前先用克氏針鉆孔，透視位置準確后丈量克氏針長度，再擰入相宜長度螺釘。螺釘長度在不打破寰椎側塊和樞椎椎體前方皮質的條件下，盡

5、大概拔取較長的松質骨螺釘。寰椎結實螺釘與矢狀面向外10夾角與寰椎側塊長軸平行，與寰椎橫截面保持平行。樞椎螺釘與矢狀面向內10夾角，與樞椎椎體橫截面保持平行圖3、4。生物力學實行要領：對10具標本別離依次舉行完備狀態(tài)、減壓標本、前路人工寰椎齒狀突樞紐置換后、疲憊實行后4種狀態(tài)下的活動范疇、中性區(qū)和剛度舉行測試。2效果表11.5N載荷下活動范疇*表現(xiàn)與完備狀態(tài)比擬有明顯性差異P0.05，表現(xiàn)與減壓術后比擬有明顯性差異P0.05。表21.5N載荷下中樞區(qū)NZ*表現(xiàn)與完備狀態(tài)比擬有明顯性差異P0.05，表現(xiàn)與減壓術后比擬有明顯性差異P0.05。表31.0N載荷剛度測試效果*表現(xiàn)與完備狀態(tài)比擬有明顯性差

6、異P0.05，表現(xiàn)與減壓術后比擬有明顯性差異P0.05。3討論在寰椎齒狀突樞紐骨折、脫位不克不及整復且脊髓受壓病癥嚴峻時，經(jīng)口咽入路松解或減壓是有用的治療要領1,2。但齒狀突切除減壓后，無論舉行寰樞椎前路或和后路交融術，頸部旋轉成效將大部門喪失3，對術后患者正常的事情、生存帶來諸多未便。完備狀態(tài)下的寰樞椎其種種活動瞬時旋轉軸位于寰椎齒狀突樞紐部位，切除寰椎前弓及齒狀突后，種種活動瞬時旋轉軸將向兩側小樞紐突后移4。失去寰椎齒狀突樞紐限定的寰樞椎不變性顯著低落。實行證明減壓術后，在前屈、后伸、擺布側屈及擺布旋轉等標的目的較完備狀態(tài)活動范疇、中性區(qū)顯著增大P0.05，剛度明顯低落P0.05。人工寰椎

7、齒狀突樞紐中寰椎部件旋轉軸套與樞椎部件旋轉軸精細共同，重修了寰椎齒狀突樞紐的扣鎖干系，使種種活動瞬時旋轉軸重新位于寰椎齒狀突樞紐部位。實行效果表現(xiàn)人工樞紐置換術后及疲憊實行后與完備狀態(tài)比擬前屈、后伸、擺布側屈活動范疇和中性區(qū)顯著減小P0.05，剛度明顯加強P0.05，大概是由于人工樞紐樞椎旋轉軸直徑4.0與寰椎旋轉軸套直徑4.0精細共同，限定了前屈、后伸及擺布側彎活動。但正常寰樞椎的屈伸和側屈活動范疇本來就非常有限，頭頸部的屈伸和側屈重要由寰枕樞紐和2以下頸椎椎間樞紐包羅椎間盤及側塊樞紐完成5，因此，人工寰椎齒狀突樞紐置換術后前屈、后伸及擺布側彎活動范疇的淘汰，仇家頸部活動影響非常有限。人工樞

8、紐置換術后及疲憊實行后與完備狀態(tài)比擬擺布旋轉活動中性區(qū)增大P0.05，剛度減小P0.05，大概與減壓后失去寰椎齒狀突樞紐處翼狀韌帶、橫韌帶等布局有關，擺布旋轉活動范疇與完備狀態(tài)無明顯差異P0.05，由于防范過分旋轉的裝置限定凌駕45的旋轉，以是對活動范疇的丈量效果有部門影響。在剛度最大載荷1.0N和中性區(qū)測試時實行標本擺布旋轉均未到達45旋轉，旋轉限定裝置未發(fā)揮作用，對丈量效果無影響。生理狀態(tài)下寰椎前弓限定寰椎向后挪動，橫韌帶限定寰椎向前挪動，翼狀韌帶是第二位限定前后挪動的布局，寰樞韌帶和樞紐囊是第三位的不變因素。寰樞樞紐的剖解布局嚴酷限定過分旋轉，韌帶布局也有限定作用。橫韌帶齊備環(huán)境下，寰樞

9、外側樞紐雙側旋轉脫位的度數(shù)是65，橫韌帶斷裂時，旋轉45即可出現(xiàn)脫位，單側脫位可早于雙側脫位產(chǎn)生。翼狀韌帶也限定旋轉活動，當向一側旋轉時，對側的翼狀韌帶拉緊起限定作用6,7。由于人工寰椎齒狀突樞紐置換術是在前路減壓術的底子上舉行的，喪失了前縱韌帶、翼狀韌帶、齒突韌帶和橫韌帶等的牽拉限定，而寰樞椎側方及后部布局對旋轉活動的限定非常有限。假設僅單純仿生寰椎齒狀突的車軸樞紐，而不加限定，將大概出現(xiàn)過分旋轉以及由此產(chǎn)生寰樞外側樞紐骨折、脫位，會對脊髓、椎動脈等相近緊張結布局成刺激或損傷。為此作者專門方案了防范過分旋轉的限定裝置，容許擺布旋轉各45，到達正常生理活動度，又不會出現(xiàn)過分旋轉。同其別人工樞紐

10、雷同，人工寰椎齒狀突樞紐置換術后，內植物及其與骨打仗界面的磨損與疲憊是包管人工寰椎齒狀突樞紐可否恒久存放和正?；顒拥年P鍵8。作者所做的疲憊實行表現(xiàn)：經(jīng)5000次屈伸和5000次旋轉疲憊試驗，效果表現(xiàn)實行標本的活動范疇、中性區(qū)和剛度無明顯差異P0.05。人工寰椎齒狀突樞紐面具有高光潔度，無磨損劃痕，人工樞紐和結實螺釘無松動，證明人工寰椎齒狀突樞紐具有必然的抗疲憊性能。作者的實行重要反響實行標本的馬上不變性。固然舉行了疲憊實行，但由于疲憊次數(shù)遠遠少于正凡人體生理必要量，人工寰椎齒狀突樞紐是否能保持恒久不變，樞紐面是否能恒久保持高光潔度、低磨損尚不知曉。因此，作者如今的研究只能提供一種新的術式和思緒

11、，人工寰椎齒狀突樞紐尚必要進一步研究和革新才氣滿意臨床需求，好比在寰椎結實板與寰椎側塊的打仗面以及樞椎底座1、結實板與樞椎椎體打仗面方案成成骨細胞輕易附著、骨小梁輕易長入的涂層；又好比在旋轉軸套與旋轉軸、底座2之間參加超高分子量質料或其他質料，進一步低落人工寰椎齒狀突樞紐的磨損。【參考文獻】1Laus,PignattiG,alaguti,etal.AnterirextraralsurgeryttheupperervialspineJ.Spine,1996,21:1687-1693.2VaarAR,LehanAP,AhlgrenBD,etal.Anterir1、2srefixatinandbny

12、fusinthrughananterirretrpharyngealapprahJ.rthpedis，1999，22:1165-1170.3何大新,李振宇.創(chuàng)傷性寰樞椎不穩(wěn)治療要領的選擇J.中國矯形外科雜志,2022,14:1114-1115.4朱巖,向衛(wèi)國,梁文杰,等.螺旋T三維重修對上頸椎損傷的診斷代價J.中國矯形外科雜志,2022,4:254-256.5ShyiK,LiK,HaH,etal.ThequantitativeeasureentsftheintervertebralangulatinandtranslatinduringervialflexinandextensinJ.EurSpineJ，2022，16:1435-1444.6anharP,AndreKS,PaulI,etal.ervialfaetjintkineatisduringbilateralfaetdislatinJ.EurSpineJ，2022，16:1680-1688.7TrpianP,ThllnL,ArnuxPJ,etal.Usingafin