摘要：目的 :采用对端结合的方式,设计适用于脊柱翻修手术的延长棒,研究其生物力学特性。方法 :依据美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)的标准测试方法,制备椎体切除术后腰椎模型。采用静态压缩弯曲试验、静态拉伸弯曲试验和疲劳试验,分别测量"传统连接棒"(A组,n=6)和"翻修延长棒"(B组,n=6)的屈服载荷、弯曲刚度和疲劳参考值,初步评价"翻修延长棒"的生物力学稳定型。结果:在静态压缩弯曲试验中,A组试验模型屈服载荷为865.60±25.71N,弯曲刚度为52.35±0.38N/mm。B组试验模型屈服载荷为863.20±11.01N,弯曲刚度为52.92±2.43N/mm,两组之间无统计学差异(P>0.05)。在静态拉伸弯曲试验中,A组试验模型屈服载荷为1184.20±30.14N,拉伸弯曲刚度为58.89±3.01N/mm;B组试验模型屈服载荷为1169.20±14.89N,拉伸弯曲刚度为57.48±1.47N/mm,与A组比较均无统计学差异(P>0.05)。在疲劳试验中,A组的疲劳载荷参考值为303N,B组的疲劳载荷参考值为302N,与A组比较无统计学差异(P>0.05)。结论:新型翻修延长棒具有与传统连接棒相似的屈服载荷、弯曲刚度及耐疲劳性。

摘要：目的对人工颈椎复合关节系统球窝关节进行优化设计。方法建立人工颈椎复合关节系统的三维模型,并采用有限元方法对其进行网格划分;设置球窝零件球柄高度的尺寸的变化范围,模拟假体系统在体负载情况;对模型进行优化设计分析,对不同尺寸特征的复合关节系统进行应力、应变分析,并评价系统安全系数。结果系统最大Vonmises应力出现在该装置前屈位球柄和基底部相接处,并随球柄高值增大,最小安全系数呈近似抛物线变化。结论综合考虑系统的稳定性和活动度需要,认为当球柄高为6.0mm时,球窝关节结构最优。

摘要：目的:测试并比较自行设计的膨胀式椎弓根螺钉(ExpansivePedicleScrew,EPS)与CDH,USS椎弓根螺钉翻修后的最大轴向拔出力及周期载荷疲劳寿命,评价EPS螺钉的翻修作用。方法:20个新鲜小牛腰椎随机数字表法分成甲、乙两组,每组10个椎体。两组椎体的椎弓根处均预先植入直径6.5mmCDH螺钉,拔出螺钉造成螺钉松动脱出的脊柱模型。随机在每个椎体的一侧椎弓根处拧入EPS螺钉,甲组对侧拧入USS螺钉,乙组拧入CDH螺钉(直径均为7.0mm×40mm),再次拔出螺钉,记录翻修的最大轴向拔出力。对CDH,USS,Tenor,EPS螺钉加载频率5Hz,载荷200～250N,150万次的周期载荷进行内固定器械周期载荷疲劳实验。结果:CDH,USS,EPS螺钉翻修时最大拔出力分别为(1206.8±597.4),(1522.2±392.1),(2161.5±555.4)N。EPS螺钉的最大拔出力均显著高于CDH,USS螺钉(P<0.05)。疲劳试验完成后,4种螺钉均未发生疲劳现象。结论:EPS螺钉较其他非膨胀式椎弓根螺钉有更优越的翻修可靠性。

摘要：目的:优化"人工颈椎复合关节系统"("artificialcervical joint complex"ACJC)并进行生物力学评价.方法:在前期设计的基础上,以及通过测量工作得到的关于正常人体颈椎解剖和运动学参数,优化ACJC.新鲜的人体颈椎标本14具,随机取出7具作为正常颈椎组,在MTS858Mini Bionix II生物材料实验系统进行稳定性实验并测定各节段椎间活动度.随后将标本随机分为钢板固定组和假体植入组,每组7例,对每组标本分别进行实验前处理:钢板固定组依次行前路C5椎体次全切、植骨融合内固定术;假体植入组依次行C5椎体次全切、假体植入术.试验同正常颈椎组.结果:稳定性实验显示假体植入组与正常颈椎组相比,下颈椎在三维六自由度的ROM均无显著差异.而钢板固定组在前屈、后伸、左右侧弯中的活动范围(ROM)均小于显著其余两组.手术节段活动度测定显示,钢板固定组的各向ROM均显著小于其余两组,而假体植入组仅在后伸运动中ROM显著大于正常颈椎组,其余活动中均与正常颈椎组无显著差异.临近椎间活动度测定显示,三组间下位椎间隙活动度无显著差异;对于上位椎间隙,假体植入组与正常颈椎组无显著差异.钢板固定组前屈、后伸活动度均较其余两组显著增大.结论:应用该系统进行颈椎前柱重建,既重建了颈椎稳定性,又一定程度地保留了手术节段活动度,更符合颈椎生理性重建的要求.同时该方法避免了手术邻近节段椎间隙活动代偿性增大,对避免远期邻近节段退变加速可能具有重要意义.

摘要：目的评价椎弓根钉道局部强化技术及其结合膨胀式椎弓根螺钉提高椎弓根螺钉固定强度的效果。方法通过自行设计及加工的钉道局部强化装置，向钉道周壁点状注入CaSO4骨水泥以强化椎弓根钉道。5具新鲜冻存人体脊柱标本，每具随机选取4个腰椎共20个腰椎标本，采用随机区组设计方法分为10个区组。设计四种固定方法：A组（普通椎弓根螺钉）、B组（普通椎弓根螺钉＋钉道局部强化）、C组（膨胀式椎弓根螺钉＋钉道局部强化）、D组（普通椎弓根螺钉＋钉道内灌注CaSO。骨水泥），随机应用在每个区组的2个椎体共4个椎弓根钉道。分别测试每个椎弓根螺钉的最大轴向拔出力及能量吸收值。从剩余腰椎标本中任意取两个腰椎，应用钉道局部强化技术后利用Micro—CT观察钉道周壁微观结构变化。结果C、D两组的最大轴向拔出力均值及能量吸收值均值高于A组（P〈0．01）及B组（P〈0．05），B组最大轴向拔出力均值及能量吸收值均值高于A组（P 〈0．01），C、D两组之间的差异无统计学意义（P〉0．05）。结论钉道局部强化技术可显著提高椎弓根螺钉的固定强度，结合使用膨胀式椎弓根螺钉可进一步提高螺钉的固定强度。

摘要：目的对人工颈椎复合关节系统进行优化设计研究。方法建立人工颈椎复合关节系统的三维模型,并对其进行网格划分,设置植骨孔特征尺寸的变化范围。模拟假体系统在体负载情况对模型进行优化设计分析。对不同尺寸特征的假体系统进行应力、应变分析,并评价系统安全因数。结果计算结果显示系统最大应力出现在植骨孔下方中间区域,最小安全系数出现在上方椎间盘假体和衬垫接触部分。随着植骨孔的扩大,最大应力逐渐增大,最小安全因数呈抛物线变化。结论综合考虑系统的稳定性和植骨需要,认为当植骨孔特征尺寸为3mm时,系统整体效果最优。

摘要：目的:为研制人工颈椎复合关节系统提供中下颈椎体、椎间盘解剖学数据。方法:志愿者76人,其中男性32人(21～44岁,平均年龄29.31岁),女性44人(19～45岁,平均年龄32.20岁),测量各椎体与椎间隙前缘、中份及后缘的高度,数据进行统计和分析。结果:椎体前缘、中份、后缘高度(mm),男性分别为:17.58～19.97,15.68～17.69,18.17～19.77;女性分别为:15.13～17.80,13.34～15.05,15.57～17.06。椎间隙前缘、中份、后缘高度(mm):男性分别为5.81～7.23,7.59～9.19,4.65～5.54;女性分别为;4.88～5.37,6.82～7.89,4.03～4.47。各测量结果在性别间有统计学意义(P<0.05)。结论:由此得到了中下颈椎体及椎间盘的解剖学参数,这可以为人工颈椎复合关节系统假体设计、制造和临床运用提供参考依据。

摘要：目的 探讨联合应用术前数字化截骨设计和术中导航技术辅助矫正胸腰段骨折术后继发角状后凸畸形的有效性. 方法 2008年1至201 3年4月对34例胸腰段骨折术后继发角状后凸畸形患者采用经椎弓根截骨（PSO）进行矫形,男18例,女16例;年龄17～ 44岁,平均26.5岁;其中11例采用传统技术进行后路截骨矫形手术（无辅助组）,23例联合应用术前Mimics软件设计截骨及术中导航技术辅助进行后凸矫形（辅助组）.通过测量和比较两组患者的手术时间、出血量、局部后凸矫形率、cobb角、VAS评分、Oswestry功能障碍指数（ODI）等评价疗效. 结果 与无辅助组比较,辅助组手术时间更短、术中出血量更少、局部后凸矫形率更好,差异均有统计学意义（P＜0.05）.所有患者均获随访,时间6 ～51个月,平均38个月.所有患者术后、末次随访的cobb角、VAS评分、ODI均较术前改善,差异有统计学意义（P＜0.05）.辅助组末次随访的cobb角、VAS评分、ODI均优于无辅助组,差异有统计学意义（P＜0.05）.所有患者的脊柱固定节段均获坚强融合,无内固定物松动、移位、断裂等并发症发生,胸腰段后凸畸形明显改善,腰背部疼痛消失. 结论 采用数字骨科技术,通过术前Mimics软件设计截骨区域、范围,术中采用三维导航按照预定手术方案进行精确截骨矫形,提高了手术安全性,临床疗效满意,能够有效提高复杂脊柱畸形的矫形效果.

摘要：目的 :测试并比较自行设计的膨胀式椎弓根螺钉 (ExpansivePedicleScrew ,EPS)与USS ,Tenor ,CDH椎弓根螺钉植入椎体后的最大旋出力矩及旋出 180°时能量吸收值 ,评价EPS螺钉脊柱固定稳定性。方法 :3 0个新鲜小牛腰椎随机分成 3组 ,每组 10个椎体 ( 2 0侧椎弓根 ) ,每组均随机在一侧拧入EPS螺钉 ,对侧分别拧入USS、Tenor ,CDH螺钉 ,旋出螺钉 ,测试并记录最大旋出扭力矩及旋出 180°时能量吸收值。结果 :EPS ,USS ,Tenor ,CDH螺钉的最大旋出力矩分别为 ( 3 5 70± 0 914 )Nm ,( 1 60 7± 0 3 0 0 )Nm ,( 2 2 5 7± 0 3 72 )Nm ,( 2 3 71± 0 3 48)Nm ;能量吸收值分别为 ( 8 2 77± 2 10 8)J ,( 3 2 3 0± 0 5 5 9)J ,( 4 475± 0 60 2 )J ,( 4 44 1± 0 45 7)J。EPS螺钉的最大旋出力矩及能量吸收值显著大于其它三种螺钉 (P值均小于 0 0 1)。结论 :EPS螺钉较目前使用的USS ,Tenor。

摘要：目的应用术前数字化设计及3D快速成型技术，指导治疗完全脱位型胸腰椎骨折的外科手术操作和脊柱稳定性重建，评价其临床可行性和有效性。方法2009年1月-2014年1月共收治32例完全脱位型胸腰椎骨折，其中男19例，女13例；年龄17～56岁[（30．1±7．6）岁]。2010年10月前收治的15例采取常规后路骨折开放复位、椎弓根螺钉内固定、植骨融合手术（常规手术组）。2010年10月后收治的17例则在术前行CT扫描三维重建，了解骨折移位程度及椎弓根碎裂情况，并应用3D快速成型技术制备相应模型。术前规划减压范围、置钉节段、进钉角度和长度，进而在此基础上行后路开放骨折复位内固定手术（数字辅助组）。通过比较两组患者的手术时间、出血量、引流量、视觉模拟评分（VAS）、神经功能Frankel分级、植骨融合率等指标，评价该技术的可行性和有效性。结果本组患者均获得1年以上[（3．6±0．5）年]随访。常规手术组和数字辅助组的手术时间分别为（194．0±38．5）min、（168．8±23．8）min（P〈0．05），术中出血量分别为（502．0±114．5）ml、（420．0±94．6）ml（P〈0．05）。术前VAS常规手术组和数字辅助组分别为（7．8±10．57）分、（7．91±0．56）分（P〉0．05），术后末次随访分别为（1．87±0．27）分、（1．67±0．22）分（P〈0．05）。常规手术组和数字辅助组的植骨融合率分别为87％、94％（P〉0．05）。在术后神经功能恢复方面，两组患者的Frankel分级差异无统计学意义（P〉0．05）。结论术前数字化设计及3D快速成型技术可充分了解完全脱位型胸腰椎骨折的损伤程度、椎弓根碎裂情况，进而指导减压范围及置钉节段，有助于缩短手术时间、提高骨折脱位复位程度、降低内固定失败的发生率。