目的:通过生物力学和组织学评价分析棘突间撑开融合(ISDF)装置在腰椎退行性疾病治疗中的棘突间融合能力。方法:实验动物通过首都医科大学附属北京友谊医院科研实验动物中心购置，周龄8～9周，平均体重25 kg。15只小型猪采用抽签法随机分为假手术组、减压术组及ISDF固定减压术组3组，每组5只。假手术组单纯切开显露椎板缝合，减压术组接受单侧半椎板减压，ISDF固定减压术组实施单侧半椎板减压＋ISDF固定。ISDF装置植骨槽填充单纯的骨移植材料。实验动物饲养6个月后处死，获得相应的腰椎标本。将样本固定在脊柱测试系统上，通过多轴机器人系统测试手术节段屈伸、侧弯和旋转的活动度。ISDF固定术组ISDF装置样本包埋后进行硬组织切片，用苏木精-伊红和甲苯胺蓝染色评估新骨形成情况。正态分布的计量资料以均数±标准差( ± s)表示，组间比较采用独立样本 t检验。 结果:与假手术组相比，减压术组椎间活动度前屈增加61.6%，后伸增加44.7%，左侧屈增加65.0%，右侧屈增加49.6%，左旋转增加83.8%，右旋转增加64.2%( P<0.05)；与减压术组相比，ISDF固定减压术组的椎间活动度在前屈减少40.0%，后伸减少21.3%，左侧屈减少31.7%，右侧屈减少22.3%，左旋转减少28.7%，右旋转减少35.3%( P<0.05)。6个月后，ISDF固定减压术组样本的组织学切片染色可观察到明确的骨组织形成。甲苯胺蓝染色可见大面积新骨形成，苏木精-伊红染色可以观察到深染成骨细胞及骨组织。 结论:ISDF装置的置入为促进棘突间骨性融合提供了必要的稳定性，发生在ISDF装置植骨槽内的成骨为棘突间融合提供了可能性。

棘突间装置植入术是治疗腰椎退行性变疾病的一种微创手术方式。目前临床常用的棘突间装置种类较多，根据其临床应用原理，可分为：棘突间撑开装置、棘突间固定装置及棘突间融合装置。棘突间撑开装置主要是根据其撑开作用，扩大神经根管面积，缓解神经症状，应用于间歇性跛行的腰椎管狭窄症。棘突间固定装置主要是基于其夹持固定于棘突，为椎间融合提供稳定性，可作为后路钉棒系统固定的替代方案。棘突间融合装置，在撑开与固定的同时，融入棘突间融合的理念，可单纯用做棘突间撑开的间接减压，也可用于直接减压及椎间融合的后路稳定。各类棘突间装置因其应用理念不同，所涉及到生物力学也略有差异。因此，本文将针对棘突间装置在腰椎退行性疾病应用的相关生物力学研究作一综述。

背景:近年来,棘突间撑开融合装置BacFuse应用于腰椎退行性疾病的治疗并取得了良好的临床疗效,但目前其相关的生物力学特征暂无相关报道.目的:探索棘突间撑开融合装置BacFuse在腰椎退行性疾病中应用的生物力学特征.方法:构建山羊离体脊柱模型(L1-L6),模拟手术分为4组,分别为对照组、BacFuse固定组(L3/4)、钉棒固定组(L3/4)及Topping-off组(L3/4钉棒固定+L2/3 BacFuse固定).搭建山羊腰椎手术模型力学测试系统,采用生物力学机器进行力学加载,模拟腰椎在前屈、后伸、侧屈及旋转时的运动模式(4 Nm的力矩),采用视觉追踪系统进行定位捕捉,并完成力学及光学校准,通过计算得出L2/3、L3/4、L4/5节段的活动度.结果与结论:①相对于对照组,BacFuse组L3/4固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少27.27%,70%,38.1%及23.08%(P<0.05);钉棒固定组L3/4固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少72.73%,80%,71.43%及73.08%(P<0.05).②相对于对照组,BacFuse组邻近节段L2/3在后伸、侧屈及旋转方向上分别增加33.33%,25%及23.81%(P<0.05),前屈活动未见明显变化;钉棒固定组的邻近节段L2/3在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上的活动度分别增加50%,44.44%,50%及58.96%(P<0.05);③相对于对照组,BacFuse组邻近节段L4/5在后伸、旋转方向上分别增加27.3%,17.39%(P<0.05),前屈、侧屈活动未见明显变化;钉棒固定组的邻近节段L4/5在前屈、后伸、旋转方向上的活动度分别增加38.89%,22.73%及26.09%(P<0.05),侧屈活动未见明显变化;④与钉棒固定组相比,Topping-off组L2/3椎间活动度在前屈、后伸、侧屈、旋转分别减少37.04%,73.08%,56.67%及38.46%(P<0.05);与钉棒固定组相比,Topping-off组L4/5节段椎间活动度在前屈方向上减少20%(P<0.05),后伸、侧屈及旋转未见明显区别;⑤提示BacFuse能够显著减少置入节段的活动度,提供一定的稳定性;相对于钉棒固定,仍然保留有较多的活动度,可减少对邻近节段的影响,同时可用于钉棒固定的Topping-off技术,显著减少了邻近节段的活动度,降低邻近节段退变的风险.

腰椎退行性疾病是骨科常见疾病之一,临床上保守治疗无效的患者,其经典手术治疗方法是后路腰椎体间融合术(posterior lumbar interbody fusion,PLIF),但此类手术创伤大,易损伤神经,使融合后腰椎正常生物力学性质丧失,经常带来术后相邻节段退变等并发症[1,2].正由于认识到传统腰椎融合术的不足,临床越来越多地应用一种新型腰椎后路稳定系统—棘突间撑开器(in-terspinous spacer,ISP).此类装置不融合病变节段,而是撑开椎间隙,且能保留脊柱的自然生理弯曲.本文对此类装置近年来的研究现状作一个综述,以期为广大骨科医生提供有益参考.

背景:随着腰椎融合手术并发症增多,及其违背腰椎正常生物力学特点加剧邻椎退变的弊端,使更符合正常腰椎生物力学的腰椎动态固定技术应运而生,腰椎棘突间撑开系统作为腰椎动态固定技术的代表之一,也引起了脊柱外科领域的广泛重视.目的:对当前腰椎棘突间撑开系统研究进展进行综述.方法:第一作者在CNKI数据库、万方数据库以"腰椎,棘突间撑开装置,棘突间撑开系统,生物力学,临床应用,腰椎棘突间撑开系统并发症"进行检索,在PubMed数据库、SpringerLink 数据库以"lumbar spine, interspinous process implant,interspinous devices,biomechanics,clinical application,postoperative complications 进行检索,采纳近期相关研究文献,排查重复研究,仔细阅读筛选,选取英文文献45篇,中文文献10篇,共计55篇.结果与结论:①腰椎撑开系统核心设计理念均为撑开责任节段的棘突间隙并限制其活动,增加椎管及椎间孔面积,降低椎间压力,解除神经压迫,可以一定程度恢复置入节段稳定性,对邻近节段活动度无显著影响,同时能有效的避免因打开椎管对脊髓和神经根产生机械性刺激,替代应用于责任节段或联合应用于融合节段的邻近节段,起到改善临床症状并同时预防邻椎病的发生;②腰椎棘突间撑开装置可以有效降低置入节段椎间盘和小关节突应力负荷同时保留相应节段的活动度,但内置物本身和置入节段的上下棘突应力升高,警示有增加棘突骨折及内置物疲劳性断裂的风险;③各种腰椎棘突间撑开装置在短、中期随访中均具有良好的临床疗效;④腰椎棘突间撑开装置的临床疗效可以与脊柱融合手术相媲美,其于局麻下操作、创伤小、手术时间短、恢复快、住院天数短,术后并发症小,在保留腰椎活动度和预防邻椎病等方面更具优势.但棘突间撑开装置也有不足,如医疗费用高、翻修率高、临床疗效不确切等.

背景:腰椎退行性疾病是骨科常见疾病之一,治疗方法有保守治疗、椎体间融合术、椎体间非融合术,其经典手术治疗方法是后路腰椎体间融合术.非融合技术临床应用日益广泛,棘突间撑开器是其中一个重要代表,与传统融合技术相比具有独特的生物力学优势和较理想的临床疗效,但潜在的问题与不足随着应用的增多也逐渐显现.目的:对腰椎棘突间撑开器的生物力学特点及弊端,临床适用性的价值与争议,以及临床适用性受限原因和生物力学方面的改进理念进行综述,为广大临床医生及进一步的研究提供参考.方法:第一作者以"腰椎,棘突间撑开器,棘突间撑开装置,生物力学,临床治疗效果,成本效益,腰椎棘突间撑开器并发症,棘突间撑开器适应证和禁忌证,棘突形态,新型棘突间撑开器"为关键词在中国知网、万方数据库进行检索,在PubMed数据库、SpringerLink数据库以"Lumbar spine,interspinous spacer,interspinous devices,biomechanics,clinical therapeutic effect,cost-effectiveness,complications of interspinous spacer,indication and contraindication of interspinous spacer,spinous process morphology,new interspinous spacer"进行检索.采纳2003至2018年的相关研究,排除重复研究.通过阅读摘要初步筛选,共选取42篇文献进行综述,其中中文文献4篇,英文文献38篇.结果与结论:①腰椎棘突间撑开器具有独特生物力学特点,与此同时,棘突间撑开器自身结构设计上也存在一些弊端;②各种腰椎棘突间撑开装置在短、中期随访中均具有良好的临床疗效,但仍存在复发率及二次翻修手术率高、临床疗效不确切、成本效益低、并发症频出等问题;③手术适应证和禁忌证掌握不准确,术中操作不规范,棘突解剖形态存在特异性是临床适用性受限的主要原因;④一些新型棘突间撑开器的研发为棘突间撑开器生物力学研究提供了改进理念与方向.

背景:传统的腰椎融合内固定治疗会带来各种术后并发症,因此非融合技术在临床应用日益广泛,棘突间撑开装置Coflex便是其中一员,其与传统腰椎融合内固定技术相比具有独特的生物力学优势,随着Coflex假体不断改进与完善,其在未来将具有广阔的应用前景.目的:对Coflex治疗腰椎管狭窄的临床效果、生物力学、有限元分析、并发症及最新发展等方面进行阐述.方法:第一作者以"腰椎,生物力学,腰椎管狭窄症,Coflex,有限元分析"检索CNKI数据库、万方数据库、Sinomed数据库,以"Lumbar spine,Biomechanics,Lumbar spinal stenosis,Coflex,Finite element analysis"检索PubMed数据库、SpringerLink数据库、Science Citation Index-Expanded(SCIE)数据库、中国科学引文索引数据库(CSCI)、IEEE Xplore Digital Library数据库2005至2018年出版的文献.纳入有关Coflex治疗退行性腰椎管狭窄症的临床调查、生物力学分析及有限元分析的相关文献,排除重复研究.通过阅读摘要初步筛选,共选取34篇文献进行综述,其中中文9篇,英文25篇.结果与结论:①Coflex棘突间动态装置与同类型棘突间装置治疗效果类似,相对于传统腰椎融合内固定甚至具有一定优势,手术创伤小,时间短,术后恢复快、而且保留了手术节段活动性,延缓了邻近节段退变,在一定程度上可防止临椎病的发生;②就生物力学而言,Coflex保留了责任节段的部分活动,减少了责任节段椎间盘和关节突的负荷,间接增大了椎间孔的高度,缓解了临床症状;③三维有限元分析通过计算机应力云图分析显示,Coflex置入后对责任节段椎间盘、小关节等有明显分担负荷作用,同时可以显示保留邻近节段的活动度位移,减少临近节段的椎间盘及小关节应力,而且有限元分析可以模拟不同体内力学环境,分析Coflex置入前后不同研究对象、不同活动方式、不同承载负荷单元的力学分布变化,是一种可重复、行之有效方法和手段,但有限元分析仅仅模拟局部力学,范围较局限,且易出现掩盖Coflex真实并发症等问题;④Coflex易出现内固定松动、棘突骨折、退行性疾病复发、异位骨化等并发症,导致再次手术治疗.目前Coflex的使用没有标准规范,适用范围尚未确切统一,因此Coflex的临床应用仍然有待进一步探索.

腰椎减压融合内固定术是治疗腰椎退行性疾病(LDD)的金标准,然而该术式的长期临床疗效却不尽如人意,多种并发症也常有报道,如假关节、邻近节段退行性变(ASD)、出血、深部感染、移植物骨折及偶发性神经血管损伤等[1],其中最重要的并发症是逐渐引起学者们重视的ASD[2].部分学者认为ASD是预先存在的基因因素或术后矢状面失衡所致,而大部分学者则认为这是脊柱融合后异常负载和相邻节段活动度(ROM)增加所致[3-4].为了解决这一问题,动态内固定的概念应运而生,其目的是在保持脊柱稳定性的同时保留相应节段一定的ROM,以减少融合术相关的并发症.目前,多种动态内固定装置已应用于临床,分为前方装置(如人工椎间盘)和后方装置(如棘突间撑开器).Khoueir等[5]将后方动态内固定装置分为棘突间撑开系统、基于椎弓根螺钉的动态内固定系统和全关节突关节置换系统.Coflex是一种U形钛合金棘突间动态内固定装置,在临床上应用较为广泛,本文对Coflex的生物力学及临床应用作如下综述.