目的:运用有限元法分析评价不同骨密度条件下椎弓根螺钉拔出过程中的应力分布和最大拔出力，探讨安全植入椎弓根螺钉内固定的最低骨密度。方法:基于河北医科大学第三医院2021年1月就诊的1例健康男性志愿者的腰椎CT平扫数据和标准椎弓根螺钉参数，建立腰1椎体和椎弓根螺钉的三维模型，将椎体按骨密度值(QCT法)分为A组(BMD＝120 mg/cm 3)、B组(BMD＝110 mg/cm 3)、C组(BMD＝100 mg/cm 3)、D组(BMD＝90 mg/cm 3)、E组(BMD＝80 mg/cm 3)；依据参考文献完成材料赋值后，向所建立的5组有限元模型模拟轴向拔出力实验，观察各组螺钉应力分布及最大轴向拔出力，对所测指标进行不同骨密度之间的对比分析。采用单因素方差分析。 结果:A~E组有限元模型的最大拔出力分别为(1 834±78)、(1 626±65)、(1 441±55)、(1 141±48)、(1 039±42) N，组间比较差异有统计学意义( F＝3.413， P<0.05)。骨密度每下降10 mg/cm 3，最大轴向拔出力相应下降11%、23%、43%、51%。螺钉最大主应变出现在螺钉的尾端，拔出过程中螺钉的最大应力由尾端逐渐向头端移动。 结论:随着骨密度下降，椎弓根螺钉稳定性会相应出现减低。最大拔出力从D组(BMD＝90 mg/cm 3)开始出现大幅度下降。故对需要行椎弓根螺钉内固定的患者，术前应常规行QCT法检测骨密度，当椎体骨密度低于90 mg/cm 3(男性≥70岁，女性≥60岁)时，不建议单独应用椎弓根螺钉系统。

目的 比较骨质疏松人工骨模块中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥剂量对不同侧孔螺钉稳定性的影响,分析螺钉稳定性与PMMA注射剂量及分布的关系.方法 将骨质疏松人工骨模块随机分为A、B、C、D四个螺钉组,每组又随机分为0、1、2、3四个剂量(0、1.0、1.5、2.0ml PMMA)组.采用相同方法制备钉道后,A-C组分别拧入A、B、C三种可注射螺钉并注射不同剂量PMMA,D组向钉道内注射不同剂量PMMA后再拧入普通椎弓根螺钉.X线检查观察螺钉及PMMA分布情况;采用轴向拔出实验测量最大轴向拔出力(Fmax).结果 X线检查结果显示,A1-A3组中PMMA包裹螺钉的前1/3,B1-B3组和C1-C3组中PMMA包裹螺钉的中1/3,D1-D3组中PMMA相对均匀地包裹螺钉的全长.两因素方差分析显示,PMMA剂量和分布两个因素对Fmax均有显著影响(P＜0.05),但两个因素之间无明显的相互作用(P=0.877).在相同螺钉组间,注射1.0ml和1.5ml PMMA组、注射1.5ml和2.0ml PMMA组的Fmax比较差异均无统计学意义(P＞0.05),但注射2.0ml PMMA组的Fmax明显高于注射1.0ml PMMA组(P＜0.05).在相同剂量PMMA组间,A0-D0各组间、A2-D2各组间、A3-D3各组间Fmax差异无统计学意义(P＞0.05);A1组中Fmax明显低于D1组(P=0.026),其余各组间差异均无统计学意义(P＞0.05).除A1组Fmax明显低于D1组(P=0.026)外,其余相同剂量PMMA组间比较Fmax差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 PMMA可显著提高骨质疏松人工骨中椎弓根螺钉的稳定性,且螺钉的稳定性与PMMA的注射剂量及分布有关.

目的 比较骨水泥(PMMA)的不同注射剂量和分布规律对重度骨质疏松(OP)人工骨中可注射螺钉固定强度的作用,分析螺钉固定强度与PMMA注射剂量、分布规律之间的相关关系.方法 重度OP人工骨模块随机分为A(180°-4孔螺钉),B(180°-6孔螺钉),C(180°-间隔4孔螺钉),D(普通椎弓根螺钉)4个螺钉组,每组又随机分为0、1、2、3剂量组(0、2.0、2.5、3.0 mL PMMA).同法制备钉道后,A、B、C组中分别拧入A、B、C 3种可注射螺钉并注射不同剂量PMMA,D组向钉道内注射不同剂量PMMA后再拧入普通椎弓根螺钉.X线检查PMMA分布情况,测量螺钉的最大轴向拔出力(Fmax).结果 X线检查显示,A1～A3组中PMMA包裹螺钉的前1/3,B1～B3组和C1～C3组中PMMA包裹螺钉的中1/3,D1～D3组中PMMA相对均匀地包裹螺钉的全长.两因素方差分析显示,PMMA剂量和分布两个因素对Fmax均有影响(P<0.05),但PMMA剂量和分布两者之间无明显的相互作用(P>0.05).在相同螺钉组间,2.0 mL和2.5 mL PMMA组、2.5 mL和3.0 mL PMMA组的Fmax比较差异均无统计学差异(P>0.05),但3.0 mL PMMA组的Fmax高于2.0 mL PMMA组(P<0.05).A1组中Fmax低于D1组(P<0.05),其余相同剂量组间的Fmax比较差异均无统计学意义(P>0.05).结论 PMMA可提高重度OP人工骨中椎弓根螺钉的稳定性,PMMA的剂量及分布对螺钉稳定性有影响.在重度OP人工骨模块中,推荐使用A组的180°-4孔螺钉或B组的180°-6孔螺钉,可注射螺钉注射3.0 mL PMMA来强化螺钉的稳定性.

目的 对人体标本胸椎弓根壁破裂3种补救置钉方法进行生物力学对比.方法 选取5具青壮年尸体共30个胸椎体60个椎弓根,分为强化空心钉(HSS)组(15个椎弓根)、皮质骨通道螺钉(CBTS)组(30个椎弓根)和椎弓根-肋骨单元钉(PRUS)组(15个椎弓根),制成椎弓根内侧壁破裂模型.完成置钉后分别进行螺钉轴向抗拔出力实验,比较最大轴向抗拔出力、刚度、能量吸收值.结果 HSS组、CBTS组、PRUS组螺钉最大轴向抗拔出力分别为(973.00±23.88)N、(647.13 ±21.89)N、(613.00±23.25)N,差异有统计学意义(P＜0.05).HSS组、CBTS组、PRUS组刚度分别为(284.61±14.77) N/mm、(218.82±11.84) N/mm、(194.72±13.06) N/mm,差异有统计学意义(P＜0.05).HSS组、CBTS组、PRUS组能量吸收值分别为(2.77 ±0.13)J、(1.41 ±0.40)J、(1.31 ±0.57)J,HSS组与CBTS组、PRUS组比较差异有统计学意义(P＜0.05),但CBTS组与PRUS组比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 在胸椎弓根壁破裂情况下,HSS、CBTS、PRUS 3种补救置钉均能够提供内固定稳定,HSS内固定稳定性最大,CBTS次之,PRUS最小.

[目的]探讨不同置钉条件、不同骨水泥注射剂量对骨质疏松椎体椎弓根螺钉固定强度的影响.[方法]从6具老年尸体中选取30个腰椎标本(L1～L5),排除先天畸形、骨折及肿瘤,测量骨密度确诊骨质疏松后,将60侧椎弓根随机分为2大组,分别行初次置钉与二次置钉,并分别经钉道注入1.0 ml、1.5 ml、2.0 ml、2.5 ml、3.0 ml骨水泥.观察骨水泥分布情况,测量并分析最大轴向拔出力(the maximum axial pullout strength,Fmax).[结果]影像显示骨水泥主要分布于螺钉尾部,未出现骨水泥渗漏.各相应骨水泥剂量条件下,初次置钉组的Fmax均大于二次置钉组,但差异均无统计学意义(P＞0.05).随着骨水泥剂量增加,两组标本的Fmax均显著增加,差异均有统计学意义(P＞0.05).初次与二次两种置钉方式间Fmax的差异有统计学意义(F置钉=16.462,P＜0.001),不同骨水泥剂量间Fmax的差异有统计学意义(F水泥=114.450,P＜0.001),置钉方式与骨水泥剂量之间不存在交互作用(F交互=1.996,P=0.114).初次置钉组的Fmx与骨水泥剂量呈正相关(r=0.885,P＜0.001),二次置钉组的Fmax与骨水泥剂量呈正相关(r=0.942,P＜0.001).[结论]初次置钉的强度优于二次置钉,骨水泥能增加椎弓根螺钉固定强度,且骨水泥剂量与强度呈正相关,但是建议骨水泥注入剂量为2.0～2.5 ml.

[目的]探讨一种新型钉道强化椎弓根螺钉在骨质疏松椎体中的生物力学特性.[方法]从4具老年尸体中选取20个腰椎标本(L1-5),均符合骨质疏松症诊断标准(T＜-2.5),采用随机分4组,每组5个椎体.分别为单纯普通椎弓根螺钉组(无强化组)、普通椎弓根螺钉强化组(普通强化组)、可注射空心椎弓根螺钉强化组(空心钉强化组)、新型钉道强化椎弓根螺钉强化组(新型强化组).观察骨水泥分布情况,并测量各组螺钉最大轴向拔出力及不同螺钉的刚度.[结果]三种强化骨水泥的分布不同,普通强化组骨水泥主要分布于椎体前部;空心钉强化组骨水泥主要分布于椎体前部及部分中后部,新型强化组骨水泥主要分布于钉道周围,包括椎体前、中、后部及部分椎弓根部.生物力学测量最大轴向拔出力依次为:新型强化组＞空心钉强化组＞普通强化组＞无强化组,差异具有统计学意义(P＜0.05).螺钉刚度依次为普通螺钉＞新型螺钉＞空心螺钉,差异有统计学意义(P＜0.05).[结论]新型钉道强化椎弓根螺钉能够提高螺钉在骨质疏松椎体固定的稳定性,且骨水泥分布有所改善,螺钉的刚度适中.

目的：:探讨骨密度（BMD）对椎弓根螺钉系统固定的影响。方法：:采用6具新鲜腰段脊柱标本，应用DEXA测试每个椎体的BMD，并游离成单个完整椎体标本，按BMD0.9g/cm 2为正常值的最低限。将标本分为正常组和骨质疏松组。按标准操作安置Dick钉，应用生物力学方法，测试螺钉最大轴向拔出力和矢状面摆动1°~5°时的弯矩、旋入螺钉时的最大扭力矩及螺钉拔出过程中的应变、位移和能量吸收率。 结果：:正常组平均BMD为1.02±0.12g/cm 2，骨质疏松组为0.71±0.16g/cm 2，前者最大轴向拔出力和弯矩分别为1062.8±72.2N、2.6N·m，后者为232±92.4N、0.49N·m。BMD与最大拔出力有正相关关系（r=0.907）。旋入螺钉时的最大扭力矩与轴向拔出力密切相关（r=0.894）。螺钉在椎体内摆动5°时正常组承受的最大弯矩为2.6N·m，骨质疏松组为0.49N·m。 结论：:BMD对椎弓根螺钉的稳定性具有重要影响，是预测螺钉牢固程度的重要指标，术前应常规测试脊柱的BMD，尤其对于老年人更为重要，最大扭力矩是术中预测螺钉稳定性的一个较好的力学指标。

目的 探究重度骨质疏松腰椎中不同剂量骨水泥强化椎弓根螺钉的稳定性.方法 前瞻性研究,提取2020年1月至2020年9月保存广州市番禺区中医院保存的5具新鲜尸体上21个新鲜腰椎标本,并将42侧椎弓根按照随机原则分为6个组别(A～F组),先置入侧孔空心骨水泥螺钉,依次注入0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA).比较不同组别骨密度(BMD)测量结果;X线下观察各组螺钉包绕结果及有无PMMA渗漏发生;通过轴向拔出实验测定最大轴向拔出力(Fmax),比较不同组别Fmax结果;分析Fmax与PMMA剂量的相关性.结果 各组BMD值均<0.6 g/cm2,A～F组BMD值分别为(0.52±0.04)、(0.54±0.06)、(0.55±0.08)、(0.52±0.06)、(0.53±0.08)和(0.57±0.03)g/cm2,不同组别比较,差异无统计学意义(P>0.05).各组及各个标本均无PMMA渗漏的发生.A～F组Fmax分别为(363.39±56.21)、(483.12±53.29)、(547.29±75.20)、(720.37±120.22)、(852.49±202.49)、(1124.60±212.63)N,与A组比较,B～F组Fmax均有较大幅度提升,差异有统计学意义(P<0.05),但相邻两组间Fmax比较差异无统计学意义(P>0.05);经过Pearson相关性分析,显示Fmax与PMMA剂量呈明显正相关(r=0.894,P<0.05).结论 重度骨质疏松腰椎中注入PMMA能够提升侧孔空心骨水泥螺钉稳定性,当剂量为3 mL时能够达到理想的效果.

目的 观察计算机辅助枢椎前路椎弓根螺钉(AAPS)置钉优势,并测量AAPS、椎弓根螺钉及椎体螺钉(VBS)的最大拔出力,为临床手术操作选取适当的内固定方式,提供生物力学理论依据.方法 从2019年10月至2021年1月,收集人体实体颈椎防腐标本16例,除去畸形标本1例.剩余标本,包括男10例,女5例,行CT扫描后将数据导入Mimics软件,形成三维重建图并观察.参考Kolle法,在每节枢椎上分别采用前路椎弓根螺钉、后路椎弓根螺钉、前路椎体螺钉三种形式固定方法.在生物力学试验机上测试每种固定方式的最大拔出力.结果 Mimics软件中的三维重建图,可以从任意视角直接观察并了解结构状况.前路椎弓根螺钉最大轴向拔出力平均为(635.95±220.35)N,后路椎弓根螺钉组的最大轴向拔出力平均为(772.95±230.55)N,VBS组螺钉的最大轴向拔出力平均为(451.45±i81.13)N.采用配对样本t检验,两两比较AAPS组与后路椎弓根钉组,以及AAPS组与VBS组测值.P值均＜0.05,差异有统计学意义.这显示在单皮质固定的条件下,椎弓根螺钉的置钉拔出力大于前路椎弓根螺钉(AAPS),AAPS置钉拔出力大于VBS置钉法.结论 计算机辅助有利于了解枢椎结构特点,便于个体化的AAPS置钉操作,AAPS钉道固定性能良好,有较明显生物力学优势,可作为手术内固定选择的较理想方式.

目的:比较骨质疏松骨模块中不同剂量聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)强化锚钉的稳定性,分析锚钉稳定性与PMMA剂量间的相关关系,并寻找最佳PMMA骨水泥注射剂量.方法:将36个骨质疏松骨模块随机分为A至F 6个实验组,A组为空白组,直接拧入锚钉;B组至F组注射器推杆精确分别向钉道内直接注入0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL PMMA骨水泥,待骨水泥硬化后进行X线检查,观察螺钉周围骨水泥的分布情况;随后进行力学实验,测量最大轴向拔出力(Fmax)并观察模块的破坏情况.结果:A组至F组的Fmax分别为(145.50±23.82)N、(188.67±34.90)N、?(234.00±21.14)N、?(296.80±18.55)N、?(445.00±33.72)N和(458.60±25.54)N,各组间差异具有统计学意义(F=143.020,P<0.001).PMMA剂量为0～2 mL,Fmax与PMMA剂量之间存在正相关关系(r=0.948,P<0.05).锚钉拔出后各组模块均有不同程度的破坏.从A组到E组,模块的破坏程度逐渐加重,E组和F组中模块的破坏相差无几.结论:PMMA可以显著提高骨质疏松骨模块中锚钉的稳定性,在0～2.0 mL中,锚钉的稳定性随PMMA剂量的增加而提高.在临床上推荐PMMA的剂量为2.0 mL.