一、牛胸腰椎椎体切除后不同内植物的极限力学性能测试（论文文献综述）
陈飞飞[1]（2020）在《经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术的可行性研究》文中研究表明研究背景:针对腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症等脊柱领域常见病、多发病,经过保守治疗无效后,我们往往会采取开放手术的治疗方式。腰椎后路融合手术是治疗腰椎退行性病变的经典手术方式之一,已有100多年的发展历史。临床实践表明,腰椎融合固定术可有效改善脊柱的失平衡状态,维持手术节段的稳定性,促进椎间隙的融合。但是,坚强的内固定会使病变节段原有活动度减少,相邻节段代偿性增加运动幅度,进而引起相邻节段椎间盘、小关节应力分布异常,加速相邻节段退变。与此同时存在的创伤大、出血多、花费高、恢复时间长、术后残留下腰痛等缺点,不容小视。当今,脊柱手术整体向微创方向发展,从最开始的微创经椎间孔腰椎间融合术（MIS-TLIF）到目前从韩国引进的大热的UBE技术,这些技术从一定程度上促进了脊柱微创的发展,同样也存在“假微创、真开放”、“大通道、多通道”、“多切口、大切口”、“减压、融合与固定独立分开、各自为战”、“需要全麻或者硬膜外麻醉方式”、“术中需要变换手术体位”、“开放大cage,不能撑开、不能固定”等特点。针对目前脊柱微创领域的技术现状,我们课题组设想能否根据胸椎根外固定的思路、启示,借助于目前的脊柱微创内镜技术,借鉴颈椎零切迹钢板、可膨胀椎间融合器的设计灵感,发明一种手术技术或者匹配的脊柱微创器械,在目前常规椎间孔镜单一 7.5mm通道下通过安全三角（kambin’s triangle）,完成腰椎间减压、融合、固定三大任务的一站式完成,减少手术创伤,实现真正意义的微创技术。目的:1、受到胸椎椎弓根根外固定的启示,我们创造性的提出了通过Kambin’s三角经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术,通过影像解剖、神经影像学的测量、评估,评价其解剖可行性及神经安全性。2、为下一步研发新技术相关的脊柱微创器械（新型一体化可固定椎间融合器）提供解剖学参数,并对其进行有限元分析。方法:1、早期对45具胸椎干骨标本进行测量,重点测量椎弓根-肋骨复合体中骨性结构间的相互关系,即测量横突中线与椎体的解剖对应关系、横突与椎弓根的解剖关系、横突与肋骨的解剖关系以及椎弓根与肋骨的解剖关系。得到启发,是否可寻找腰椎椎弓根根外固定的新方法,即经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术。2、为证实该技术的解剖可行性,分别收集山东省立医院60名（男性22人,女性38人）进行腰椎CT扫描的志愿者,将扫描信息传至GEAW4.4工作站。测量腰椎体后角（P点）到对侧前角相应靶点（A:对侧前中1/3中点;B:对侧前中点;C:对侧中中点;D:对侧前中1/3上点;E:对侧前上点;F:对侧中上点）的距离及各径线分别在矢状位、横断位与相应椎体终板平行线的夹角（a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3）,并做统计学分析。3、该技术的入路是经由安全三角来实现的,安全三角区域能否为该技术提供技术可行性,不对硬膜囊/行走神经根、出口神经根产生损害。对60名志愿者（男性27人,女性33人）在山东省立医院接受腰椎MR检查,并将其检查结果数据上传至飞利浦（Achieva 1.5 T MR）工作站。预设三个腰椎体后角斜向固定工作靶点（P1、P2、P3）,分别测量它们在冠状位、矢状位上到达出口神经根、硬膜囊/行走神经根的距离,上下终板平面出口神经根到硬膜囊/行走神经根的距离,并做统计学分析。4、新技术的实现对脊柱微创（经皮椎间孔镜下）器械提出了迫切需求。我们根据新技术特点设计了一款可在单一常规7.5mm套筒下实现减压、融合与固定一站式完成的新型一体化可固定椎间融合器。同时对此款新型一体化可固定椎间融合器进行有限元分析,间接评估其临床效用。结果:1、男女标本解剖参数差异无统计学意义（P>0.05）。由于横突与椎弓根的解剖关系,横突中线位于椎弓根上、下边界的范围内。横突中线在T6[（1.36±1.20）mm]和T7[（0.82±1.01）mm]处更接近椎弓根中线。横突中线在T11[（4.96±0.89）mm]和T12[（5.09±0.99）mm]处远离椎弓根中线。横突中线至椎弓根上缘的距离由T1[（4.32±1.28）mm]逐渐增大至T12[（12.31±1.03）mm]。横突中线至椎弓根下缘的距离由T1[（-6.60±1.02）mm]逐渐减小至T12[（-1.87±1.02）mm]。横突中线位于T1至T9椎弓根下缘上方约4mm处。横突中线位于T10到T12椎弓根下缘约1-2 mm。为了研究横突与肋骨的解剖关系,肋骨在胸横突的前外侧从T1到T8重叠。但是肋骨在T9到T12的横突中有一小部分重叠。横突与肋间重叠高度由T1[（5.32±1.08）mm]到 T12[（0.31 ±0.66）mm]先增大后减小,在T5[（10.92±1.22）mm]处达到最大值。对于横突与椎体的相对位置,横突中线对应于椎体上1/3或中1/3的下半部分。横突中线至椎体上缘的距离由T1[（4.99±0.65）mm]逐渐增大至T12[（10.11±1.43）mm]。横突中线到椎体下缘的距离由 T1[（10.17±1.36）mm]到 T12[（9.18±0.93）mm]先增大后减小,在T5[（11.96±0.91）mm]处达到最大值。椎体横突中线到椎体中线的距离变化不大,在2mm-4mm之间波动。在椎弓根与肋骨的解剖关系上,椎弓根在前外侧T1-T6之间完全重叠,在T7-T9之间大部分重叠（约4/5）。但从T10到T12,肋骨部分重叠（约3/4）。椎弓根与肋骨重叠高度由T1[（6.12± 1.18）mm]到T12[（3.90± 1.04）mm]先升高后降低,在T5[（11.12±1.22）mm]时达到最大值。2、腰椎体后角斜向固定过程中各路径可分为两组,中份组中,PC路径最短,PA路径和PB路径差距不大（P=0.123）,无统计学意义。全长组中,PF路径最短,PD路径和PE路径差距不大（P=0.177）,无统计学意义。腰椎体后角斜向固定各路径从L1到S1整体呈现依次增大趋势,其中以PA路径、PD路径最明显,PB路径、PE路径次之;PC路径、PF路径先增大后减小。PE为腰椎体后角斜向固定最理想的路径,其上行路径呈现先增大后减小的趋势,在L3处到达最高;其下行路径呈现先减小后增大的趋势,在L5处下降最低。腰椎体后角斜向固定各路径在矢状位上的夹角a1、a2、a3、b1、b2、b3以及横断位上的夹角c1、c2、c3差异较大（P=0.000）,有统计学意义;即 a1>a2>a3、b1>b2>b3、c1<c2<c3。矢状位下行路径的角度中b1、b2、b3变化明显且一致,呈现先减小后增大的趋势,均在L3处最小,S1处最大;矢状位上行路径的角度中a1、a2变化一致,呈现增大趋势,a3先减小后增大,在L4处最小,L5处最大。横断位路径角度中c1、c2、c3变化一致,呈现先增大后减小趋势,其中cl、c2在L2处最大,c3在L3处最大,均在S1处最小。3、在L1/2-L5/S1各节段,各靶点（P1,P2,P3）到同侧出口神经根、硬膜囊/行走神经根的距离c1、c2、c3、c4、c5、c6双侧配对t检验p值均大于0.05;同节段各靶点双侧比较,其差异无统计学意义,故将双侧合并进行均值的计算。c1、c2、c3、c4、c5、c6均呈现先增大后减小的趋势,自L1/2逐渐增大,L4/5最大,后L5/S1稍减小。随着靶点P1,P2,P3沿着椎间盘后缘水平中线向外侧移动,到硬膜囊、行走神经根的距离逐渐增大、到出口根的距离逐渐减小。靶点P1到出口根的距离明显大于到硬膜囊/行走根的距离,二者相差约1-3mm;靶点P3到出口根的距离明显小于到硬膜囊/行走根的距离,二者相差约1-3mm;而靶点P2到出口根的距离和到硬膜囊/行走根的距离各节段相差不大,均数相差均在1mm以内。上、下终板平面水平出口神经根到硬膜囊/行走神经根的距离d1、d2均逐渐增大（P<0.0001）,且下终板平面数值均大于上终板平面（P<0.05）。各节段分别在上下终板平面左右两侧数值比较差异没有统计学意义（P=0.26）。在L1/2-L5/S1各节段,各靶点（P1,P2,P3）切面水平上、下位椎体后下、上角投影点到出口神经根的距离s1、s2、s3、s4、s5、s6双侧配对t检验p值均大于0.05;同节段双侧比较,其差异无统计学意义,故将双侧合并进行均值的计算。矢状位上,随着靶点（P1,P2,P3）切面的外移,s1,s3,s5逐渐减小,即s1>s3>s5;s2,s4,s6逐渐减小,即s2>s4>s6;在各个节段,均呈现逐渐增大的趋势,L1/2节段最小,L5/S1节段最大。4、我们根据新技术对于脊柱微创器械的迫切需求,早期设计了四项专利（两项发明专利+两项实用新型专利）,分别是:一种自导向撑开镜下可固定椎间融合器、一种自导向四面可撑开镜下植骨椎间融合器、一种可自控保护神经血管的腰椎间孔镜工作套筒、一种自导向可镜下植骨椎间融合器。5、建立新型一体化可固定椎间融合器有限元模型,导入Abaqus 6.14-4软件中进行有限元分析。Model A（8mm融合器）共有223281个节点551584个单元,ModelB（10mm融合器）共有223413个节点552141个单元,Model C（12mm融合器）共有223507个节点552497个单元。约束L5椎体下表面的自由度为0,在L4椎体上表面向终板施加负荷为400N的垂直于水平面压力模拟正常人腰椎承载重力,在前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转的方向上分别施加7.5Nm的纯扭矩,分前屈、后伸、左右旋转和左右侧曲等6种运动状态加载。记录不同手术模型中椎体、固定螺钉、融合器的最大应力和最大位移值。结论:1、胸椎椎弓根-肋骨复合体是一个三维解剖结构。椎弓根、横突、肋骨不在同一平面上,在不同节段中相对位置不同。椎弓根-肋骨复合体螺钉固定在解剖学上是可行的,可作为胸椎椎弓根螺钉固定的有效补充。2、经Kambin’s三角经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术（即PET0FPC技术）具有解剖可行性,同时为新型一体化可固定椎间融合器的设计和制作提供解剖学参数。3、Kambin’s三角可作为腰椎体后角斜向固定的工作区域,但实际安全区域比理论上的范围要小。椎弓根中内1/3纵垂线与椎间盘后缘水平中线的交点（P2）为腰椎体后角斜向固定技术的最优“靶点”。实现脊柱内镜下单一通道彻底减压、融合固定一站式完成,具有神经安全性。4、以新型一体化可固定椎间融合器为代表的一系列相应的脊柱微创（经皮椎间孔镜下）器械被设计研发出来,其中四项专利申请已被国家知识产权局受理,其他专利正在积极申报过程中。5、新型一体化可固定椎间融合器,从有限元分析工程力学中表明,具有较高的强度,能够承受人体腰椎活动的负荷,并且不会破坏邻近终板造成融合器沉降,能够很好的实现椎间融合。
浣溢帆[2]（2019）在《3D打印颈椎多孔型金属网式融合器的研发及机械力学测试》文中研究说明目的:本课题以颈椎解剖结构为依据,设计并研制出基于3D打印技术的新型颈椎多孔型金属网式融合器,并通过机械力学测试验证该网式融合器的力学安全性及有效性。方法:1、收集104例国人颈椎影像学数据资料,依据颈椎CT数据建立三维模型,测量椎体节段终板前后径、左右径、倾斜角及椎体节段高度等解剖学数据并分析颈椎解剖学特征及各测量值范围。在总结现有网式融合器（钛网）设计的基础上,根据解剖学测量数据设计新型3D打印多孔型金属网式融合器（3D打印钛网）,并对其进行尸体标本操作实验验证。2、以传统网式融合器（传统颈椎钛网）为研究对照,对3D打印多孔型金属网式融合器进行机械力学性能测试,验证其作为颈椎内植物的力学安全性及有效性。结果:1、从104例国人颈椎影像学数据资料统计分析可知:椎体节段上端终板倾斜角∠α（4.50°±3.82°）大于椎体节段下端终板倾斜角∠β（3.96°±3.35°）（P<0.05）;椎体节段前后缘平均高度（21.26mm±1.87mm）;颈椎椎体终板宽度（24.70mm±3.09mm）、深度（15.24mm±1.39mm）。椎体终板宽度、深度均从C3-C7节段整体呈逐渐上升的趋势分布（P宽<0.05,P深<0.05）,男女比较差异均具有统计学意义（P宽<0.05,P深<0.05）。2、针对传统颈椎钛网结构设计与人体颈椎的解剖结构差异,本研究对钛网进行改进,设计并研制3D打印颈椎多孔型金属网式融合器（3D打印钛网）。本融合器依据颈椎解剖学测量参数,设置有不同梯度化规格,使融合器与人颈椎解剖结构相适应;同时结合3D打印技术制造的桁架结构（类骨小梁结构）能改善融合器力学性能,从而减少传统颈椎钛网因结构设计缺陷及力学性能不匹配造成的植入物下沉,植骨不融合情况。3、静态力学实验中,实验组（3D打印钛网组）压缩刚度（12799.55N/mm±823.23 N/mm）高于对照组（传统颈椎钛网组）压缩刚度（10733.43N/mm±1516.71N/mm）,拥有更佳的抗轴向压缩性能。同时实验组模拟骨刚度KP值（269.96 N/mm±16.65 N/mm）大于对照组模拟骨刚度KP值（174.92 N/mm±14.21 N/mm）,说明实验组钛网具有更好的抗沉陷性能。在动态力学实验测试中实验组抗疲劳力学性能低于对照组,在正常生理疲劳载荷下,两组融合器均能满足椎体间支撑的力学要求。结论:1、依据颈椎解剖学测量结果设计的3D打印颈椎多孔型金属网式融合器,与颈椎解剖结构相匹配,能有效重建颈椎解剖结构。2、3D打印颈椎多孔型金属网式融合器与传统颈椎钛网相比,在满足临床力学需求的同时,有更高的抗轴向压缩与抗沉陷性能。
赵志辉[3]（2016）在《人工椎体非融合技术的实现及其有限元分析》文中研究表明目的:（1）在框架式人工椎体的基础上,通过对其结构进行改进,实现脊柱功能单位的万向运动、减震功能,即实现人工椎体的非融合技术。（2）通过逆向工程技术,应用计算机软件建立非融合技术人工椎体置换的三维有限元模型,并进行有限元力学分析,检测非融合技术人工椎体的生物力学合理性。方法:（1）采集成年健康志愿者腰椎负重及非负重位X线片,在侧位X线片上测量腰椎间盘的高度,以及椎体节段的高度、椎体的前后径;在正位X线片上测量椎体横径。依据测量所得数据,对既往的框架式人工椎体进行空间结构的设计改进。经过反复改进及测试,最终选择6080邵氏硬度的硅胶作为人工椎间盘的替代物,来实现脊柱功能单位的万向运动、减震功能,并把硅胶间盘与上下托板、立柱的连接方式设计为“镶嵌式”。根据椎体大小的不同,将间盘、立柱、托板设计为大小不同的规格。（2）采集成年健康志愿者胸腰段椎体CT图像数据。将采集所得的CT图像数据以DICOM格式,直接导入Mimics软件。应用Mimics软件强大的图像处理功能,对椎体组织进行提取,通过填充、去除噪点对胸11、胸12及腰1椎体进行处理,然后计算其相应的三维模型,在Mimics中对三维模型优化后,以point cloud模式保存为“*.txt”格式。然后将其导入Geomagic Studio软件,进行模型成体处理。首先,在点云阶段进行处理,通过去除无关点、噪音,以及统一采样处理,然后进行封装,即利用三角形面片将点云连接起来。其次,在多边形阶段用网格医生删除高度折射边、自相交边、非流行边等,利用填充功能将模型填充好,利用松弛和砂纸两个功能对模型进行简化处理后,再对模型进行曲面化处理,生成NURBS屈面,并通过松弛屈面片和编辑曲面片,将三维模型进一步优化。最后,通过拟合操作生成椎体的三维实体模型,以IGES格式导出并保存。在Proe/Engineer软件中,对生成的胸11、腰1椎体三维模型与设计的非融合技术人工椎体进行组装,即建立非融合技术人工椎体置换的三维实体模型。依“*.stp”导入到Ansys Workbench软件,通过其前处理模块建立非融合技术人工椎体置换的三维有限元模型。约束模型的腰1椎体底部,设置垂直正压载荷500N、800N,施加于胸11椎体顶面。结果:（1）非融合技术人工椎体由两件托板、两件硅胶间盘、一件立柱等部分组成。托板为圆形,椎管侧弧形凹陷,与人椎体终板匹配,中间为椭圆形突起,侧方为突起的侧块,侧块大小2×2cm,其上设计两处锁定螺钉孔,在将非融合技术人工椎体植入人体后,侧块安装螺钉起到早期、临时固定作用。根据人椎体直径数据,按直径大小不同,将非融合技术人工椎体托板设计为15型号。硅胶厚度为5mm,设计为两端“镶嵌式”结构,按照托板相应直径亦有15型号大小不同之分。立柱的两端与托板结构相类似,中间圆柱体的直径为12mm,每一直径型号的托板均对应高度为2040mm不等的5种型号立柱。（2）通过逆向工程技术建立胸11、胸12、腰1椎体实体模型。在Proe/Engineer软件下建立胸12椎体置换的三维实体模型。应用Ansys Workbench的前处理模块建立非融合技术人工椎体置换的三维有限元模型。在分别加载500N、800N正压载荷时,硅胶间盘的最大应力集中在中部及后侧边缘,置换模型的最大应力集中在上托板的后侧,变形最大发生在后侧边缘。结论:（1）对框架式人工椎体进行改进,应用6080邵氏硬度的硅胶作为间盘,通过镶嵌式固定,与钛合金所制的终板及立柱能够组装成一套完整的非融合技术人工椎体。其在空间结构上能够起到填充、支撑的作用,在运动功能上能够实现脊柱的万向运动及减震功能。（2）应用工程技术的原理和现代计算机技术,能够实现对非融合技术人工椎体置换的三维有限元模型的建立。在正压加载下,硅胶间盘及假体变形、应力变化情况与正常生理间盘、椎体接近。
张扬[4]（2012）在《以微结构可控钽涂层多孔钛合金支架为载体构建组织工程人工椎体的生物学研究》文中研究表明在我国，脊柱肿瘤、脊柱感染性疾病和不稳定性椎体骨折发病率逐年增加，其后果往往会造成严重的椎体破坏，进而可能发生脊柱不稳及脊髓、神经根损伤，更甚者造成患者瘫痪。脊柱前路减压椎体全切或次全切除术被认为是脊柱肿瘤、脊柱感染性疾病和不稳定性椎体骨折主要的临床外科治疗手段。然而在手术过程中，外科医生不得不对失去完整稳定性的脊柱进行重建，先前常用的方法是采用自体髂骨或腓骨进行移植填充椎体骨缺损。但是马上有学者发现单纯的自体骨移植存在自体骨量不足及在术后并不能提供足够的即时稳定性等缺点。钛笼及人工椎体作为一类有效的椎体替代物逐渐在临床上得到广泛应用。但是目前使用的钛笼或人工椎体均为单纯力学支撑材料，其自身和自体骨相比无骨传导（osteoconductivity）、骨诱导（osteoinductivity）及骨生成（osteogenesis）作用，在恢复脊柱稳定性的前提下，不能促进相邻脊柱节段融合；另外一些材料易碎和易疲劳性，长期植入可能带来骨应力集中和骨吸收等问题，造成钛笼或人工椎体的不稳、下沉或增加临近脊柱节段骨折的风险，特别是对于骨质疏松症（Osteoporosis,OP）患者。组织工程技术是近年来兴起的融合工程学与生命科学的崭新研究方向，目前通过该技术已经能够在体外构建有生物活性的种植体，并已部分应用于临床。但是，将其应用于人工椎体的体外构建及体内生物活性研究尚未见文献报道。因此，通过组织工程技术，设计一种符合脊柱生物力学特性，材料结合表面处理方法的，同时还具有骨传导、骨诱导及骨生成作用的组织工程人工椎体已经成为脊柱肿瘤、脊柱感染性疾病和不稳定性椎体骨折外科治疗领域的热点。研究目的：1.从支架载体生物力学性能、涂层表征及复合细胞效果三方面系统评估钽涂层组织工程人工椎体的构建效果；2.探讨钽涂层组织工程人工椎体在构建及修复椎体缺损过程中的作用机制及生物学效应。研究方法：1．根据新西兰大白兔腰椎（L6） Micro-CT扫描分析制备外部形态复合兔腰椎解剖结构的多孔钛合金（Ti-6A1-4V）支架载体，对比兔L6椎体及钛笼，进行最大压缩载荷和抗疲劳生物力学实验；2.应用化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition, CVD）对多孔钛合金支架进行钽涂层，并对支架进行扫描电镜、抗压强度及X射线衍射分析；3.将经钽涂层处理后的多孔钛合金支架体外复合新西兰大白兔骨髓基质干细胞（Bone marrowmesenchymal stem cells，BMSCs），对比无涂层支架，采用组织学、荧光染色、碱性磷酸酶及甲基噻唑基四唑（Mehtyl Thiazolyl Tetrazolium，MTT）观察骨髓基质干细胞在支架表面粘附、增值和分化能力；4.将复合兔BMSCs的钽涂层组织工程人工椎体植入腰椎缺损兔模型体内，术后8周、12周分别取材进行Micro-CT分析、组织学观察和生物力学测试。研究结果：1.多孔钛合金支架、钛笼及兔腰椎椎体生物力学实验中，兔L6椎体与多孔钛合金支架之间的最大压缩载荷及疲劳实验前后刚度变化值无明显统计学差异（P>0.05）；而钛笼其最大压缩载荷及刚度变化值较前两者间有显着的统计学差异（P<0.01）；2.经过钽涂层处理，在多孔钛合金支架表面形成一层均一的、多孔的钽金属层，其平均孔隙率为700±50μm，厚度约为3μm。其平均抗压强度为83.8±4.2MPa，屈服强度为74.6±3.5MPa，弹性模量为11.3±0.4GPa，与骨质更接近，且明显优于单纯多孔钽金属支架（P<0.05）；3.骨髓基质干细胞细胞在钽涂层多孔钛合金支架表面形态较无涂层组好，伪足伸展更充分，涂层组细胞的增值、粘附和分化能力均显着优于无涂层组（P <0.05）；4.兔腰椎缺损修复体内实验中，钽涂层组的垂直刚度和旋转刚度均显着高于无涂层组组（P<0.05），Micro-CT检测和组织学检测显示大量新生骨在钽涂层组织工程人工椎体周围形成，在骨小梁数量和质量上均优于无涂层组组（P <0.05）。结论：1．多孔钛合金支架力学强度和抗形变能力与兔腰椎椎体接近，为其作为载体构建组织工程人工椎体提供了可靠保证；2．钽涂层多孔钛合金支架不仅具有良好的孔隙结构，而且其弹性模量与人体骨质更加接近，能够提高支架表面粗糙度及生物活性；3．在多孔钛合金支架材料表面进行钽涂层处理，有利于骨髓基质干细胞伪足的展开，也增加了骨髓基质干细胞粘附、增值和分化的能力；4．以钽涂层多孔钛合金支架为基础构建的组织工程人工椎体增强了其自身成骨活性，并兼具骨传导、骨诱导及骨生成作用，更有利于椎体缺损的修复；5．本研究构建的钽涂层组织工程人工椎体具有良好的机械性能、优秀的组织相容性以及特有的骨传导、骨诱导和骨生成作用，为其将来应用于临床提供可靠的理论及实际依据。
徐彦芳[5]（2012）在《全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的研制及基础研究》文中提出脊柱前路内固定广泛应用于脊柱创伤、退变、肿瘤、感染等行脊髓减压、病灶清除后解剖结构重建与稳定性维持及其脊柱畸形矫治。早期的脊柱前路内固定器存在生物力学性能欠佳、外形结构不合理和操作技术困难等问题。近年来胸、腰椎前路内置物的研究取得了飞速发展,它朝着适合人体正常解剖结构、能承受脊柱正常生物力学载荷、组织相容性好及减少对影像学影响的方向改进。目前胸、腰椎前路内固定大致分为三类：一类是钉棒系统,以Kaneda为代表；一类是钉板系统,以Z-plate为代表；一类是钉系统。但无论是钉棒系统、钉板系统还是钉系统均无法满足临床需要。鉴于此,本课题研制了全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统,既能达到安全、有效、简便地进行胸、腰椎前路内固定手术的目的,又能减少术后并发症的发生。同时,通过自主研发全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统,力争大规模临床推广应用,切实降低患者的治疗费用,创造客观的经济和社会效益。第一部分全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统研制的应用解剖目的解剖测量T1-L5形态学参数为研制全内植入式可膨胀型胸腰椎前路内固定系统提供解剖学依据。方法采用20具正常成人胸腰椎干燥尸体标本,均无明显的畸形、破损及病理改变,测量T1-L5的相关参数（中横经、中矢状径及中央高度）,据此设计新型全内置式可膨胀型胸腰椎前路内固定系统。结果以胸12为例：中横经：33.03±1.85mm,中矢状径:25.50±1.46mm,中高度：21.53±1.39mm。该内固定系统初步设计5个型号：（25、8）,（25、10）、（30、12）（35、14）、（40、14）。结论新型全内置式可膨胀型胸腰椎前路内固定系统的设计在形态学上具有可行性,各部件参数有一定的选取范围,能够重建胸腰椎的稳定性,是一种牢靠安全、操作简便、符合脊柱前路形态解剖结构的新型内固定系统。第二部分全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的研发目的设计全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统,既能安全、有效、简便地进行胸、腰椎前路内固定手术,又能减少术后并发症的发生。方法根据胸腰椎前路内固定的生物力学特点,参考工业、建筑领域及胸腰椎后路膨胀钉的设计理念,设计出了全内置式可膨胀型胸腰椎前路内固定系统。由北京富乐公司进行生产。结果该胸腰椎前路内固定系统由连接棒、螺塞、膨胀钉体、胀芯组成。螺钉分五种型号,（25、8）、（25、10）、（30、12）、（35、14）、（40、14）,适用于不同的人群。椎体钉为双皮质固定钉,外形为柱状,内径为锥形,螺距为3mm,螺纹深度是0.5～0.85mm不等,由尖端向尾端逐渐减小。连接棒为圆棒,直径6.5mm。椎体钉通过拧入内芯,实现膨胀功能,增强对椎体的把持力。结论全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的设计具有科学的理论及实际依据,能够重建胸腰椎的稳定性。第三部分全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的三维运动评价目的通过脊柱三维运动稳定性实验评价在胸腰椎前路手术中应用全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统重建胸腰椎稳定性的可靠性。方法18个新鲜猪T14-L3五个节段的脊柱标本随机分成3组（每组6个）,行L1椎体部分切除,制成前中柱损伤模型。分别采用下面三种内固定：全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统,Z-plate及Kaneda系统,固定于T15及L2椎体的左侧。先后依次进行完整脊柱标本；L1椎体部分切除后的脊柱标本；及L1椎体部分切除后椎体间钛网植骨及内固定术后脊柱型的生物力学测试,将包埋后的标本上端与脊柱三维运动试验机的加载盘相连,下段固定于试验机工作平台的标本固定底座上,在脊柱三维运动试验机上对各组标本行屈伸、左右侧弯和左右旋转6个运动方向的稳定性测试,载荷测试在室温下进行（20℃-30℃）,在标本测试收集数据前,先对标本预加载三次,加载的扭矩为6.0Nm,并持续60秒钟。三次预加载完成后,标本间隔60秒,再对每个方向加载／卸载循环3次,每次加载间隔45秒,记录第3次最大载荷／零载荷下的脊柱运动图像,以减少标本粘弹性作用的影响。实验进行进程中,脊柱标本用生理盐水喷洒保持软组织的粘弹性。在脊柱三维运动试验机上对各组标本行屈伸、左右侧弯和左右旋转6个运动方向的稳定性测试,施加的力偶矩为6.0N.m。多节段的运动测量使用Motion Analysis运动捕捉分析系统,该系统包括在胸腰段椎体标本周围共放置6台红外线摄像机,每个椎体上固定有3个不共线排列的球形红外线接收标记物,由红外线摄像机对标记物的运动进行实时运动测量,测试屈伸、左右侧弯、左右旋转6个方向的运动角位移参数,包括运动范围（range of motion, ROM）、中性区（neutral zone, NZ）和弹性区（elastic zone, EZ）。并由计算机直接得出每个标记物运动坐标,利用EVaRT软件计算每个标本节段的角位移,将各椎体的角位移相加得出胸腰段椎体的运动范围。所得的实验结果均采用SPSS13.0统计软件包进行统计学处理,三组组内运动范围变化的比较采用重复测量方差分析,若不满足球形假设,报告Greenhouse-Geisser结果；进一步的多重比较采用LSD法（Least-Significant Different）。三组组间内固定后运动范围的比较采用完全随机设计的方差分析（one way ANOVA）进行分析,方差不齐时采用Welch法校正；进一步的多重比较采用LSD法（Least-Significant Different）。检验水准a=0.05。结果全内置式可膨胀型脊柱前路内固定螺钉固定后的标本（立柱组）,钉棒组（Kaneda组）,及钉板组（Z-Plate组）三组分别在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋及右旋状态下：与正常组相比,P<0.05,有统计学差异；与损伤组相比,P<0.05,有统计学差异。三种内固定系统均能重建胸腰段术后的即刻稳定性。两两比较,全内置式可膨胀型脊柱前路内固定螺钉组（立柱内固定组）与钉棒内固定组及钉板内固定组在前屈（F=0.044、P=0.957）、后伸（F=0.410、P=0.671）及右侧弯（F=0.121、P=0.887）方向上,P>0.05,无统计学差异；在左侧弯（F=9.640、P=0.002）、左旋（F=5.782、P=0.014）及右旋（F=4.189、P=0.036）,P<0.05,有统计学差异。立柱内固定组与钉棒内固定组相比,在左侧弯方向上（P=0.001）、左旋方向上（P=0.004）及右旋方向上（P=0.011）,P<0.05,有统计学差异,即力柱内固定组在左侧弯、左旋及右旋方向上的固定效果较钉棒内固定组差；立柱内固定组与钉板内固定组相比,在左侧弯方向上（P=0.240）、左旋方向上（P=0.100）及右旋方向上（P=0.153）,虽然运动范围较钉板内固定组大,但P>0.05,无统计学差异,即立柱内固定组在左侧弯、左旋及右旋方向上的固定效果与钉板内固定组相似。结论三种内固定系统均能重建胸腰椎前路的即刻稳定性。全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的稳定性与Z-plate系统的相似,但较Kaneda系统稍差。第4部分全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的拔出力实验及最大扭矩实验目的通过拔出力及扭转力矩实验评价在胸腰椎前路手术中应用全内置式可膨胀型脊柱前路内固定螺钉固定的即刻稳定性。方法将24个正常成人L1椎体标本随机分为A,B,C,D4组,每组6个椎体,分别置入普通前路螺钉（长30mm,直径6.0mm）,未膨胀的BEAFs螺钉（长30mm,直径12mm）、膨胀后的BEAFs螺钉及膨胀后的BEAFs螺钉（长30mm,直径12mm）。实验采用南方医科大学广东省生物力学重点实验室的ElectroForce材料生物力学性能测试仪,先将A组、B组、C组标本进行扭转力矩实验,再将A组、B组、D组标本进行拔出力实验。结果最大拔出力三组之间经方差分析,差异有显着性意义（F=29.121,P=0.000）；两两之间比较,未膨胀组与普通螺钉组之间有显着差异（P=0.019）膨胀组与未膨胀组及普通螺钉组之间有显着差异（P=0.02和P=0.000）。最大扭转力矩三组之间经方差分析,差异有显着性意义（F=5.509,P=0.016）；两两之间比较,采用LSD法,未膨胀组与普通螺钉组之间无显着差异（P＝0.087）;膨胀组与未膨胀组之间无显着差异（P=0.159）；膨胀组与普通螺钉组之间有显着差异（P=0.005）。结论全内置可膨胀型胸腰椎前路内固定螺钉能够满足胸腰椎术后的对螺钉内固定的要求,但设计上仍需进一步改进,避免断钉,进一步增加把持力。
王华军[6]（2012）在《骨质疏松性脊柱畸形的在体分类和影像学跟踪随访研究》文中认为一、研究背景及目的骨质疏松症（Osteoporosis, OP）作为威胁人类健康的全球性问题,已经给国家和人民来了巨大的社会和经济负担。目前全球已有超过2亿的骨质疏松症患者,而且这个数字还会不断增长,预计在2050年达到顶峰。据统计仅在美国,骨质疏松症每年带来的直接经济损失就高达120～180亿美金,而且在未来的几十年,这一数字将会以翻两翻甚至三翻的速度迅速增长,而其间接损失更是不可估量。同时在欧洲,骨质疏松症引起的骨折的并发症而引起的老年人的死亡率已经高于除了肺癌以外的其它癌症的死亡率。其中椎体骨折是骨质疏松症最常见的临床表现。绝经后的老年女性往往因为骨量的减少,骨质量的下降和骨结构的破坏等原因而成为最严重的受害者。由于骨的机械强度明显降低,骨骼失去正常载荷的能力,以致较轻的损伤,甚至躯体自身的重力即可造成骨结构破坏,骨连续中断而发生骨质疏松性骨折。骨质疏松症除了对骨的内部微观结构的损害,引起各部位的骨折,其还对老年患者的躯体运动和功能有不良的影响。如：脊柱正常曲度的改变形成脊柱畸形,同时老年人群躯体平衡能力和活动能力的损害也引起了越来越多的关注。多项研究已经证明骨质疏松症所引起的脊柱畸形和异常的脊柱活动度对老年人的日常生活产生了显着的不良影响。N.Miyakoshi的一系列研究证明骨质疏松症所引起的腰椎后凸曲度的增加是老年人群生活质量下降阴性影响因素,而脊柱活动能力的改善则是其生活质量的重要阳性影响因素。二者可以作为衡量老年人群生活质量的标志。随后的多重回归分析研究进一步证实了脊柱活动中的腰部的活动能力是骨质疏松女性老年人群生活质量的最重要的影响因素。同时S.Imagama等人的研究发现在中年和老年男性骨质疏松人群中也存在类似的现象,研究显示老年男性人群的脊柱腰部的前凸曲度,躯体矢状面的平衡能力和脊柱活动能力与其生活质量密切相关,是其生活质量的重要影响因素。同时其他研究还进一步证明脊柱胸椎曲度的高度后凸可以作为独立的影响因子与降低的脊柱活动能力一起预测老年人群跌倒概率的增加,同时这些骨质疏松症引起的脊柱畸形患者还往往伴随着出现了缓慢的步态改变,降低的身体平衡能力和大幅度身体的摇摆。还有研究证实由于脊柱畸形曲度异常引起了椎体间应力分布的改变,从而增加椎体骨折的概率（Vertebral Fracture Cascade）.不仅如此,据报道骨质疏松症所引起的脊柱畸形和异常的脊柱活动度还能引起老年人群慢性的腰痛,患者运动步态的减缓和爬楼梯能力的降低,甚至还可以降低患者的肺活量,而进一步增加了老年人群的死亡率,从而大大降低了老年人群的户外活动和生活满意程度。由此可见骨质疏松症所引起的脊柱畸形对老年人的生活产生了巨大的不良影响。因此对脊柱畸形老年人的康复治疗和干预对于减缓脊柱畸形,从而对改善老年人群的生活质量起到了积极的作用。然而骨质疏松症老年人群所表现出来的脊柱畸形,异常脊柱活动度和平衡能力的下降的原因是复杂和多因素的。Schneider DL等人的研究显示椎体骨折只占严重脊柱畸形老年人群的36-37%,剩下的大部分脊柱畸形的老年人群中并没有椎体骨折的出现,可见椎体骨折并非脊柱畸形形成的主要原因。其他的研究认为可能的原因有：躯体姿势的改变,椎间盘的退变以及椎旁肌肉和韧带的减弱,甚至是基因的突变都可能引起老年人脊柱功能的减弱,从而引起脊柱畸形的出现。于此同时,对于骨质疏松症所引起的脊柱曲度和功能的改变还没有得到充分的认识,在很多方面还存在着争议。比如大部分研究认为腰椎的前凸曲度会随着年龄的增加而减小,而形成腰椎曲度变直,容易诱发老年人的腰背痛,但是Jackson RP等人的研究认为腰椎曲度并不随年龄的增加而改变,而Tuzun C等人认为腰椎曲度是随年龄的增加而增加的。而在Takahashi的研究中有11.9%的老年人腰椎前凸曲度减小,同时4.7%老年人腰椎前凸曲度增加。另外对于骨质疏松症老年人群的脊柱平衡能力和生活质量的决定因素也没有形成统一的认识。有研究认为决定老年人群平衡能力的影响因素是腰椎的后凸曲度,而不是胸椎的后凸曲度；但是其他人的研究结果则恰恰相反,他们认为胸椎的高度后凸曲度是脊柱平衡能力和生活质量的决定性影响因素。因而从包括胸椎和腰椎的整体脊柱曲度变化的角度来研究脊柱畸形及其所引起的活动能力的改变就显得更有意义。由于脊柱的整体性,即使在某一相同的节段发生了相同的曲度变化,但由于脊柱其它节段的代偿和各个节段间的相互作用不同,其对整体脊柱功能和活动能力所产生的影响也是不同的。所以从整体脊柱曲度的变化作为出发点,对其进行分类对比研究将更有临床意义。同时Hongo M等人在比较了美国和日本骨质疏松症老年人群后证明不同的种族之间骨质疏松性老年人群脊柱的曲度变化也是不同的。而国际骨质疏松基金会（IOM）的资料预测显示到2050年,一半多的骨质疏松症所引起的骨折将出现在亚洲。随着亚洲人均寿命的延长和老龄人口的不断增长,骨质疏松症将成为亚洲特别是中国的巨大的经济和社会问题。中国拥有世界上最多的老龄人口数量,骨质疏松症已经成为中国的严重公共健康问题。因此透彻得了解和认识中国老年人群骨质疏松性脊柱畸形及其对脊柱活动功能的影响将会对中国制定相关的应对策略和临床预防康复等工作产生重要的指导性意义。但是目前我国这方面的研究几乎还是空白。因此为了对中国老年人群骨质疏松性脊柱畸形及其对脊柱活动能力和平衡能力的影响做进一步的研究,我们招募了476位骨质疏松性脊柱畸形老年女性,采用先进的无损伤的电子脊柱曲度活动度测量仪（Spinal Mouse, Idiag, Voletswil, Switzerland）,根据Satoh的分类方法对其进行了分类对比研究。同时还收集了326名老年女性第一年和第六年的X线数字摄影图像,对骨质疏松性患者的脊柱曲度变化做纵向的跟踪随访研究。此外骨小梁的生物力学特性也是影响骨强度的因素之一,对研究骨骼疾病,骨折及治疗都有着重要的生物和临床意义。在30多年的研究过程中,随着技术的不断进步,对骨组织生物力学性质的定量实验由最早的骨骼褶皱实验到弯曲试验,再衍生出三点弯曲试验,后来又出现超声检测方法,以及发展的超声显微技术,到目前的纳米压痕技术。研究对象也由骨组织精确到骨小梁、板层骨及骨单元等骨细微结构。纳米压痕技术的分辨率高、定位精确、测量数据更为直观、可靠。但是由于骨松质是具有异质性的复合材料组织,其弹性模量和硬度随着解剖部位,年龄和疾病不同而变化,这使其生物力学性质有很大的变异范围。比如,在胫骨近端由于位置的不同,压缩模量可能出现10倍的变化,而骨强度出现5倍的变化。而不同部位和标本之间的差异将更大。同时因为测量技术的不同,所报道的骨小梁的弹性模量也有很大的变化范围：0.76～20GPa。为了进一步研究骨小梁生物力学性质,我们分别对脊柱不同节段的椎体及椎体的不同部位进行骨小梁生物力学测试,以明确骨质疏松和曲度对骨小梁生物力学性质的影响。二、材料与方法1.骨质疏松性脊柱畸形的分类研究：使用电子脊柱曲度活动度测量仪对450名骨质疏松症老年女性的脊柱曲度、活动度和平衡能力进行在体测量。根据脊柱胸腰椎曲度对其进行分类对比研究。2.椎体骨小梁纳米力学性能的研究：收集骨质疏松性椎体T7和L4,各7个椎体标本。将每个椎体分为前上部,前下部,后上部及后下部四部分。使用纳米压痕仪对各部分的骨小梁生物力学性质分别测试,并做对比研究。3.脊柱曲度六年随访研究：收集326名骨质疏松症老年女性的第一年及第六年的脊柱X线数字摄影图像。通过X线图像对其骨折数量、位置、类型及骨质疏松程度的骨折情况进行统计研究。根据第六年骨折椎体的位置将患者分组对比分析。三、结果1.根据患者脊柱畸形的程度分为五型。二型圆背型和五型亚圆背型所占比例最高,分别为38.44%和29.33%。一型正常组和三型凹圆背型的活动度最大,分别为108.00±21.93°和102.51±23.16°。一型正常组和三型凹圆背型脊柱倾角最小,分别为1.82±3.21°和2.99±5.89°,平衡能力最好。2.使用TI-950型纳米压痕仪在试件中选取典型骨小梁交叉处作为测量点,得到纳米压痕仪测量的压力位移曲线。从该曲线中可以计算得到骨小梁纳米硬度和弹性模量。7具标本的T7和L4椎体骨小梁平均纳米硬度为0.51±0.07GPa；平均弹性模量为14.99±1.33GPa。3.根据椎体骨折的位置将患者分为四组。其中胸腰段出现椎体骨折的一共102人,152个椎体,占总人数的31%,是出现椎体骨折最常见的部位。全部患者的平均胸椎后凸曲度是37.1°,平均腰椎前凸是29.3°。四、结论1.本研究是在全脊柱的基础上,首次对中国骨质疏松症老年人群脊柱畸形和活动能力的首次分类对比研究。其中四型和五型的平衡能力最差。而三型则有较好的平衡和运动能力。今后的临床和科研更应该从全脊柱的角度对老年人群的脊柱运动功能进行研究。我们的研究对今后临床对畸形患者的分类,畸形患者的康复和治疗的干预策略的制定,对患者的跌倒的预防工作,对锻炼和支具的应用去改善患者的生活质量,都成为一个临床简易的方法和标准。因为脊柱活动能力是患者的脊柱的功能和生活质量的最密切的影响因子,所以对于四型和五型的患者我们应给予及时的干预治疗2.纳米压痕技术是一种可直接测量骨微观力学特性的研究方法,在评价骨、软骨及组织工程材料和骨质疏松诊断治疗领域有着良好的发展前景。将纳米压痕技术引入到骨科疾病的诊断治疗中,运用纳米压痕技术并结合其它微组织结构分析技术,建立骨宏观至骨微、纳观力学强度评价体系,能够为临床医师提供一个全新的视角,对疾病的病理变化、治疗效果有着更为深入的认识。对于骨质疏松患者不同节段和椎体内部不同位置的骨小梁生物力学性质相同,与外部的应力和骨密度没有相关性。3.本研究随访了骨质疏松症患者六年的脊柱X线数字摄影结果,证明了骨质疏松症患者的胸椎后凸曲度随年龄的增加而增加,尤其是胸椎出现骨折的患者,其胸椎曲度增加更为明显。而骨质疏松症患者的腰椎前凸曲度虽有所减小,但差异无统计学意义,仍需更大规模的研究进一步明确其变化规律。
侯庆先[7]（2011）在《脊椎切除重建中不同截面积钛网内植骨生长情况的实验研究》文中进行了进一步梳理目的：建立一种腰椎切除脊柱融合动物模型,并观察椎体切除植入不同直径钛网后骨融合情况,对影响脊柱支撑体内骨生长情况有关因素进行分析,探寻在不影响骨愈合及生物力学情况下的最小的钛网与椎体截面积比,以指导临床在行腰椎切除融合术时选择合适直径钛网植入。自从Hibbs于1911年首次报道了脊柱融合的手术技术后,随着内固定技术及内固定材料的发展,脊柱融合技术已广泛应用于脊柱疾患的治疗。目前随着社会人口老龄化、结核发病率以及交通意外事故的增加,脊柱肿瘤、脊柱结核、脊柱爆裂性骨折等也随之增加,因此椎体切除内固定术也随之发展。一种新的骨替代材料,内固定材料及新技术等应用于人体之前,首先都需建立相应的动物脊柱融合模型进行各项指标的测试及研究,确定安全后才能进一步行临床试验。目前脊柱动物融合模型种类繁多,方式不一,其中小动物模型应用较多,大型动物相对较少,且融合效果及手术并发症不一。有报道应用新西兰白兔做动物脊柱融合模型死亡率和并发症达到20%以上,应用大型动物做脊柱融合模型会更为复杂。大型动物融合模型建立相对难度较大,应用山羊行脊柱融合模型目前较常见,但多限于颈椎,腰椎融合模型建立少见报道,难点在于手术复杂、时间较长,麻醉时间长,出血量较多,术后并发症多。动物椎体融合模型手术方式有三种,分别为前路、后路360°、后外侧入路融合。前路及后路360°造模对动物创伤较大,后外侧入路经腹膜外到达椎体,对动物创伤相对较小,并可在直视下切除椎体。为此我们探索一种有效的、重复性好的大型动物腰椎切除钛网植入融合模型。一直以来,钛网常被用于治疗骨缺损,对钛网进行合理的剪裁与塑形后将其填充骨块,并移植于目标区域提供支撑作用,该技术明显提高了脊柱植骨融合率。但临床对椎体切除后植入钛网直径没有统一规范,造成许多问题,如植入后愈合率不高,强度不够,内固定取出后再骨折,或对愈合情况判断失误,未愈合即取出内固定等。一味选择粗钛网使钛网内填充的自体骨或异体骨骨量增多,导致供骨区并发症增多及给病人造成经济浪费。反之一味选择细钛网又可能导致骨愈合率不高或愈合强度不够、钛网易沉陷等,从而达不到坚强内固定的目的,造成手术失败。本实验通过观察腰椎切除脊柱融合动物模型椎间融合器的植骨融合情况,对影响脊柱支撑体内骨生长情况有关因素进行分析,探寻在不影响骨愈合及生物力学情况下钛网与椎体最小的截面积比,并分析有效评价钛网内骨融合情况的手段。方法：我们以经后外侧腹膜外入路椎体切除钛网植入钢板内固定的方式建立腰椎切除脊柱融合动物模型。选取成熟山羊9只,雌雄不限,年龄1.5-3岁,体重35±2.5kg,山羊个体相近,以保证山羊腰椎体大小基本相同,随机分为三组,每组三只。三组均行单椎体切除,分别植入直径为10mm、12mm、16mm的钛网,10mm组为A组,12mm组为B组,16mm组为C组。术后饲养4个月。术后每月行X线检查,观察钛网位置及融合情况。羊处死后取脊柱标本行X线及三维CT检查,测量钛网-椎体接触面及钛网内不同部位CT值,观察骨愈合情况,并且根据三维CT结果计算钛网和椎体接触面截面积比值,以此来确定本实验探寻的钛网和椎体最小的截面积比。脊柱标本行前屈、后伸、侧弯、扭转等工况下生物力学检测,以评价骨愈合强度,并建立有限元模型进一步验证离体实验生物力学结果,及分析不同直径钛网植入后钛网、终板应力分布情况对融合情况的影响。标本行组织学切片观察接触面及钛网内植骨融合情况。分别于术前、术后第3天、5天、7天、2周、1个月抽静脉血,分离血清,然后用酶联免疫分析试剂盒测定骨形成调节细胞因子及代谢标志物（BMP-2、TGF-β、VEGF、BGP、BALP）血清值,观察这些指标在椎体切除并植入不同直径钛网后分泌、代谢情况,其出现高峰值时间及峰值大小与骨愈合情况是否有关,并观察这些指标之间有何关系。对各项检测结果进行统计学分析。结果：成功构建了山羊腰椎体切除脊柱融合动物模型,实验组山羊均成活,一例切口感染,予以切口换药处理后痊愈,一例术后双后肢不全性瘫痪,3日后完全恢复。术后三维CT检查,测量钛网和椎体接触面截面积比及钛网和椎体接触面CT值,结果示10mm组钛网与椎体接触面截面积比是1/3,12mm组钛网与椎体接触面截面积比是1/2,16mm组钛网与椎体接触面面积比是2/3。钛网和椎体接触面CT值与相邻正常椎体CT值的比值结果示B组及C组无明显统计学差异,A组与B组及A组与C组统计学均有差异。B组及C组生物力学检测无明显统计学差异,A组与B组及A组与C组生物力学检测统计学有差异。组织学切片观察示B组及C组接触面处及钛网内骨小梁较A组致密、粗大,其中以C组生长最好,三组均显示距离接触面越远钛网内骨小梁越稀疏,且有无骨质区。三组血清学骨形成调节及代谢指标（BMP-2、TGF-β、VEGF、BGP、BALP）均于术后3天开始升高,且于5天—2周内达到峰值,随后开始下降,高峰值出现时间无统计学差异,但A组峰值较B组及C组均低,且A组的TGF-β、BGP和BALP高峰值出现时间较B组及C组早。结论：本实验成功构建了山羊腰椎切除脊柱融合动物模型,且操作简单,重复性好,是一种较好的脊柱融合动物模型建立方法。腰椎椎体切除钛网植入时,钛网与椎体接触面比值应达到1/2,才对骨愈合时间及强度无明显影响。骨形成调节及代谢标志物高峰值出现时间及峰值大小与骨愈合强度有一定的相关性。三维CT检查可作为评价骨融合情况的首选手段。
胡生庭[8]（2010）在《新型胸腰椎前路复合锁定系统（D-rod系统）的生物力学研究》文中认为背景：临床上应用的胸腰椎前路器械有许多,按器械的外形构造大致可以分为钉-棒系统与钉-板系统,两类均广泛运用于胸腰段的骨折、肿瘤及感染等。钉-棒系统在生物力学上一般较钉-板系统更稳定,而钉-棒系统操作较为复杂且切迹较高,有可能对邻近的神经血管组织造成损伤。我们设计了一种新型的胸腰椎前路复合锁定系统（D-rod系统）,具有较低的切迹并进行生物力学稳定性测试。目的：介绍一种低切迹胸腰椎前路新型复合锁定系统,并与Z-plate及Kaneda系统进行生物力学稳定性比较。方法：18个新鲜猪T14-L35个节段的脊柱标本分成3组（每组6个）,行L1椎体部分切除,制成前中柱损伤模型。分别采用下面三种内固定：D-rod、Z-plate及Kaneda系统,固定于T15及L2椎体的左侧。每个脊椎标本分别测试以下三种状态下的运动范围（range of motion, ROM）:1)完整脊柱;2) L1椎体部分切除后椎体间钛网植骨及内固定;3) 3.0Nm下屈伸5000次疲劳后。记录T15-L2在6.0Nm下屈伸、左右侧弯及左右旋转状态下的ROM。结果：三种内固定后的脊柱标本均较完整状态下更稳定（P<0.05）。D-rod系统、Kaneda系统较Z-plate在旋转方向更稳定（P<0.05）,屈伸状态下无统计学差异（P>0.05）。疲劳试验后,所有内固定物均无移位及失败,在旋转方向上Z-plate系统的稳定性较完整状态时差（P<0.05）, D-rod, Kaneda系统仍可恢复到完整状态下的稳定性,两者无统计学差异（P>0.05）。疲劳试验前后,Z-plate在右侧弯时均较左侧弯时更稳定（P<0.05）。结论：三种胸腰椎前路系统均可重建脊柱的生物力学稳定性。D-rod系统、Kaneda在旋转时较Z-plate前路系统更稳定。胸腰椎前路D-rod系统切迹较低,生物力学稳定性良好。
丁金勇[9]（2009）在《新型组合式多用腰椎间融合器的设计和实验研究》文中认为背景和目的20世纪50年代,Cloward首先提出后路腰椎间融合术的概念,从生物力学分析,这是一种较为理想的脊柱融合术,PLIF逐渐发展成为脊柱外科基本技术之一。自DeBowes将不锈钢篮（cage）植入马的颈椎获得愈合,到Bagby1988年将cage应用于人体颈椎间融合,在以后的几十年里,椎间融合器在生物力学方面的优越性越来越受到关注,新的设计理念不断引入,技术不断改进,材料不断更新,呈现出较快的发展态势。椎间融合器的外形由早期的带螺纹中空圆柱体状cage,到直立型网状cage,再到长立方体形。这类cage中空,四周开孔,内部填充骨屑,平放椎间隙内,上下面有不同形状的锯齿,以防前后滑动。近年来其发展较快,出现了多种变化,如借鉴人工假体的设计,将cage四周进行表面喷涂,或改为实心设计,表面喷涂羟基磷灰石（HA）,利用涂层的微孔结构,有利于骨组织长入;cage的形状更适应椎间隙的解剖形态,如带有弧度的肾形,材料采用可降解材料,这类cage的优点是弹性模量与推体皮质骨接近,具有长期的生物相容性和优良的抗疲劳性,可通过X线。总之,cage的材料已经从最初的惰性材料钛合金发展到可降解、可吸收生物活性材料。近年来,异体皮质骨材料的cage也己经出现,但因为材料来源、储存费用增加等因素限制了它的发展。Cage行腰椎间融合的植入方式包括:（一）后路腰椎间融合,PLIF自问世以来,一直作为椎间融合的首选,是因为前路手术固有的潜在的血管、脏器、或植物神经损伤一直为人们关注;另外,如果存在椎间盘退变、小关节增生、后纵韧带钙化、侧隐窝和椎管狭窄等病理改变,前侧入路难以解决全部问题,PLIF允许减压、融合、固定一次完成。（二）前路腰椎间融合,自Obenchain报道ALIF技术以来,人们对它的认识不断深入,90年代中期开放式ALIF的手术途径多采用腹膜外入路,随着内窥镜技术的发展,采用经腹腔途径的腹腔镜下L4/5,L5/S1椎间融合获得发展,相关的解剖和临床研究增加。（三）后外侧腰椎间融合,在PLIF的基础上发展、演变而成,包括经椎间孔腰椎间融合和后外侧斜行单枚cage腰椎间融合。腰椎椎体间融合虽然已经被广泛应用,但传统的腰椎椎体间融合手术需要广泛剥离肌肉及长时间的牵引,易致软组织损伤。椎旁肌肉的病理改变是腰椎手术后腰部力量减弱及慢性腰痛发生的原因,微创下的腰椎椎间融合手术可避免椎旁软组织的过度损伤,减少术中出血、减轻术后疼痛,缩短住院时间,患者易接受。目前微创腰椎椎间融合术无论从观念上和技术上均有了很大的发展,主要有以下几种方法:一、腹腔镜下前路ALIF,包括经腹膜和腹膜后腹腔镜下ALIF两种方式。经腹膜腹腔镜下ALIF,自Obenchain在1991年报道了第1例腹腔镜下腰椎间盘切除术后,腹腔镜下ALIF逐渐开展起来。腹膜后腹腔镜下ALIF技术可用于L1S1节段腰椎病变,克服了经腹膜腹腔镜局限于L4S1的限制。二、前路小切口ALIF,前路小切口ALIF为传统开放手术的改良术式,根据腹部大血管分叉水平选择前正中切口或右下腹斜切口,可经腹膜或腹膜后入路,用特制的自动牵开器牵开腹膜内器官组织,大血管用拉钩牵开,暴露病变椎间盘,切除椎间盘后置入融合器。三、内窥镜下后路腰椎椎体间融合和经椎间孔腰椎椎体间融合,TLIF和PLIF都可以通过扩张套管小切口完成。四、经骶前间隙轴向腰椎间融合,Cragg等首先报道经骶前间隙入路可行轴向L4L5、L5S1轴向融合、其后该方式获得了发展并正式用于临床进行L5S1轴向融合。融合器在腰椎融合手术可以发挥良好的力学支撑作用并可有效提高椎间融合率。随着微创脊柱外科椎间融合技术大量开展,椎间融合器在腰椎手术中得到广泛的应用。微创TLIF是在一个直径有限的工作管道下完成的,开放手术使用的融合器由于体积较大,不利于微创手术应用,无法直接用于微创手术,能否设计一种小巧的新型微创融合器,既能满足微创的手术需求,又能在开放手术中应用呢?基于以上设想,我们课题拟用聚醚醚酮设计制造出组合式多用腰椎间融合器,通过体外计算机模拟有限元力分析,新型融合器自身力学强度、刚度分析,安装新型融合器后的脊柱功能节段力学性能测试,在动物体内融合实验,对其进行临床前期力学和性能测试,为进一步加以改进和临床应用提供基础。方法一、参考目前国内外椎间融合器的相关文献,设计出组合式多用腰椎间融合器,并与公司合作生产出产品。二、新型组合式多用腰椎间融合器的实验研究1.新型组合式多用腰椎间融合器的有限元分析首先取32岁健康男性自愿者的腰椎（新桥医院放射科）进行扫描,通过工作站将扫描获得的图像导入计算机中,先建立几何实体模型后再划分网格单元,在其固有的三维坐标系中建立腰椎间盘的几何模型。接下来建立植入新型椎间融合器有限元脊柱模型,融合器的大小按椎间隙空间选择,能够恢复椎间盘高度和脊柱的前凸。参考以往文献数据,进行有限元模拟力学加载。垂直轴向压缩力为500N,扭力为15牛米。模拟在两个模型上进行,施以相同的界限条件,载荷连续的加载至腰3的上终板,同时下边腰4的终板被固定,模拟腰椎的前屈、后伸、左右侧屈和旋转运动。最后提取腰椎在植入新型组合式腰椎间融合器（分别在组合和分开状态）时终板和融合器自身在前屈、后伸、侧弯和旋转等不同运动状态下的应力值和融合器传导应力在腰4终板的应力分布图,并比较不同条件下应力值的分布情况。2、新型组合式腰椎间融合器的体外生物学评价选用新鲜小牛腰椎制成单独的脊柱功能节段,从前部进行部分纤维环和髓核切除,分别植入新型融合器（在组合和分开状态）,按照实验目的的不同进行分组。首先进行组合式椎间融合器的压缩载荷性能测试,接下来测试组合式椎间融合器在装载植骨和未装载植骨的拔出力学性能;最后通过测试在垂直压缩载荷和扭力作用下的活动角度确定组合式腰椎间融合器的稳定性。3、新型组合式腰椎间融合器的动物体内融合实验选取羊做为融合模型的实验动物,分成4组:空白组,摘除椎间盘;自体骨组,植入自体三面皮质髂骨;融合器A组,植入填塞自体骨的单枚组合cage;融合器B组,植入填塞自体骨的分开的椎间撑开器,进行体内融合实验,存活实验动物分别在术后4、8、12周三个时间点麻醉状态下拍X线片,观察植骨融合情况,在术前以及术后1、2、3月进行腰椎融合模型侧位X线片,即椎间隙高度评估,观察融合前后椎间隙高度的变化。4、新型融合器植入对关节突切除腰椎节段稳定性影响的生物力学测试选用新鲜小牛腰椎制成所需标本,按以下序列进行生物力学测试:A组:完整腰椎功能节段→B组:单侧小关节突切除+椎间盘摘除→C组:单侧小关节突切除+椎间盘摘除+同侧新型cage分开植入→D组:单侧小关节突切除+椎间盘摘除+同侧新型cage组合植入→E组:单侧小关节突切除+椎间盘摘除+新型cage分开植入+同侧椎弓根螺钉固定→F组:单侧小关节突切除+椎间盘摘除+新型cage组合植入+同侧椎弓根螺钉固定→G组:单侧小关节突切除+椎间盘摘除+新型cage分开植入+双侧椎弓根螺钉固定。对每个测试序列均持续施加500N的轴向压力下,扭转力矩15牛米,轴向加载速度l.5mm/min。测定并记录FSU节段在轴向压缩、前屈、后伸、左右侧弯下的轴向刚度,左右扭转刚度的测试向关节突切除的同侧和对侧进行。结果1.新型组合式腰椎间融合器成功设计并制造出产品;2.成功建立脊柱三维立体有限元模型,分别包括椎间盘摘除FEM,新型融合器分开和组合时创建的FEM,并获得垂直压力和扭力下轴向压缩、前屈、后伸、侧屈和旋转状态下终板应力强度、轮廓图,和植入新型融合器后其自身的应力值。当新型融合器植入椎间盘摘除的FEM,新型融合器组合时轮廓图显示最大的接触在中心部位,导致在各个加载方向时应力均集中在终板为中心的位置,当融合器分开植入时,轮廓图出现一个面积大的、更宽阔、更分散的终板应力分布区域,在腰4上终板上两侧的对称位置。在压缩、前屈、侧屈和旋转中,分开的融合器比组合时给终板带来更大的应力。最大应力出现在分开的融合器在旋转状态下,但分开的融合器在中心区域的应力值明显小于组合时。3.在对ALIFC进行的压缩载荷性能测试和拔出力测试中,显示ALIFC具有和传统PEEK材料融合器一样的自身载荷承受力和抗拔出能力,在装载植骨时比未装载植骨时有更好的抗压和抗拔出能力,但结果无显着性差异（P>0.05）。在ALIFC稳定性测试中,无论是植骨、传统cage、分开组、ALIFC分开和组合均使腰椎节段稳定性提高,与不稳组相比,有显着统计学差异（P<0.05）;ALIFC分开时左、右侧旋转状态下与正常组和植骨组相比,无显着性差异（P>0.05）,但与传统融合组、新型组合组相比,ROM数值增大,有统计学差别,说明组合式融合器分开状态在旋转稳定上比传统融合组、新型组合组组合状态差。4.在新型组合式腰椎间融合器的动物体内融合实验中,术前各组动物影像学参数无显着性差异。平均椎间隙高度的检测试结果显示,术后1、2、3月新型cage的组合组与分开组大于自体骨植入组和空白组,术后1、2、3月新型cage组合组与分开组组间差异无显着性差异（P>0.05）。骨融合结果显示,新型cage在组合和分开时,与自体骨植入组相比,融合效果一致,与空白对照组相比,有显着性差异（P<0.05）,两组间无显着性差异（P>0.05）。5.在新型融合器植入对关节突切除腰椎节段稳定性影响的生物力学测试中,轴向刚度比较显示,在关节突切除+椎间盘摘除后,腰椎节段明显失稳,在进行新型融合器组合或分开植入后,腰椎刚度,左、右轴向旋转刚度明显改善,出现显着性差异,但低于完整腰椎节段刚度,有显着性差异（P<0.05）。当ALIFC组合或分开植入附加关节突切除侧螺钉内固定后,与单纯融合器植入相比,测试轴向和旋转刚度比完整腰椎节段提高,有显着性差异（P<0.05）;组合和分开植入的两者之间的统计学分析,无显着性差异（P>0.05）。实验证明关节突切除+椎间盘摘除后,进行椎间融合器植入附加螺钉内固定,可以恢复腰椎节段的稳定性。结论1.设计制造的组合式多用腰椎间融合器设计合理,具有和腰椎间结构匹配的外形、内部构造和表面处理工艺,PEEK材料强度和弹性模量和与新融合器相适应。2.新型ALIFC分开植入椎间后,有好的应力分布特征,承受植入初期的载荷,防止融合器的下沉;ALIFC自身具有足够的抗载荷能力、拔出力和扭转力学性能,在动物体内椎间融合应用能够维持腰椎间隙高度及融合节段的曲度,在观测时间内实现融合,达到同材质同样外形结构的椎间融合器的融合水平;应用在腰椎不稳模型中,能够使腰椎节段轴向刚度和旋转刚度增加,对腰椎的即刻稳定性作用充分,在抗变形和抗扭转变形方面有一定的优越性。3.组合式多用腰椎间融合器体外实验获得良好结果,可以进行下一步实验。
汤俊君[10]（2009）在《横突间入路腰椎椎体间融合术的基础研究》文中进行了进一步梳理研究背景腰椎椎体间融合术是目前治疗椎间盘源性下腰痛、腰椎滑脱症、腰椎不稳症等原因引起的下腰痛效果较为满意的一种腰椎融合手术方式,其主要分为前路椎体间融合术（ALIF）、后路椎体间融合术（ PLIF）以及经关节突入路椎体间融合术（TLIF）。由于ALIF易引起腹腔脏器及大血管损伤以及逆向射精等并发症以及PLIF术后神经损伤风险较大,目前临床上已少用。而TLIF通过切除一侧关节突后,斜向通过椎管侧方进行椎体间融合,降低了神经根、马尾及硬膜损伤的可能性,并可减少术后腰椎不稳、滑脱等并发症的发生,临床应用广泛。但其仍不能完全避免术后硬膜外血肿,疤痕粘连及蛛网膜炎等并发症,同时,去除单侧小关节后明显降低腰椎运动节段本身的稳定性。横突间入路腰椎椎体间融合术（ILIF）手术采用后外侧切口,通过横突间区域进行椎体间融合,不破坏任何骨质,不骚扰椎管,克服了以上的不足,且理论上具有生物力学优势。但目前对该术式的研究较少,对其可行性、生物力学稳定性、安全性和疗效等均未见相关报道。目的1、通过CT增强三维重建检查研究横突间区域骨性结构和动脉走形的特点,探讨CT模拟解剖研究的价值,以及横突间区域的临床意义,并初步评价ILIF手术的可行性。2、通过尸体解剖观察横突间区域的解剖结构,并模拟ILIF手术操作以及椎弓根钉和椎间融合器的植入,进一步评价其可行性和安全性,并对该术式进行完善。3、通过生物力学实验评价ILIF手术及附加椎弓根钉后的生物力学稳定性,并与TLIF手术进行比较以明确其生物力学优势。4、通过动物实验与TLIF手术进行比较,进一步对ILIF手术的安全性进行评价,并明确附加同侧椎弓根钉的可行性和安全性。5、通过组织学切片观察手术节段的融合情况,评价ILIF手术及附加椎弓根钉对融合的影响。方法1、对20名正常志愿者L3-S1节段进行CT增强+三维重建检查,在三维重建图形上测量横突长度、上下横突间距、椎间孔外椎间隙高度及斜径,观查横突间区域血管走形特点并测量血管内径,然后进行统计分析及评价。2、采用福尔马林固定尸体标本六具,模拟ILIF手术对L3-S1节段进行操作,观察横突间区域重要结构的位置和毗邻关系,并模拟同侧椎弓根钉和单枚椎间融合器的置入过程,探讨该术式存在的问题并改进。3、采用小牛脊柱运动节段标本12具,依序进行不同处理后分为以下7组:⑴正常对照组（CG）;⑵左侧小关节切除+椎间融合器植入组（TLIF）;⑶TLIF附加同侧椎弓根钉固定组;⑷TLIF附加双侧椎弓根钉固定组;⑸左侧横突间入路椎间融合器植入组（ILIF）;⑹ILIF附加同侧椎弓根钉固定组;⑺ILIF附加双侧椎弓根钉固定组。分别测试各组在轴向压缩、前屈、后伸、左右侧屈时的载荷-应变、载荷-位移变化以及轴向刚度和双向扭转稳定性等生物力学指标,并进行统计学比较。4、选用健康40-50Kg重的成年绵羊24只,随机分为ILIF手术组、TLIF手术组、ILIF+椎弓根钉固定组及TLIF+椎弓根钉固定组,每组各6只。ILIF组行右侧横突间入路腰椎椎体间融合术,TLIF组行右侧经关节突入路椎体间融合术。ILIF+椎弓根钉固定组及TLIF+椎弓根钉固定组均附加同侧同节段的椎弓根钉固定。记录各组手术过程所需要的时间、出血量、术中或术后死亡、切口感染、双下肢肌力、活动及大小便等情况。5、术后12周将四组绵羊全部处死,完整取下腰椎手术节段标本,对其做不脱钙骨切片。应用甲苯胺蓝染色切片后,使用Nikon SMZ800反光显微镜光镜观察各组的融合情况。结果1、腰椎横突长度L3>L5>L4,上下横突间距和椎间孔外椎间隙高度均为L3/4>L4/5>L5/S1,椎间隙斜径三个节段间比较无显着差异;同节段相比L3/4、L4/5节段上下横突间距大于椎间孔外椎间隙高度,而L5/S1节段上下横突间距与椎间孔外椎间隙高度则无显着差异。横突前方血供均源自腰椎节段动脉,其主要分为主支从支型和主支分叉型两类,L3/4以主支从支型（87.5%）为主,L4/5以主支分叉型（92.5%）为主。穿过横突间的血管支主要在此区域的内侧（80%）,而大多横突前的血管（96%）跨过侧后方椎间隙下行。横突间区域血管内径L4/5>L3/4,左右两侧相比无明显差异,主要血管支中内径平均最大值可达3.3±0.6mm。2、取后正中外侧10cm纵行切口,从多裂肌和最长肌间可方便的到达横突间区域,在L3-4及L4-5节段轻柔的牵开神经根即刻显露椎间盘,并有足够的空间完成椎间融合器的植入。从此入路寻找椎弓根钉入钉点简便,可顺利完成椎弓根钉置入操作。L5-S1节段横突间空间较小,且存在后髂翼阻挡操作,完成ILIF操作困难。3、ILIF组在载荷-应变、载荷-垂直位移、轴向刚度、扭角扭距及扭转刚度等生物力学指标均分别优于TLIF组（P<0.05）,在定量扭矩扭角方面差距最大达72%。但ILIF组和TLIF组生物力学稳定行均低于对照组。ILIF附加双侧椎弓根钉固定的稳定性最高,在前屈载荷应变方面较CG组差别最大达53%,而ILIF+HPSF组与ILIF+BPSF组比较差异无统计学意义（P>0.05）。4、动物实验显示,与TLIF组相比,ILIF手术时间更短,术后并发症特别是椎管内的并发症明显减少。ILIF附加椎弓根钉固定比不固定手术时间增加20.6min,出血量和并发症发生情况无明显差异（P>0.05）。5、组织学显示各组手术节段均有新生骨和骨小梁形成,ILIF组融合情况好于TLIF组。ILIF附加椎弓根钉固定组融合情况最好,与ILIF组相比有显着性差异（P<0.05）。结论1、CT增强三维重建技术对腰椎骨性结构及动脉分布走形的解剖研究具有较好的应用价值。横突间及小关节区域血供丰富,血管走行具有一定规律,熟悉此区域解剖结构并注意操作可减少术中出血。横突间入路腰椎椎体间融合术在L3-4、L4-5节段具有可行性。2、在L3-4、L4-5节段可提供足够的空间行ILIF手术,并可通过同一切口附加椎弓根钉固定,操作安全、简便。L5-S1节段横突间区域较小,操作困难,不适合行ILIF手术。3、ILIF手术术后生物力学稳定性有所下降但优于TLIF手术;ILIF附加同侧椎弓根钉固定与附加双侧椎弓根钉固定生物力学稳定性相当,使用ILIF术式附加侧同椎弓根螺钉固定,可提供较好的即刻稳定性。4、ILIF手术及附加同侧椎弓根钉固定是一种安全、简便、有效的手术方式,在减少椎管内并发症方面具有优势。5、ILIF手术可获得较好的融合率,其融合情况从组织学观察稍好于TLIF手术。附加同侧椎弓根钉固定后可明显促进ILIF手术的融合效果。
二、牛胸腰椎椎体切除后不同内植物的极限力学性能测试（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、牛胸腰椎椎体切除后不同内植物的极限力学性能测试（论文提纲范文）
（1）经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术的可行性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRCT |
| 符号说明 |
| 第一部分 椎弓根-肋骨复合体中骨性结构间的解剖关系研究及启示 |
| 前言 |
| 1.1 材料和方法 |
| 1.2 结果 |
| 1.3 讨论 |
| 1.4 结论 |
| 1.5 启示 |
| 附图表 |
| 参考文献 |
| 第二部分 经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定的影像解剖及其临床意义 |
| 前言 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.2 结果 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 结论 |
| 附图表 |
| REFERENCES |
| 第三部分 经Kambin's三角腰椎体后角斜向固定技术的神经影像学评估 |
| 前言 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.2 结果 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 结论 |
| 附图表 |
| References |
| 第四部分 经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术相应的一系列脊柱微创器械的研发 |
| 前言 |
| 专利简介 |
| 第五部分 新型一体化可固定椎间融合器经Kambin's三角行经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术的三维有限元分析 |
| 前言 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.2 结果 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 结论 |
| 附图表 |
| 参考文献 |
| 第六部分 综述: 腰椎融合技术的研究进展 |
| 参考文献 |
| 课题的创新点与局限性 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
| 外文论文1 |
| 外文论文2 |
（2）3D打印颈椎多孔型金属网式融合器的研发及机械力学测试（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 中英文缩写对照表 |
| 绪论 |
| 第1章 颈椎解剖学测量及3D打印颈椎多孔型金属网式融合器的研发 |
| 1.1 材料 |
| 1.2 方法 |
| 1.3 结果 |
| 1.4 讨论 |
| 第2章 3D打印颈椎多孔型金属网式融合器的机械力学测试 |
| 2.1 材料 |
| 2.2 方法 |
| 2.3 结果 |
| 2.4 讨论 |
| 实验结论 |
| 实验不足 |
| 参考文献 |
| 文献综述 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）人工椎体非融合技术的实现及其有限元分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 缩略语/符号说明 |
| 前言 |
| 研究现状、成果 |
| 研究目的、方法 |
| 一、非融合技术人工椎体的设计 |
| 1.1 对象和方法 |
| 1.1.1 框架式人工椎体 |
| 1.1.2 腰椎测量 |
| 1.1.3 非融合技术的实现 |
| 1.2 结果 |
| 1.3 讨论 |
| 1.3.1 人工椎体的发展 |
| 1.3.2 人工椎体的分类 |
| 1.3.3 人工椎体的应用 |
| 1.3.4 人工椎体的并发症 |
| 1.3.5 目前临床应用的脊柱非融合技术 |
| 1.3.6 人工椎体发展展望 |
| 1.4 小结 |
| 二、非融合技术人工椎体置换的有限元模型的建立 |
| 2.1 相关应用软件介绍 |
| 2.1.1 Mimics软件 |
| 2.1.2 Geomagic Studio软件 |
| 2.1.3 Pro/Engineer软件 |
| 2.1.4 Ansys Workbench软件 |
| 2.2 标准成年人胸腰段椎体三维有限元模型的建立 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 综述 人工椎体的研究进展 |
| 综述参考文献 |
| 致谢 |
（4）以微结构可控钽涂层多孔钛合金支架为载体构建组织工程人工椎体的生物学研究（论文提纲范文）
| 缩略语表 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 文献回顾 |
| 实验一 人工椎体支架载体的制备及生物力学研究 |
| 1 实验材料 |
| 2 方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 实验二 钽涂层多孔钛合金支架的制备与表征 |
| 1 材料 |
| 2 方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 实验三 钽涂层多孔钛合金支架载体体外组织相容性研究 |
| 1 材料 |
| 2 方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 实验四 组织工程人工椎体的体内生物学研究 |
| 1 材料 |
| 2 方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 小结 |
| 参考文献 |
| 个人简历和研究成果 |
| 致谢 |
（5）全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的研制及基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一部分 全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的应用解剖 |
| 1.1 资料与方法 |
| 1.2 结果 |
| 1.3 讨论 |
| 1.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第二部分 全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的研发 |
| 2.1 全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的设计 |
| 2.2 讨论 |
| 2.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第三部分 全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的三维运动评价 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.2 结果 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四部分 全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的拔出力实验及最大扭矩实验 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.2 结果 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 全文结论 |
| 本研究的不足之处 |
| 展望 |
| 中英文缩略词表 |
| 攻读学位期间成果 |
| 致谢 |
| 统计学审稿证明 |
（6）骨质疏松性脊柱畸形的在体分类和影像学跟踪随访研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一章 中国老年女性骨质疏松性脊柱畸形的分类研究及其运动、平衡能力的在体对比分析 |
| 1 材料与方法 |
| 2 数据分析与统计方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 第二章 骨质疏松性椎体骨小梁纳米力学性能的研究 |
| 1 材料与方法 |
| 2 数据分析与统计方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 不同脊柱节段椎体骨折对骨质疏松症患者脊柱曲度影响的六年随访研究 |
| 1 材料与方法 |
| 2 数据分析与统计方法 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 小结与展望 |
| 综述 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间成果 |
| 致谢 |
| 统计学审稿证明 |
（7）脊椎切除重建中不同截面积钛网内植骨生长情况的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 英文缩略词表 |
| 第1章 综述 |
| 1 生物力学一般概况 |
| 2 腰椎一般解剖结构及生物力学特点 |
| 2.1 腰椎椎体结构及特点 |
| 2.2 脊柱运动的功能单位 |
| 3 腰椎生物力学研究现状 |
| 3.1 腰椎标本及模型 |
| 3.2 腰椎生物力学测量方式 |
| 3.2.1 强度实验 |
| 3.2.2 疲劳实验 |
| 3.2.3 稳定性实验 |
| 4 腰椎生物力学研究展望 |
| 第2章 腰椎切除脊柱融合动物模型的建立 |
| 第1节 前言 |
| 第2节 实验材料和方法 |
| 1 实验材料 |
| 2 实验方法 |
| 第3节 实验结果 |
| 1 模型建立及术后并发症 |
| 2 影像学 |
| 第4节 讨论 |
| 1 实验动物模型的种类 |
| 2 实验动物模型建立入路 |
| 3 动物麻醉药物的选择 |
| 第5节 小结 |
| 第3章 脊椎切除重建中不同截面积钛网植骨融合后生物力学对比研究 |
| 第1节 前言 |
| 第2节 实验材料和方法 |
| 1 实验标本采集及处理 |
| 2 生物力学测试仪 |
| 3 标本的受力状态及加载 |
| 4 实验方法 |
| 5 统计学分析 |
| 第3节 实验结果 |
| 1 山羊腰椎载荷—水平位移之间的关系:见表3.1 |
| 2 山羊腰椎扭矩—扭角之间的关系 |
| 3 有限元分析结果 |
| 第4节 讨论 |
| 1 腰椎的解剖结构及生物力学特点 |
| 2 不同截面积比山羊腰椎脊柱融合标本生物力学测试分析 |
| 第5节 小结 |
| 第4章 腰椎切除重建中不同截面积钛网植骨融合后钛网内骨生长情况的观察 |
| 第1节 前言 |
| 第2节 实验材料及方法 |
| 1 实验材料 |
| 2 实验方法 |
| 第3节 实验结果 |
| 1 骨融合影像学检查情况 |
| 2 骨融合标本病理检查结果 |
| 3 血清学指标检测结果 |
| 第4节 讨论 |
| 1 脊柱融合评价手段 |
| 2 不同截面积比动物模型植骨融合情况 |
| 第5节 小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）新型胸腰椎前路复合锁定系统（D-rod系统）的生物力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 第2章 实验材料 |
| 2.1 标本 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 内固定器械 |
| 第3章 实验方法 |
| 3.1 实验分组 |
| 3.2 标本制备 |
| 3.3 生物力学稳定性测试 |
| 3.4 数据采集及测试中的注意事项 |
| 3.5 数据分析与统计 |
| 第4章 实验结果 |
| 4.1 完整状态下的生物力学测试结果 |
| 4.2 内固定状态下的生物力学测试结果 |
| 4.3 疲劳后的生物力学测试结果 |
| 第5章 讨论 |
| 5.1 当前临床应用广泛的胸腰椎前路器械的优缺点 |
| 5.1.1 钉-棒系统 |
| 5.1.2 钉-板系统 |
| 5.2 D-rod系统的设计特点及优势 |
| 5.3 标本的选择 |
| 5.4 胸腰椎爆裂骨折模型的制作 |
| 5.5 脊柱内固定的生物力学测试方法 |
| 5.6 D-rod系统的生物力学评估 |
| 5.7 存在的问题 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 下一步研究方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附图 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 附带综述 |
（9）新型组合式多用腰椎间融合器的设计和实验研究（论文提纲范文）
| 英文缩写一览表 |
| 英文摘要 |
| 中文摘要 |
| 论文正文 新型组合式多用腰椎间融合器的设计和实验研究 |
| 前言 |
| 第一部分 新型组合式多用腰椎间融合器的设计 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 第二部分 新型组合式多用腰椎间融合器的实验研究 |
| 第一节 组合式多用腰椎间融合器的有限元分析 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 第二节 新型组合式多用腰椎间融合器的体外生物力学评价 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 实验一组合式椎间融合器的压缩载荷性能测试 |
| 结果与分析 |
| 实验二组合式椎间融合器的拔出实验 |
| 结果 |
| 实验三组合式椎间融合器的稳定性测试实验 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 第三节 新型组合式多用腰椎间融合器动物体内融合的实验研究 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 第四节 新型融合器植入对关节突切除腰椎节段稳定性影响的生物力学测试 |
| 前言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 全文总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 文献综述 微创椎间融合器的研究进展 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表及待发表文章 |
| 专利 |
| 英文论着 |
（10）横突间入路腰椎椎体间融合术的基础研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 缩略词表 |
| 前言 |
| 第一部分 横突间入路腰椎椎体间融合术的解剖学研究 |
| 一、基于 CT 增强三维重建技术的腰椎横突间区域解剖研究 |
| 资料和方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 二、横突间入路腰椎椎体间融合术的尸体解剖研究 |
| 材料和方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 第二部分 横突间入路腰椎椎体间融合术的生物力学研究 |
| 材料及方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 第三部分 横突间入路腰椎椎体间融合术的动物实验研究 |
| 一、横突间入路腰椎椎体间融合术模型建立及比较 |
| 材料 |
| 方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 二、ILIF 手术动物实验的组织学观察 |
| 材料 |
| 方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 全文总结 |
| 综述 腰椎椎体间融合术研究现状 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表论文和参加科研工作情况说明 |
| 致谢 |
四、牛胸腰椎椎体切除后不同内植物的极限力学性能测试（论文参考文献）
- [1]经皮椎间孔镜下腰椎体后角斜向固定技术的可行性研究[D]. 陈飞飞. 山东大学, 2020(11)
- [2]3D打印颈椎多孔型金属网式融合器的研发及机械力学测试[D]. 浣溢帆. 南华大学, 2019(01)
- [3]人工椎体非融合技术的实现及其有限元分析[D]. 赵志辉. 天津医科大学, 2016(03)
- [4]以微结构可控钽涂层多孔钛合金支架为载体构建组织工程人工椎体的生物学研究[D]. 张扬. 第四军医大学, 2012(01)
- [5]全内置式可膨胀型脊柱前路内固定系统的研制及基础研究[D]. 徐彦芳. 南方医科大学, 2012(04)
- [6]骨质疏松性脊柱畸形的在体分类和影像学跟踪随访研究[D]. 王华军. 南方医科大学, 2012(07)
- [7]脊椎切除重建中不同截面积钛网内植骨生长情况的实验研究[D]. 侯庆先. 吉林大学, 2011(09)
- [8]新型胸腰椎前路复合锁定系统（D-rod系统）的生物力学研究[D]. 胡生庭. 南昌大学, 2010(05)
- [9]新型组合式多用腰椎间融合器的设计和实验研究[D]. 丁金勇. 第三军医大学, 2009(05)
- [10]横突间入路腰椎椎体间融合术的基础研究[D]. 汤俊君. 第二军医大学, 2009(10)