人工颈椎间盘的设计

人工颈椎间盘的设计、制作及生物力学分析 下载 PDF阅读器 目的：本实验设计和制作了颈椎间盘假体(CIDP)，通过将其置入颈椎间隙进行生 物力 学分析，观察载荷运动前后颈椎活动范围及邻近节段椎间盘内压力的变化，并与颈前路融 合术后的活动范围及邻近节段椎间盘内压力进行比较。通过实验得 到的数据，以指导人工 颈椎间盘的设计、制造、手术等，并对颈椎人工椎间盘临 床应用的可行性和合理性进行探 索性研究。 方法：对颈椎尸体标本进行几何学测量，参照其结果设计了颈椎间盘假体，采 用 上下假体间低摩擦面滑动设计，使颈椎间盘假体具有三维活动能力。假体部分 选用 钛合金，表面喷涂等离子羟基磷灰石(HA)。滑核部分选用超高分子量聚乙 烯材料制成。将 12具颈椎标本分为正常组(A组)，假体植入组(B组)和椎体问 融合组(C组)，每组 4具。标 本固定于三维运动实验机及椎间盘压力测量系统，先测量正常标本在载荷条件下(条件： 5Nm纯力矩载荷)屈/伸、侧弯和轴向旋转 运动的活动范围(ROM)。在标本上切除椎间盘， 将人工颈椎间盘假体植入颈 5～ 6椎间隙内。然后测定植入假体后颈椎节段前屈后伸、左 右侧弯和左右旋转运动 时的活动范围(ROM)。随后施加 5Nm周期性载荷，在 0.1Nm/S的 变化条件下测量 其活动范围。在椎体间融合组内，融一节段，相同条件下测量载荷运 动后的 活动范围(ROM)。在测量节段活动范围的同时测量三组 C4～5、C6～7节段椎间 盘 内的压力值。实验数据采用 SPSS12.0统计软件进行方差分析及 t检验。 结果：经统计分 析正常组与假体植入组三节段的 ROM无显著性差异(P>0.05)。 假体植入组和椎间融合组 的 C5～6节段实验后运动范围的差异有显著性(P< 0.05)。在 C4～5，C6～7节段，融合组 的活动范围明显大于其他两组(P<0.05)。 在屈伸、侧弯和轴向旋转条件下，假体组和正常 组在 C4～5和 C6～7节段内的测得的压力无显著性差异(P>0.05)，融合组和其他两组则有 显著性差异(P<0.05)。 结论：1．假体术后较好地维持了颈椎正常生理曲度和 C5～6椎间 隙的高度，保持了置换间隙较为稳定和大小适宜的 ROM，不会导致 ROM的过度增大和严 重减小。 2．椎间融合后手术节段的活动范围显著增加。 3．假体置换组邻近节段的压力 较术前没有明显变化，说明椎间盘假体置换可能延缓邻近节段的退变。 4．在颈椎解剖学 及生物力学研究的基础上，设计制造一种新型颈椎间盘假体有一定的临床应用前景。 5．本 实验为颈椎间盘假体研究的初步探索，还需进一步的动物实验、远期疗效及并发症等方面 的研究。人工颈椎间盘假体在临床应用中还有一些问题需要解决，假体本身的设计仍需进 一步完善。 作 者： 丛木林 学科专业： 外科学(骨外科) 授予学位： 硕士 学位授予单位： 山东大学 导师姓名： 聂林 学位年度： 2006 人工颈椎间盘的设计、制作及生物力学分析