上胸椎腋中线胸腔入路侧方钛板与传统前路前方(2)
实验思路如图所示:
1.5 统计学方法
实验中测得的内固定装置最大拔出力F 值以均数±标准差(±s)表示,两组之间采用独立样本t检验进行比较,检验水准为α=0.05。
2 结果
2.1 内固定植入及加载效果
侧方内固定组6 例中钛板螺钉和椎体均能紧密结合,前方内固定时,发现部分T2椎体(2/6)和T4 椎体(1/6)与钛板两侧不能完全紧贴,钛板两侧与椎体横径间存在5-10°的缝隙。当力学仪器载荷到600N 时,可见侧方内固定装置力学曲线组仍呈线性改变,提示内固定与拔出装置之间整体较为牢固稳定,见图2。
图2 0-600N 时载荷-位移曲线注:以500N/min 的加载速度进行拔出试验时,从0-600N 时的力学曲线可呈线性改变,提示内固定与加载装置之间具有稳定性。
2.2 拔钉强度
侧方内固定组钛板螺钉装置垂直钛板长轴的平均拔出强度为(700.)N,前方内固定组钛板螺钉装置垂直钛板长轴的平均拔出强度为(552.)N,腋中线入路侧方内固定时,钛板螺钉的拔出强度高于传统前路前方内固定组21.2%,两者比较差异有显著性意义(t=2.624,P=0.025),见图3。
图3 钛板在不同固定方式下的拔出强度注:两组内固定之间最大拔出强度比较差异有显著性意义(t=2.624,P=0.025)。
3 讨论
脊柱是维持躯干平衡的最重要的组织结构。脊柱有颈椎前凸、胸椎后凸、腰骶椎前凸3 个生理弯曲[10],上胸椎处于脊柱由颈椎前曲向胸椎后凸的过度节段,是受力相对集中的部位,依据人体脊柱的力线,上胸椎前柱在力学稳定性方面显得尤为重要。临床上引起上胸椎节段脊髓压迫的病变大多来自脊髓前方,脊柱破坏也是以前、中柱为多见。要解决脊髓前方的压迫、清除病灶、重建前中柱的稳定性,从前方行病变椎体切除、椎管扩大减压、重建及内固定是经典的方案[11,12]。后方入路是最早被用来处理上胸椎病变的手术入路,后方入路尽管操作过程相对简单,但对脊髓和椎体前方显露差,而且脊髓压迫的致压原因多来自椎体前方,后路手术残余物椎管占位比例可达25%-42%[13]。1994 年Hernigou 等[14]通过对经肩甲下胸腔入路改良后,可以从侧方显露C6-T4,但需要切除大范围的肋骨,这样造成的副损伤也相对大。椎弓根螺钉后路撑开复位效果较好,不过具有较高的危险性,椎管减压的效果也不如前路[4,15]。传统的前路上胸椎手术如经胸骨入路等通常可导致较为严重的围术期并发症[16,17],在之前的研究中,发现腋中线胸腔入路能使术者从前方和侧方立体的观察椎体,这对彻底清除病灶、减少副损伤、重建脊柱稳定十分有利[18]。腋中线入路主要从侧方暴露上胸椎椎体节段来完成手术操作,因此主要将内固定装置固定在上胸椎侧方。目前国内外尚无专门用于上胸椎重建的内固定装置,多为颈前路钛板[19],依据课题组研究和其他研究的数据,我们建议:病椎为T2 时,钢板宽度应小于16mm,病椎为T3 时,宽度应小于20mm,病椎为T4 时宽度,应小于26mm,若病灶为多个椎体时则选择最小宽度的病椎为标准。颈前路钛板相配套的螺钉通常为14-16mm,而T2、T3、T4 椎体的上、中、下矢状径均>16mm,螺钉过短会影响稳定性,螺钉过长会存在突破双皮质的风险,建议术前通过CT 正中矢状面影像进行测量,备好相应长度的螺钉[20]。在一定条件下螺钉较长和较粗的螺钉,把持力会更强[21]。
实验结果表明在钛板内固定体外拔出力学测量时,由于没有专门的上胸椎前方内固定材料,我们采用Trinica 颈前路钛板前方内固定时,发现前方内固定组部分椎体与钛板两侧不能完全紧贴,这与上胸椎本身的解剖结构有关,以至于在实验中固定时,螺钉在钛板与椎体之间存在1-2 个螺纹的缝隙,尤其是女性标本T2 椎体较小,更加明显,而侧方内固定组所有标本均能与内固定紧密相贴,内固定植入效果较为理想。当以500N/min 的加载速度进行拔出试验时,从0-600N 时的力学曲线可呈线性改变,说明试验机整体加载的力量均匀,装置固定稳定可靠。以往学者在研究AO 钢板或者Orion 钢板也遇到了同样的问题,詹新立[19]等研究上胸椎内固定时采用颈前路钛板预弯后与未预弯时比较,发现预弯后的钛板在重建上胸椎生物力学上比未预弯组更具稳定性。但众所周知,钛板为刚性材料,预弯后会对其刚度会产生影响,远期效果难以保证。而侧方内固定钛板可以较好的与椎体侧方相贴,钛板在螺钉的把持加压下与椎体表面紧密固定。肖建如等[22]曾认为颈前路Orion 钢板是比较适用于上胸椎内固定重建手术。也有人在上胸椎解剖结构上研究[23],研究出一种更适合上胸椎解剖特点的前路内固定装置,并利用体外尸体脊柱节段以及山羊脊柱模型从三维运动稳定性ROM 范围和拔出强度[24-25]等方面证实是目前比较合适的上胸椎钛板装置,但到目前为止仍处于研发阶段。以往有研究[19]表明常用的颈前路Orion 钢板拔出强度为(469.)N,本实验中结果前方内固定组钛板螺钉装置垂直钛板长轴的平均拔出强度为(552.)N 与之也相符合,但侧方内固定组钛板螺钉装置垂直钛板长轴的平均拔出强度为(700.)N 高于前方内固定组,提示腋中线入路侧方内固定相对传统前路前方内固定要稳定一些,本研究中涉及到前方与侧方内固定效果上存在一定差异,因此可能对结果拔出强度产生影响。从植入内固定外观效果和力学测试来看,腋中线侧方内固定可以满足重建上胸椎稳定性的要求,而且不需要对钛板进行预弯,能够起到保护内固装置的作用。
文章来源:《机械强度》 网址: http://www.jxqdzzs.cn/qikandaodu/2021/0224/475.html
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