活动式颈椎融合器的研制——设计与生物力学试验

活动式颈椎融合器的研制——设计与生物力学试验

王增星[1]2000年在《活动式颈椎融合器的研制——设计与生物力学试验》文中指出颈椎椎间盘退变及病变是引起颈肩痛的常见原因之一,有关颈椎的基础和临床研究是近年来的研究热点。颈前路减压加椎间植骨融合术在临床上已普遍应用,但迄今为止,仍然存在诸如植骨块滑移、椎间隙变窄或向前成角畸形、髂骨供区残留疼痛等并发症以及术后需较长时间的石膏固定等问题。随着医学的发展,新技术不断涌现,近年来在临床应用的有TFC、BAK等,这些新器械不仅使椎节固定牢靠、不易滑移,且术后可早期活动,无需石膏外固定,术中也勿需切取髂骨,缩短了手术及麻醉时间等。很多学者在研究中发现,认为椎间融合器同椎弓根螺钉一样,都是人为地固定了脊柱的活动节段,因此目前所进行的有关椎间融合器的手术,其实质是脊椎融合术。大量临床及试验研究表明,脊椎融合必然引起脊柱的力学性能的改变,对骨质和邻近椎间盘的应力集中或遮挡均可导致不同程度的骨质吸收和椎间盘的退行性病变、肥大性小关节强直、椎管狭窄、退性行腰椎滑脱。本课题是研制一种新型椎间融合器,使其符合人体的力学环境。一 活动式椎间融合器的设计与加工 参照已有的颈椎椎骨、椎间盘的解剖学和生物力学资料,我们设计的新型活动式椎间融合器主要由两部分组成:笼箱和内核。笼箱外貌近似TFC,上下两面具有螺纹,在两侧有切口弹簧,笼箱的内腔近似扁的橄榄形;内核亦近似扁的橄揽形,但比笼箱的内腔略小。将内核打入笼箱内腔,通过切口弹簧的压缩和内核的微小滑动,以实现类似于前屈、后伸和侧屈的运动。 笼箱由钛合金经过车螺纹、线切割、打电火花及后处理加工完成,内核则是高分子聚乙烯由数控机床加工而成。二 活动式椎间融合器的力学测试 制造的成品的椎间融合器在MTS 858力学试验机上进行强度和抗疲劳测试。对于小号1型,施加载荷为130N时,弹簧压缩0.70mm,疲劳实验经1×10~5次压—压试验,正弦载荷40N,频率1HZ,样品未出现破坏。结果显示其力学性能达到了设计要求。 为检验活动式椎间融合器的功能,我们在8例新鲜脊柱标本上进行 了一组对比试验研究,将每一标本按四种状态测试:*)正常状态;(2) 椎间盘摘除术;o)安装活动式椎间融合器;O)安装TFC;进行前屈/后 伸、侧屈、旋转试验。结果显示:椎间盘摘除术后,颈椎失稳,在各个 方向的运动范围均明显增大;安装TFC后,该节段的活动基本丧失, 脊柱的刚度增加;而安装新型椎间融合器后,除旋转运动外,表现出与 正常状态基本一致的力学性能,说明其对脊柱的力学环境影响不大。 以上研究的结果初步表明新型椎间融合器的性能满意,基本能够达 到设计要求。

陈博来, 林涌鹏, 赵帅, 李永津, 杜炎鑫[2]2015年在《零切迹自稳型颈椎融合器(ROI-C)在颈椎前路减压融合术中的安全性与有效性评价》文中进行了进一步梳理目的:评价颈椎前路椎间减压融合术中应用零切迹自稳型颈椎融合器(ROI-C)的安全性及临床疗效。方法:回顾性分析我院自2012年3月~2014年3月行颈椎前路椎间减压及ROI-C植骨融合的105例手术患者,其中男性76例,女性29例,年龄平均53.64±11.13岁(20~77岁);单节段76例,双节段23例,三节段5例,四节段1例,共置入ROI-C融合器141枚。记录手术时间、出血量和术后患者吞咽不适的发生率,采用VAS、JOA、NDI评价临床疗效,并利用影像学资料测量术前、术后颈椎曲度和融合节段椎间高度的变化。结果:105例患者均获得随访,随访时间平均22.80±7.04个月(12~36个月)。平均手术时间138.34±38.14min,平均手术出血量40.76±96.72ml。术前VAS评分为4.22±0.85分,术后6个月为1.48±0.62分,末次随访时为1.02±0.64分,与术前相比均具有统计学差异(P<0.01)。术前JOA评分为9.84±2.02分,术后6个月为14.2±71.81分,末次随访时为14.83±1.61分,与术前相比差异有统计学意义(P<0.01)。术前NDI评分为39.74±3.69分,术后6个月为12.71±2.82分,末次随访时为10.84±2.14分,均较术前明显改善(P<0.01)。术前颈椎曲度平均为13.58°±7.51°,术后6个月为18.59°±7.11°,末次随访时为19.05°±6.95°,与术前相比有显著性差异(P<0.01)。术前椎间隙高度为3.19±0.41mm,术后6个月为5.03±1.11mm,末次随访时为4.62±0.88mm,与术前相比差异有统计学意义(P<0.05)。末次随访时所有患者均获得良好的骨性融合。术后早期患者吞咽不适和声音沙哑的发生率分别为4.76%(5/105)和7.62%(8/105),术后6个月上述症状均消失。本组患者随访期间均未发生术后伤口血肿或感染、内置物松动、移位或断裂等并发症。结论:颈椎前路椎间减压融合术中应用零切迹自稳型颈椎融合器(ROIC)安全、有效,可以获得满意的早期临床疗效,并且改善和维持颈椎整体曲度和椎间隙高度,减少患者术后吞咽不适和声音嘶哑情况的发生。

刘俊, 陈玲, 田杰, 年智文, 毕富悦[3]2019年在《颈椎融合器的力学测试及有限元验证》文中研究表明目的:设计一款聚乳酸材质融合器,完成力学测试并判定融合器的可行性.方法:分别对健康的和植入融合器的C5-C6节段羊颈椎进行压缩、前屈、后伸、侧弯实验,得出载荷-位移曲线,比较融合器植入前后颈椎的力学性能;再用万能电子试验机检验融合器的疲劳强度;最后对融合器进行有限元仿真观察应力分布.结果:加入融合器后颈椎的稳定性有所提高;融合器的疲劳强度合格,应力分布合理,未产生应力集中.结论:聚乳酸材质融合器有足够的力学强度,满足力学要求.

参考文献:

[1]. 活动式颈椎融合器的研制——设计与生物力学试验[D]. 王增星. 第一军医大学. 2000

[2]. 零切迹自稳型颈椎融合器(ROI-C)在颈椎前路减压融合术中的安全性与有效性评价[J]. 陈博来, 林涌鹏, 赵帅, 李永津, 杜炎鑫. 中国脊柱脊髓杂志. 2015

[3]. 颈椎融合器的力学测试及有限元验证[J]. 刘俊, 陈玲, 田杰, 年智文, 毕富悦. 天津理工大学学报. 2019

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