不同量骨水泥加压注射强化椎弓根螺钉的体外生物.doc

不同量骨水泥强化新型空心椎弓根螺钉的体外生物力学研究 刘瑶瑶，代 飞，孙 东，罗 飞，张泽华，许建中 （400038 重庆，第三军医大学西南医院骨科，全军矫形外科中心） [摘要] 目的 探讨自行设计的可注射骨水泥空心椎弓根螺钉（bone cement injectable canulated pedicle screw，CICPS）在注入不同量骨水泥时的骨水泥弥散情况及生物力学稳定性。方法 按临床置钉标准程序将CICPS、韩国DTPSTM椎弓根螺钉和普通椎弓根螺钉植入骨质疏松松质骨模型（骨密度0.16 g/cm3，n=7）中，分别加压注射不同体积骨水泥（1、2、3、5 ml）增强两种空心螺钉，普通螺钉作为对照组。X线、CT观察骨水泥弥散形态；最大轴向拔出力实验，分析骨水泥使用量与最大轴向拔出力之间的关系；比较3种螺钉生物力学稳定性的特点。结果 X线观察螺钉均未发生骨水泥向后泄漏。X线、CT三维重建显示骨水泥从CICPS 3个侧孔中流出，分布均匀；而骨水泥主要从韩国DTPSTM椎弓根螺钉的近端孔流出，远端孔较少。普通椎弓根螺钉最大轴向拔出力为(28.5±4.0) N。CICPS各组（1、2、3、5 ml）最大轴向拔出力分别为（140.3±15.9）、（197.1±9.8）、（215.4±10.7）、（237.0±23.6）N；DTPSTM各组（1、2、3、5 ml）最大轴向拔出力分别为（114.3±17.7）、（180.5±13.6）、（207.2±30.0）、（291.3±25.1）N。经骨水泥增强的空心椎弓根螺钉最大轴向拔出力显著高于普通螺钉（P0.05）。空心螺钉最大轴向拔出力随骨水泥使用量的增加而增大。骨水泥使用量为1、2、3 ml时，CICPS的生物力学稳定性显著高于DTPSTM（P0.05）。骨水泥使用量为5ml时，DTPSTM高于CICPS（P0.05）。结论 在骨质疏松椎体模型中，骨水泥增强可显著增加CICPS的锚定作用；CICPS最大拔出力随骨水泥用量的增加而增大；骨水泥使用量在1～3 ml的情况下，其稳定性优于同类产品。 [关键词] 椎弓根螺钉；骨质疏松；PMMA强化；生物力学 [中图法分类号] [文献标志码] A The influence of the volume of polymethylmetacrylate on the augmentation of a novel pedicle screw: a biomechanical sdudy in vitro Liu Yaoyao, Dai Fei, Sun Dong, Luo fei, Zhang zehua, Xu Jianzhong（Department of Orthopedics,Orthopedic Center of PLA,Southwest Hospital, Third Military Medical University,Chongqing，400038,China） [Abstract] Objective To evaluate the bone cement distribution and biomechanics stability of the self-designed bone cement injectable canulated pedicle screw (CICPS).Method: CICPS, DTPSTM (Dream Spine Total Solutions, Dream STS, Seoul, Korea) and solid pedicle screws were implanted in the osteoporotic bone model (density: 0.16g/cm3，n=7) according to clinical standard procedure. Four different volumes of bone cement (1ml, 2ml, 3ml, 5ml) were used to strengthen CICPS and DTPSTM. And the control group was solid screws. X-ray and CT were introduced to observe bone cement distribution in different groups. Maximum axial pullout strength test was used to analysis the relationship between bone cement volume and maximum ax