朱雷于秀淳*趙衛(wèi)東

棘突間融合器聯(lián)合改良PLIF技術(shù)對(duì)腰椎早期穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)評(píng)價(jià)

朱雷1于秀淳2*趙衛(wèi)東3

目的探討棘突間融合器 (interspinous fusion device,IFD)在聯(lián)合改良PLIF技術(shù)時(shí)的生物力學(xué)特點(diǎn)。方法10具小牛 (L3-6)腰椎標(biāo)本，每具均經(jīng)過(guò)4組狀態(tài)測(cè)試：正常組 (INTACT組)；棘突間融合器+L4/5椎間放置單枚Cage(IFD組)；單側(cè)釘棒固定+L4/5椎間放置單枚Cage(UPS組)雙側(cè)釘棒固定+L4/5椎間放置單枚Cage(BPS組)。依次測(cè)試其屈伸、左/右側(cè)彎、左/右旋轉(zhuǎn)6個(gè)方向的腰椎活動(dòng)范圍 (ROM)。結(jié)果在所有工況下UPS組的穩(wěn)定性最低(＜0.05)；IFD組與BPS組之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (＞0.05)。結(jié)論在一定載荷范圍內(nèi)，棘突間融合器聯(lián)合改良PLIF技術(shù)能夠提供與雙側(cè)釘棒系統(tǒng)相似的穩(wěn)定性，因而在一定程度上可能成為雙側(cè)釘棒系統(tǒng)的替代固定方式。

棘突間融合器；椎弓根螺釘；穩(wěn)定性；生物力學(xué)

下腰椎退行性疾患是臨床骨科中十分常見(jiàn)的疾病，臨床以下腰痛和間歇性跛行為主要特點(diǎn)，不但嚴(yán)重?fù)p害了患者的身心健康，還給社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。對(duì)于保守治療無(wú)效的患者通常采用腰椎融合內(nèi)固定術(shù)，目前后路經(jīng)椎弓根螺釘/棒內(nèi)固定被認(rèn)為是最常見(jiàn)的內(nèi)固定技術(shù)。然而該內(nèi)固定方式存在著神經(jīng)根、硬膜及椎前血管損傷，手術(shù)操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，出血多及較大的放射暴露等缺[2]。近年來(lái)隨著對(duì)脊柱后柱結(jié)構(gòu)的重視，經(jīng)棘突固定逐漸為學(xué)術(shù)界所關(guān)注。有研究證實(shí)經(jīng)棘突固定不但可以獲得較高的術(shù)后融合率，還可以降低上述釘棒固定所產(chǎn)生的并發(fā)癥的發(fā)生率[3]，但這類裝置的生物力學(xué)穩(wěn)定性卻遭到了大量臨床研究的質(zhì)疑[4]。

我科自行設(shè)計(jì)研制了一款用于輔助椎體間融合的棘突間堅(jiān)強(qiáng)固定裝置——棘突間融合器 (圖 1，發(fā)明專利號(hào)：ZL 2011 10449991.8)。同以往的棘突間內(nèi)固定裝置一樣，本器械亦具有安裝簡(jiǎn)單，出血少，較低的神經(jīng)根和大血管損傷風(fēng)險(xiǎn)等微創(chuàng)優(yōu)勢(shì)。此外，本裝置在輔助椎體間融合的同時(shí)，亦可以通過(guò)棘突間融合增加經(jīng)棘突固定的遠(yuǎn)期效果。

為了分析棘突間融合器的生物力學(xué)表現(xiàn)，本研究利用小牛尸體腰椎為研究對(duì)象，與傳統(tǒng)的釘棒固定相比較，分析該裝置聯(lián)合改良PLIF技術(shù)[5]用于穩(wěn)定腰椎時(shí)的生物力學(xué)特性。

1 材料與方法

1.1 材料

本實(shí)驗(yàn)選用新鮮小牛尸體腰椎標(biāo)本10具(周齡8～10周，L3-6)，所有標(biāo)本均在宰殺后3小時(shí)內(nèi)采集，多層保鮮膜密封后置于-20℃的冰箱內(nèi)保存。所有標(biāo)本均經(jīng)X線攝正、側(cè)位片，以排除解剖結(jié)構(gòu)變異、畸形及骨折等異常情況。實(shí)驗(yàn)前24小時(shí)將標(biāo)本置于室溫下逐級(jí)解凍后，剔除標(biāo)本周圍附著的肌組織，僅保留完整的關(guān)節(jié)囊、韌帶、椎間盤(pán)及骨性結(jié)構(gòu)。分別于L3及L6椎體內(nèi)各擰入2枚金屬螺釘(加固包埋)，然后采用模具澆注自凝牙托粉(上海醫(yī)療器械股份有限公司牙科材料廠)的方法，將標(biāo)本 L3椎體頭側(cè)1/2及 L6椎體尾側(cè)1/2包埋并逐個(gè)編號(hào)以供下一步處理。

1.2 實(shí)驗(yàn)分組及步驟

為了避免因標(biāo)本數(shù)量過(guò)少產(chǎn)生的偏倚，實(shí)驗(yàn)時(shí)同一標(biāo)本按以下4組狀態(tài)依次進(jìn)行加載測(cè)試，以使同一具標(biāo)本在不同狀態(tài)前后形成自身對(duì)照[6]，即每個(gè)狀態(tài)組均為10具標(biāo)本。具體為:Intact狀態(tài)組:完整狀態(tài)組；IFD(interspinousfusion device)狀態(tài)組:棘突間融合裝置固定+椎間置入單枚椎間Cage；UPS(unilateralpediclescrew)狀態(tài)組:單側(cè)椎弓根螺釘/鈦棒固定+椎間置入單枚椎間Cage；BPS(bilateralpediclescrew)狀態(tài)組:雙側(cè)椎弓根螺釘/鈦棒固定+椎間置入單枚椎間Cage。

圖1 棘突間融合器與標(biāo)本分組。A棘突間融合器；B棘突間融合器+ L4/5椎間放置單枚Cage(IFD組)；C單側(cè)釘棒固定+L4/5椎間放置單枚Cage(UPS組)；D雙側(cè)釘棒固定+L4/5椎間放置單枚Cage(BPS組)

1.3 手術(shù)模型建立

完整狀態(tài)測(cè)試后，每具標(biāo)本模擬左側(cè)腰椎管減壓，保留棘突及棘間韌帶完整，咬除左側(cè)椎板及內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)突，減壓范圍以能夠顯露左側(cè)神經(jīng)根及能夠滿足植入Cage為準(zhǔn)，盡可能保留關(guān)節(jié)突外側(cè)骨質(zhì)及其腹側(cè)關(guān)節(jié)囊，切除黃韌帶，牽開(kāi)硬模囊，切除椎間盤(pán)左后方的纖維環(huán)組織，摘除髓核并刮除上下軟骨終板，建立“改良 PLIF”[5]手術(shù)減壓后的失穩(wěn)模型。在失穩(wěn)模型的基礎(chǔ)上，將椎間融合器 (Cage，12mm× 26mm，山東威高骨科材料有限公司)植入 L4/5椎間隙，開(kāi)路錐于L4/5棘突間開(kāi)口，刮出棘突間軟組織，撐開(kāi)棘突間隙，放置棘突間融合器，加壓鎖緊(IFD狀態(tài)組)；單側(cè)釘棒固定時(shí) (UPS狀態(tài)組)，拆除原有的棘突間融合裝置，于左側(cè)L4/5橫突上下緣中點(diǎn)連線與上關(guān)節(jié)突外緣的交點(diǎn)為定位點(diǎn)，自L4、L5左側(cè)椎弓根擰入2枚椎弓根螺釘并安放鈦棒及緊固頂絲 (由山東威高骨科材料有限公司提供，椎弓根釘直徑6.5 mm、長(zhǎng)度45mm，棒直徑5.5mm，長(zhǎng)度40mm)；雙側(cè)釘棒固定時(shí) (BPS狀態(tài)組)，在UPS狀態(tài)組基礎(chǔ)上，同法在右側(cè)置入2枚椎弓根螺釘，放置鈦棒。(圖1)所有標(biāo)本均經(jīng)X線攝片確認(rèn)內(nèi)置物位置良好后方可進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試。(圖2)

圖2 各狀態(tài)組術(shù)后X線攝片。A棘突間融合器固定正側(cè)位片；B單側(cè)釘棒固定正側(cè)位片；C雙側(cè)釘棒固定正側(cè)位

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用脊柱三維運(yùn)動(dòng)載荷儀(南方醫(yī)科大學(xué)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制)對(duì)標(biāo)本進(jìn)行非破壞性加載[6]，模擬人體腰椎的生理活動(dòng)。將 L3包埋端固定于加載盤(pán)上，利用滑輪系統(tǒng)增加砝碼對(duì) L4/5在前屈、后伸、左/右側(cè)彎、左/右旋轉(zhuǎn)方向上施加8N.m純力偶矩，模擬人體腰椎三維六度的生理活動(dòng)[7]。同時(shí)位于不同方向的6臺(tái)三維紅外線掃描儀 (美國(guó)3DD公司生產(chǎn)，精度0.01°)通過(guò)預(yù)先置于標(biāo)本L4/5的8枚Marker球攝取零載荷和最大載荷(8N.m)時(shí)的脊柱運(yùn)動(dòng)圖像，采用相應(yīng)處理軟件進(jìn)行圖像分析并計(jì)算出L4/5節(jié)段的角位移(range of motion,ROM)。每次測(cè)量均循環(huán)加載、卸載3次，間隔時(shí)間30秒，記錄第3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果以減少脊柱軟組織黏彈性的影響。測(cè)試中每5分鐘用生理鹽水噴灑標(biāo)本一次，保持其濕潤(rùn)以防止標(biāo)本組織脫水變性，每具標(biāo)本均進(jìn)行上述4組狀態(tài)測(cè)試。由于對(duì)標(biāo)本進(jìn)行的是非破壞性加載[6]，脊柱功能單元的變形均在其彈性范圍內(nèi)，同時(shí)每個(gè)標(biāo)本的測(cè)試順序均為：(1)Intact狀態(tài)組；(2)IFD狀態(tài)組；(3)UPS狀態(tài)組；(4)BPS狀態(tài)組，每個(gè)狀態(tài)固定的位置對(duì)下一狀態(tài)固定的位置均不產(chǎn)生干擾和破壞。因此，對(duì)于同一標(biāo)本來(lái)說(shuō)，各狀態(tài)組的相互干擾較小。

1.5 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的指標(biāo)

本研究分別觀測(cè)：(1)各狀態(tài)組中活動(dòng)節(jié)段的中性區(qū)(Neutral Zone,NZ)，即椎體在零載荷時(shí)與中立位之間的位移，其表示脊柱節(jié)段在不受外部載荷作用時(shí)可自由運(yùn)動(dòng)的范圍。中性區(qū)越大，脊柱越不穩(wěn)定。(2)活動(dòng)節(jié)段最大載荷(8N.m)時(shí)的腰椎活動(dòng)范圍 (range of motion,ROM)，即椎體在最大載荷(8N/m)載荷時(shí)與中立位之間的位移，其表示脊柱節(jié)段在負(fù)荷時(shí)可自由運(yùn)動(dòng)的范圍。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

通過(guò)軟件分析圖像獲取各狀態(tài)組中不同標(biāo)本的角位移，并對(duì)同一狀態(tài)組中10具標(biāo)本的角位移取均值，來(lái)表示每一狀態(tài)組的腰椎活動(dòng)范圍(±s)。利用單因素重復(fù)測(cè)量的方差分析(Repeated MeasuresANOVA)比較各狀態(tài)組ROM均值的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。若發(fā)現(xiàn)存在差異，則利用Bonferroni檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較，以確定各組間的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，若＜0.05，則認(rèn)為該差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

各組在不同工況下的ROM及NZ見(jiàn)圖3。從在零載荷時(shí)中性區(qū)來(lái)看，各手術(shù)組同樣較空白組穩(wěn)定性明顯增加 (＜0.05)，屈伸平面上IFD組的穩(wěn)定性高于UPS組 (=0.009)，而與BPS組無(wú)明顯差異(=1.000)；在側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)平面上三手術(shù)組的中性區(qū)之間均無(wú)明顯差異 (＞0.05)。

在最大載荷8N.m時(shí)，各手術(shù)組均較空白對(duì)照組的ROM明顯降低，IFD組在前屈、后伸、左/右側(cè)彎、左/右旋轉(zhuǎn)方向上 ROM較 INTACT組減少依次為：74.91%、76.09%、75.09%、75.76%、74.02%、74.30%；UPS組依次較INTACT組依次減少為：63.38%、62.08%、42.89%、68.18%、60.90%、71.21%；BPS組依次較 INTACT組依次減少為：74.58%、74.36%、74.92%、75.02%、74.58%、75.32%，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (＜0.05)。三手術(shù)組中，所有工況下UPS組的穩(wěn)定性最低 (＜0.05)，IFD組與BPS組之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(＞0.05)。(圖3)

圖3 為各狀態(tài)組的中性區(qū)及在8N.m載荷時(shí)不同工況下腰椎活動(dòng)范圍的均值及標(biāo)準(zhǔn)差(n=10)。Fl:前屈；ex:后伸；lb:左側(cè)彎；rb:右側(cè)彎；lr:左旋；rr:右旋

圖4 A圖為 L4/5經(jīng) IFD固定后形成了空間上最為穩(wěn)定的對(duì)稱立體“三棱錐”示意圖；B圖為A、C分別表示健側(cè)小關(guān)節(jié)及減壓側(cè)殘存小關(guān)節(jié)，P、B分別表示IFD上、下各6對(duì)齒狀

3 討論

3.1 小牛標(biāo)本的可行性及IFD的設(shè)計(jì)背景

一種新型脊柱內(nèi)固定器械在進(jìn)入臨床應(yīng)用之前幾乎均要進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，以評(píng)價(jià)其生物力學(xué)性能。一般認(rèn)為，最為理想的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是尸體脊柱，但由于其費(fèi)用昂貴、涉及倫理問(wèn)題且標(biāo)本退變程度差異不同，尸體實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展受到了一定的限制[7]。為了彌補(bǔ)這一不足，本實(shí)驗(yàn)建立了小牛尸體腰椎模型進(jìn)行相關(guān)的生物力學(xué)測(cè)試。目前在脊柱生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)中最為常用的動(dòng)物模型主要包括小牛、綿羊和豬。研究表明小牛腰椎模型與人尸體腰椎相比，無(wú)論在解剖學(xué)特性還是在生物力學(xué)特性上均具有較高的相似性，是生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)中妥當(dāng)?shù)娜思棺堤娲牧蟍7]。因此，其能夠很好地滿足新型脊柱器械在生物力學(xué)測(cè)試中對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的要求。

近年來(lái)隨著對(duì)棘突研究興趣的增加，除了X-stop、Wallis等棘突間動(dòng)態(tài)固定系統(tǒng)得到了廣泛的臨床應(yīng)用外，傳統(tǒng)的經(jīng)棘突固定聯(lián)合椎體間融合的重建方式再次得到了重視和發(fā)展。典型的用于聯(lián)合椎體間融合的棘突間裝置是Spirespinous process plate(SPP;Medtronic,Memphis,TN,USA)，目前已獲得FDA批準(zhǔn)臨床應(yīng)用[3]，Wang等[6]證實(shí)SPP在屈伸活動(dòng)方向上穩(wěn)定性優(yōu)于雙側(cè)釘棒固定，在其他方向上與單側(cè)釘棒固定相似。IFD與SPP外形相似，但設(shè)計(jì)理念和特點(diǎn)不同于SPP：IFD為棘突間融合裝置，不同于SPP單純地棘突間固定，且IFD具有SPP所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的棘突間撐開(kāi)作用。前期的有限元研究證實(shí)[8]，IFD聯(lián)合TLIF技術(shù)重建后其在屈伸方向上的穩(wěn)定性優(yōu)于釘棒系統(tǒng)，而在除與減壓側(cè)一致方向上的側(cè)彎活動(dòng)外，其他方向上的穩(wěn)定性 IFD雖比雙側(cè)釘棒固定差，但均優(yōu)于單側(cè)釘棒，認(rèn)為IFD聯(lián)合TLIF技術(shù)能夠?yàn)橄卵导怪亟ㄌ峁┻m度且足夠的穩(wěn)定性。

3.2 IFD聯(lián)合改良PLIF的穩(wěn)定機(jī)制

本研究在聯(lián)合改良PLIF技術(shù)的基礎(chǔ)上，分別比較了棘突間融合器、單側(cè)椎弓根螺釘固定和雙側(cè)椎弓根螺釘固定重建后單節(jié)段 L4/5穩(wěn)定性的差異。結(jié)果表明：IFD聯(lián)合改良PLIF技術(shù)明顯限制了L4/5節(jié)段各方向上的活動(dòng)范圍：融合節(jié)段最大負(fù)荷時(shí)，所有工況下棘突間融合器限制腰椎活動(dòng)的程度與雙側(cè)釘棒固定在非破壞性加載時(shí)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；融合節(jié)段零負(fù)荷時(shí)，在所有工況下，IFD取得了與雙側(cè)釘棒相似的穩(wěn)定性。與前期研究相比[8]，IFD聯(lián)合改良PLIF技術(shù)后，其穩(wěn)定效能顯著提高。具體為在屈伸活動(dòng)方向上仍保持較高的穩(wěn)定性的同時(shí)，而在側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)方向上的穩(wěn)定性明顯改善，獲得了與雙側(cè)釘棒固定相似的穩(wěn)定作用。分析其原因可能為：(1)脊柱重建后融合節(jié)段的穩(wěn)定性除了與內(nèi)固定器械的因素有關(guān)外，很大程度上還與活動(dòng)節(jié)段自穩(wěn)結(jié)構(gòu)破壞的程度有關(guān)，一般認(rèn)為后方關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的切除范圍是影響重建后模型的關(guān)鍵因素，尤其是在抵抗后伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)方向上的腰椎活動(dòng),Teo等[9]三維有限元分析認(rèn)為單側(cè)小關(guān)節(jié)突切除超過(guò)75%，將顯著改變?cè)摶顒?dòng)節(jié)段的移位程度及剛度。本研究采取改良PLIF技術(shù)，與前期研究中TLIF技術(shù)相比，融合節(jié)段的穩(wěn)定性進(jìn)一步增加，據(jù)此認(rèn)為，IFD的融合節(jié)段穩(wěn)定性對(duì)小關(guān)節(jié)的破壞程度存在較大的依賴。(2)更為重要的是，經(jīng) IFD固定后，由于保留了大部分減壓側(cè)的關(guān)節(jié)突結(jié)構(gòu)，雙側(cè)的小關(guān)節(jié) (健側(cè)小關(guān)節(jié)及減壓側(cè)殘存小關(guān)節(jié))分別與 IFD的上、下各6對(duì)齒狀突構(gòu)成了空間上穩(wěn)定性最高的對(duì)稱幾何結(jié)構(gòu)——三棱錐(圖4)，消除了前期實(shí)驗(yàn)中因TLIF手術(shù)切除單側(cè)小關(guān)節(jié)在側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)方向上形成的不對(duì)稱耦合運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而在聯(lián)合改良PLIF技術(shù)后穩(wěn)定性進(jìn)一步增加，能夠獲得與雙側(cè)釘棒相似穩(wěn)定性。

3.3 本研究對(duì)臨床的指導(dǎo)意義及存在的不足

對(duì)于脊柱融合來(lái)講，在獲得堅(jiān)固的骨性融合之前，任何骨性連接的形成或纖維連接的形成的關(guān)鍵主要在于術(shù)后早期融合節(jié)段的穩(wěn)定性，即術(shù)后即刻穩(wěn)定性對(duì)于植骨融合至關(guān)重要。本研究通過(guò)評(píng)價(jià)各模型術(shù)后即刻穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn) IFD聯(lián)合改良PLIF技術(shù)可以為融合節(jié)段提供與雙側(cè)釘棒相似的固定效果，而且這種節(jié)段穩(wěn)定性不但為前方的椎間融合提供骨生長(zhǎng)的條件，同時(shí)也為自身的棘突間融合提供了植骨生長(zhǎng)的環(huán)境。因此可以認(rèn)為，在一定程度上 IFD可以成為雙側(cè)釘棒系統(tǒng)的替代固定方式。從手術(shù)的療效上看，IFD保留了棘突間動(dòng)態(tài)撐開(kāi)裝置的諸多優(yōu)點(diǎn)：如通過(guò)中間筒狀植骨器的棘突間撐開(kāi)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大椎管和神經(jīng)根管容量[10]，并降低小關(guān)節(jié)負(fù)荷，改變腰椎病理性傳導(dǎo)的作用。在假體的安裝方面，IFD除在放置之前需先植入椎間Cage外，其他安裝步驟同棘突間動(dòng)態(tài)撐開(kāi)裝置極為相似，因此本裝置亦具有操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小、安全性高等明顯地微創(chuàng)優(yōu)勢(shì)。此外，結(jié)合IFD的前期研究[8]，減壓側(cè)的小關(guān)節(jié)的破壞與否明顯影響了IFD所提供的節(jié)段穩(wěn)定性，因此這暗示了為獲得最大程度的節(jié)段穩(wěn)定性，IFD臨床應(yīng)用時(shí)，在保證充分減壓的前提下，應(yīng)盡可能地保留減壓側(cè)小關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。

本研究是通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)不同內(nèi)固定器械重建術(shù)后對(duì)下腰椎穩(wěn)定性的影響。由于生物力學(xué)的局限性，在模型的建立方面，沒(méi)有考慮脊柱功能單元中的肌組織對(duì)活動(dòng)節(jié)段的穩(wěn)定作用，在模型加載時(shí)并未加載軸向載荷，而且所得數(shù)據(jù)僅反應(yīng)術(shù)后即刻穩(wěn)定性，不能反應(yīng)其遠(yuǎn)期固定的疲勞特性，即其導(dǎo)致棘突疲勞骨折的概率尚屬未知，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)論用于臨床尚存在一定的局限性。此外，文中與 IFD前期研究的對(duì)比僅為簡(jiǎn)單地間接比較，可能在判斷上存在一定的誤差，因此尚待在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行直接比較，為棘突間融合器的臨床應(yīng)用提供理論參考。

在一定載荷范圍內(nèi)，棘突間融合器聯(lián)合改良PLIF技術(shù)能夠提供與雙側(cè)釘棒系統(tǒng)相似的穩(wěn)定性，因而在一定程度上可能成為雙側(cè)釘棒系統(tǒng)的替代固定方式。同時(shí)其又具有放置簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小、出血少等微創(chuàng)優(yōu)勢(shì)。因而在一定程度上可以成為雙側(cè)椎弓根螺釘/鈦棒系統(tǒng)的替代固定方式。

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A Study on theEarly Stability after Interspinous Fusion DeviceCombined with Modified Posterior Lumbar Interbody Fusion for Lower Lumbar Spine

Zhu Lei1,Yu Xiuchun2,Zhao Weidong3.1 Emergency Department,the First Hospital of Jilin University,Changchun Jilin,130000;2 Department of Orthopedics,Jinan Military General Hospital,Jinan Shandong,250031;3 Laboratory of Biomechanics,Southern Medical University,Guangzhou Guangdong,510515,China

Objective To investigate the biomechanical properties of interspinous fusion device combined with modified+ posteriorlumbarinterbodyfusion.Methods Tencalfspines(L3-6)wereused.Eachofthemweretestedinsequenceaccording tosuchfourgroups:intact;placinginterspinousfusiondeviceatL4/5combinedwithmodifiedPLIF(posteriorlumbarinterbody fusion);unilateral pedicle screw/rod fixationat L4/5combined withmodified PLIF;bilateralpedicle screw/rodfixation atL4/5combined with modified PLIF.Pure moments(8N.m)were applied in flexion and extension,lateral bending,and axial rotationwhilerecordingangularrangeofmotion(ROM).Results Allinstrumentationvariancessignificantlyreducedangular range of motion(ROM)from normal in all directions of loading,while UPS group had the least stability in every direction (＜0.05).There was no significant difference between IFD and BPS groups in all directions(＞0.05).Meanwhile,from the neutral zone perspective,IFD group has also obtained the same stability as the BPS group.Conclusion IFD combined with modified PLIF,within non-destructive loading range,could provide the similar stability to bilateral pedicle screw/rod fixation for the fused intersegments.Thus,it creates an alternative to the pedicle screws/rod system.

Interspinous fusion device;Pedicle screw;Stability;Biomechanics

R318.01

A

10.3969/j.issn.1672-5972.2015.03.001

swgk2014-06-0119

朱雷(1986-)男，碩士，醫(yī)師。研究方向:脊柱外科。

2014-06-25)

1吉林大學(xué)第一醫(yī)院急診科，吉林長(zhǎng)春130000；2濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院骨病科，山東濟(jì)南250031；3南方醫(yī)科大學(xué)廣東省醫(yī)學(xué)生物力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州51051

*[通訊作者]于秀淳(1965年-)男，博士，教授，主任醫(yī)師。研究方向:骨病，骨腫瘤，脊柱疾病。