学术投稿

人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展

张恩泽;廖振华;刘伟强

关键词:骨科植入物, 脊柱植入物, 生物力学特性, 置换, 融合, 脊柱力学, 脊柱运动学, 加载装置, 测量方法, 脊柱强度, 脊柱稳定性, 组织疲劳
摘要:背景:随着脊椎融合术和人工椎间盘植入手术的不断发展,近年来研究者们利用各种医疗仪器设备和研究方法,对脊椎的各项特性展开研究。生物力学研究需要更真实的模拟人体生理环境和运动方式。目的:综述国内外相关文献,从测量主体和测量内容角度总结脊柱生物力学研究方法的优势与不足。方法:以“biomechanical and (properties or study or evaluation), spinal biomechanics, spine mechanical test, spine and (kinematics or motion)”为英文检索词检索PubMed、Web of Science、Springer数据库,以“生物力学特性,生物力学研究评估,脊柱生物力学,脊柱力学测试,脊柱动力学,脊柱运动”为检索词检索中文期刊全文数据库,纳入脊柱力学、运动学、动力学研究相关文献,主要整理近5年来该领域内的经典文献,排除重复性工作,重点对38篇文献进行分析讨论。结果与结论:近30年来研究者从多个结构细节对脊柱机械特性展开了研究,仿照人体运动研究了基本工况下脊柱的运动形式,掌握了大量脊柱力学与动力学特性。未来还需要对脊柱特性进行更加深入的了解,如力学方面椎间盘的阻尼特性、运动学方面脊柱的空间耦合运动规律等,才能有助于设计性能更加优良的脊椎病治疗产品,更好地修复脊椎疾病。
中国组织工程研究杂志相关文献
  • 基于数字模型设计髋臼后柱拉力螺钉固定导向器的可行性

    背景:髋臼前后柱骨折通常行切开复位钢板内固定修复效果较好,但此术式切口长,创伤大,出血多,手术时间较长。髋臼前后柱骨折应用松质骨螺钉固定早在1988年即被提出,且具有手术创伤小、骨折愈合快等优点。目的:通过计算机数字化技术建立髋臼骨折拉力钉固定数字模型,由此设计出髋臼后柱拉力螺钉进针导向装置,并应用于临床。方法:选取吉林医药学院附属医院自2012年6月至2015年6月行骨盆螺旋CT扫描的82例数据资料,行骨盆髋臼三维模型重建,根据资料数据制定髋臼后柱模拟置入拉力螺钉方案,并应用数字化技术进行模拟操作,由此设计髋臼后柱拉力螺钉进针导向装置,对导向装置进行体外髂骨标本测试,总结装置应用经验并终应用于临床。结果与结论:①82例虚拟拉力螺钉置入全部获得成功,测得男性髂前上棘及髂后上棘骨突间距离为(158.13±6.94) mm,女性为(152.45±7.41) mm;虚拟拉力螺钉长度男性为(140.12±7.48) mm,女性为(126.37±9.17) mm;虚拟拉力螺钉直径男性为(12.21±1.86) mm,女性为(10.38±2.01) mm;②导向装置体外试验全部成功,其中准确定位8例,良好定位2例,优良率100%;③导向装置临床应用成功,术后患者无特殊不适,术后复查CT结果满意;④结果提示,通过髂前上棘、髂后上棘骨性突出点连线中点与坐骨结节连线置入螺钉固定髋臼后柱骨折是可行的,由此设计出的导航装置置钉成功率高,该导航装置在髋臼后柱骨折中可给予骨折固定更强的稳定性,效果可靠。

    作者:胡守力;梅继文;穆尚强;李坤;孙海光 刊期: 2016年第48期

  • 磁共振测量腰骶椎矢状面参数与L5/S1椎间盘退变的关系

    背景:以往已有一些关于腰骶椎矢状面参数与腰椎间盘退变性疾病相关性的报道,但试验对象多是笼统的椎间盘突出的患者,试验数据也多是在X射线片或CT上测得,而从磁共振成像得的腰骶段矢状面参数与出现腰骶椎间盘脱出的手术病例的相关性报道则较少见。目的:磁共振测量和评价出现腰骶椎间盘脱出患者的腰骶矢状面参数变化,分析腰骶矢状面参数与椎间盘退变性疾病之间的关系。方法:回顾性分析自2014年9月至2016年4月间上海第二军医大学附属长海医院骨科18-35岁腰痛患者90例,按有无L5/S1椎间盘突出分为无椎间盘突出组69例和脱出组21例,其中因L5/S1椎间盘脱出并行手术治疗的21例,其他69例为无椎间盘突出组;无椎间盘突出组按有无L5/S1椎间盘退变又分为退变组和对照组,其中仅有L5/S1椎间盘退变的35例作为退变组,剩余34例无椎间盘病变的作为对照组。测量的腰骶矢状面参数包括腰椎前凸角、骶骨平台角、腰骶关节角。结果与结论:与对照组相比,退变组腰椎前凸角虽有减小但差异并不显著(P>0.05),而骶骨平台角及腰骶关节角均有明显减小(P<0.05)。与无椎间盘突出组对比,椎间盘脱出组腰椎前凸角、骶骨平台角及腰骶关节角均显著减小(P<0.05)。结果说明,腰椎前凸角仅在出现椎间盘脱出的年轻成年男性病例中显著减小,而在椎间盘退变的病例并不明显;骶骨平台角和腰骶关节角的减小与椎间盘退变性疾病密切相关,是临床评价腰骶矢状面平衡的重要参数。

    作者:丁慕晨;石志才;卢春闻;吴锦辉;王超;袁佳滨;周振 刊期: 2016年第48期

  • 三角股骨近端髓内钉固定不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析

    背景:以防旋型股骨近端髓内钉以及亚洲型防旋型股骨近端髓内钉(PFNA-Ⅱ)为代表的新型髓内钉治疗是目前股骨转子间骨折中常用的内固定方式,但仍然无法避免应力集中、内固定失败的风险。目的:通过有限元方法对新研制的三角股骨近端髓内钉固定不稳定型股骨转子间骨折后的生物力学性能进行分析,并与PFNA-Ⅱ进行对比,检验其设计的合理性。方法:利用股骨CT数据建立股骨近端的三维有限元模型,在此基础上制作Evans Ⅳ型股骨转子间骨折的三维有限元模型,对骨折模型分别使用三角股骨近端髓内钉和PFNA-Ⅱ固定。比较2种髓内钉内固定后在同一载荷下的内固定应力分布和生物力学稳定性。结果与结论:①三角股骨近端髓内钉和PFNA-Ⅱ固定模型的应力集中均位于螺旋刀片与主钉交界部位;②PFNA-Ⅱ的大应力为214.0 MPa,三角股骨近端髓内钉大应力为196.2 MPa;PFNA-Ⅱ固定的股骨近端位移明显大于三角股骨近端髓内钉,分别为5.37 mm和5.18 mm;③结果提示,三角股骨近端髓内钉固定Evans Ⅳ型股骨转子间骨折比PFNA-Ⅱ具有优势,固定强度更好,不容易出现内固定断裂,符合股骨转子间骨折治疗的要求。

    作者:虎群盛;姜自伟;黄枫 刊期: 2016年第48期

  • 前路齿状突螺钉固定与后路寰枢椎融合修复齿状突骨折的Meta分析

    背景:目前有关前路齿状突螺钉固定与后路寰枢椎融合修复齿状突骨折疗效比较的文献较多,但大多研究的样本量存在局限,对于两者的优缺点缺乏客观评价。目的:系统评价前路齿状突螺钉固定与后路寰枢椎融合修复齿状突骨折的临床疗效。方法:计算机检索PubMed,the Cochrane Central Register of Control ed Trials(CENTRAL)、EMbase、the ISI Web of Knowledge Database、CNKI、VIP、CMB、万方数据库。纳入关于前路齿状突螺钉固定与后路寰枢椎融合修复齿状突骨折疗效比较的随机对照试验或非随机对照试验。检索时间均为建库时间至2016-03-01。手检纳入文献的参考文献。利用Cochrane协作网提供的Rev-Man 5.3软件进行Meta分析。结果与结论:①有12篇研究符合纳入标准,共514例患者,前路组287例,后路组227例;②Meta 分析结果显示,2组手术时间、术中出血量及术后颈部旋转度相比,前路组优于后路组(P<0.05);骨折愈合率、手术并发症发生率相比,两者差异无显著性意义(P>0.05);③结果提示,前路齿状突螺钉固定与后路寰枢椎融合修复齿状突骨折均有一定疗效,前路手术在不增加术后并发症、保证骨折愈合率的情况下,具有手术时间短、出血少、创伤小、颈椎活动功能损伤小等优势,是较理想的修复方式。但在临床诊疗过程中,仍需结合患者病情综合判断。

    作者:查圆瑜;杨阳;周逸驰;魏任雄;张树威;金伟 刊期: 2016年第48期

  • 影像及生物力学测试尼古丁剂量与腰椎后外侧植骨融合率的相关性

    背景:临床上出现因吸烟影响植骨区周围血供,终影响脊柱融合。对于不同剂量尼古丁对脊柱融合影响的相互比较国内外尚未见报道。目的:探讨尼古丁对家兔脊柱融合模型的影响,阐明尼古丁的剂量与脊柱融合率的相关性。方法:选择60只6-8月龄的成年健康家兔,随机分为4组,每组15只。4组动物均在肌肉注射麻醉下行L5/6后路腰椎横突间融合术。术后第1天开始,对照组每天皮下注射生理盐水1 mL/(kg?次),3次/d;其他3组均给予不同剂量的尼古丁溶液,每天皮下注射尼古丁剂量分别为2,4,8 mg/(kg?次),3次/d。术后12周,通过生物力学测试、手触法检测和影像学评估分析尼古丁对脊柱后外侧横突间融合手术融合率的影响。结果与结论:①手触法检测和影像学评估结果:2 mg/(kg?次)的尼古丁对脊柱融合无明显影响,4,8 mg/(kg?次)的尼古丁阻碍了脊柱的融合,降低了融合率;②生物力学测试结果:3个尼古丁剂量组与对照组相比,差异均有显著性意义(P<0.01);3个尼古丁剂量组的差异均有显著性意义(P<0.01);4 mg/(kg?次)尼古丁组和8 mg/(kg?次)尼古丁组的差异无显著性意义(P>0.05);说明所有剂量的尼古丁均影响了骨痂形成,降低了融合率,并且随剂量的增加,融合率明显下降;③结果提示,所有剂量的尼古丁均可降低脊柱融合率,而且尼古丁对脊柱融合的影响具有剂量依赖性。

    作者:杨保家;杨开舜;姚汝斌 刊期: 2016年第48期

  • 三种内外固定器械固定胫骨骨折的蠕变特性分析

    背景:模拟胫骨骨折分别以髓内钉、钢板、外固定支架进行固定后的蠕变力学特性罕见报道。目的:分析3种内外固定器械固定胫骨骨折的蠕变特性,为临床提供生物力学参数。方法:模拟胫骨骨折分别以髓内钉、钢板、外固定支架进行固定,在电子万能试验机上对3组标本进行轴向压缩蠕变实验。结果与结论:髓内钉固定组7200 s蠕变量为0.22%,钢板固定组7200 s蠕变量为0.34%,外固定支架组7200 s蠕变量为0.42%。外固定支架固定组7200 s蠕变量大于钢板固定组和髓内钉固定组(P<0.05),钢板固定组7200 s蠕变量大于髓内钉固定组(P<0.05)。结果表明外固定支架、钢板固定、髓内钉固定股骨的蠕变特性均发生了改变,但改变程度不同。

    作者:王刚;李新颖;张树泉;李亚军 刊期: 2016年第48期

  • 人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展

    背景:随着脊椎融合术和人工椎间盘植入手术的不断发展,近年来研究者们利用各种医疗仪器设备和研究方法,对脊椎的各项特性展开研究。生物力学研究需要更真实的模拟人体生理环境和运动方式。目的:综述国内外相关文献,从测量主体和测量内容角度总结脊柱生物力学研究方法的优势与不足。方法:以“biomechanical and (properties or study or evaluation), spinal biomechanics, spine mechanical test, spine and (kinematics or motion)”为英文检索词检索PubMed、Web of Science、Springer数据库,以“生物力学特性,生物力学研究评估,脊柱生物力学,脊柱力学测试,脊柱动力学,脊柱运动”为检索词检索中文期刊全文数据库,纳入脊柱力学、运动学、动力学研究相关文献,主要整理近5年来该领域内的经典文献,排除重复性工作,重点对38篇文献进行分析讨论。结果与结论:近30年来研究者从多个结构细节对脊柱机械特性展开了研究,仿照人体运动研究了基本工况下脊柱的运动形式,掌握了大量脊柱力学与动力学特性。未来还需要对脊柱特性进行更加深入的了解,如力学方面椎间盘的阻尼特性、运动学方面脊柱的空间耦合运动规律等,才能有助于设计性能更加优良的脊椎病治疗产品,更好地修复脊椎疾病。

    作者:张恩泽;廖振华;刘伟强 刊期: 2016年第48期

  • 微创后路经皮椎弓根螺钉内固定修复单纯前中柱损伤的急性胸腰椎骨折:回顾性、自身前后对照临床试验方案

    背景:后路切开椎弓根钉内固定是临床胸腰椎骨折的主要修复方式之一,但其存在术中创伤大、出血多、术中及固定后康复时间长,部分患者固定后长期存在顽固性腰背部僵硬与腰痛的缺陷。经皮椎弓根螺钉进行脊柱骨折外固定时,可减少置钉对椎旁肌的过度损伤,尤其对单纯前中柱损伤的急性胸腰椎压缩性骨折的修复效果较好。为此,试验假设以微创后路经皮椎弓根螺钉内固定修复单纯前中柱损伤的急性胸腰椎骨折有较好的疗效。目的:回顾性分析微创后路经皮椎弓根螺钉内固定修复单纯前中柱损伤的急性胸腰椎骨折的疗效。方法:研究为回顾性、单中心、自身前后对照的临床试验,在中国河南省,郑州市第153中心医院完成。纳入试验的单纯前中柱损伤的急性胸腰椎骨折患者共32例,平均34.7岁,男22例,女10例,均采用微创后路经皮椎弓根螺钉内固定修复,随访3个月。试验的主要观察指标为固定前、固定后即刻、固定后3个月患者的伤椎的Cobb角,以观察胸腰椎弯曲程度。试验的次要观察指标为固定前、固定后即刻、末次随访患者的伤椎前缘高度、X射线片形态以评价胸腰椎骨折的恢复情况;患者手术时间、术中出血量、住院时间;其他观察指标为固定后3个月患者不良反应发生率。试验经中国河南省郑州市第153中心医院伦理委员会批准。研究符合世界医学会制定的《赫尔辛基宣言》的要求。参与者对治疗方案和过程均知情同意,并签署知情同意书。试验于2016年11月10日在北美临床试验注册中心作回顾性分析注册(NCT02963571)。讨论:试验旨在证实微创后路经皮椎弓根螺钉内固定治疗单纯前中柱损伤的急性胸腰椎骨折具有确切疗效,并提供长期随访的客观数据。

    作者:梁磊;刘文德;吴一凡;孙小航;丁俊杰 刊期: 2016年第48期

  • 多枚异形钛网一期后路修复脊柱结核

    背景:脊柱后路手术病灶清除后如何对前方的缺损区进行重建是修复手术的关键。作者计了与后路一期手术相匹配的异形钛网。目的:评估和观察异形钛网植骨联合后路一期手术治疗脊柱结核的临床可行性及安全性。方法:纳入自2009年7月至2011年6月应用多枚异形钛网植骨、一期后路手术治疗胸、腰椎及腰骶段结核患者共32例,其中胸段10例,胸腰段(T11-L2)8例,腰段10例,腰骶段4例。比较术前术后神经功能、胸腰椎结核后凸角度、疼痛目测类比评分、椎间隙高度、腰骶角及血沉变化,并观察手术时间、术中失血量、植骨融合情况。结果与结论:①手术时间平均为199 min,术中失血量平均为520 mL;②术后随访48-72个月。神经功能障碍的患者术后神经功能均有不同程度的改善;32例患者术后3个月血沉均恢复正常;终末随访时胸腰椎后凸角度、腰骶角和椎间隙高度均较术前明显改善(P<0.001)。术后2周患者疼痛目测类比评分较术前降低(P=0.001)。植骨融合时间平均7个月,术后2例患者伤口浅层感染并延迟愈合。无结核复发,亦无感染性脑脊髓膜炎和钛网沉降发生;③结果提示,单纯一期后路病灶清除联合多枚异形钛网植骨治疗病灶局限的脊柱结核是一种安全、有效、微创的修复方式,且可以更好的重建脊柱前柱稳定性。

    作者:阿不都乃比?艾力;张宏其;黄卫民;李磊;田慧中 刊期: 2016年第48期

  • 静脉联合局部应用氨甲环酸在全髋关节置换中的作用

    背景:研究表明,氨甲环酸具有阻断含有赖氨酸残基的纤维蛋白与纤溶酶之间的结合,从而阻碍纤维蛋白的分解达到止血的效果。目的:分析静脉联合局部使用氨甲环酸在髋关节置换中对减少围手术期失血的作用及安全性。方法:全髋关节置换患者65例随机分为2组。静脉联合局部使用氨甲环酸组31例,单纯静脉使用氨甲环酸组34例。联合应用氨甲环酸组患者于置换前30 min静脉滴注氨甲环酸15 mg/kg,置换中缝合修复髋关节囊后关节囊内局部注射稀释成50 mL的氨甲环酸1 g;单纯静脉使用氨甲环酸组患者于置换前静脉滴注1 g氨甲环酸,置换中缝合修复髋关节囊后关节囊内局部注射生理盐水50 mL。置换后第2天拔除引流管并记量;置换后第1,3天复查凝血指标、红细胞压积和血红蛋白;置换后1周行下肢静脉彩超检查;记录2组围手术期的输血量,由Gross 方程计算围手术期总失血量。结果与结论:①静脉联合局部使用氨甲环酸组的引流量、输血例数和理论失血量均明显少于单纯静脉使用氨甲环酸组(P<0.05);②联合应用氨甲环酸组置换后第1,3天的血红蛋白及红细胞压积均高于单纯静脉使用氨甲环酸组(P<0.05);③两组患者在置换后凝血功能、肺栓塞、肌间静脉血栓、深静脉血栓发生率差异无显著性意义(P>0.05);④结果说明,全髋关节置换前30 min静脉滴注氨甲环酸15 mg/kg,置换中修复髋关节囊后局部注射氨甲环酸1g是一种安全有效的减少全髋关节置换围手术期失血的方法。

    作者:孙世伟;杨隆;谢水安;王健;徐如彬 刊期: 2016年第48期

  • 踝关节胫骨远端关节面缺损生物力学特征的三维有限元分析

    背景:研究发现三维有限元分析可以用于踝关节生物力学研究,但关于胫骨远端关节面缺损方面的研究不多。目的:对踝关节胫骨远端关节面缺损的生物力学特征进行三维有限元分析,为踝关节损伤相关疾病的发生机制提供依据。方法:建立踝关节的三维有限元模型,设定不同直径的胫骨远端关节面缺损,观察趾屈14°时载荷1400 N胫骨远端关节面的应力峰值,中立位时载荷700 N胫骨远端关节面的应力峰值,背屈10°时载荷2100 N胫骨远端关节面的应力峰值,以及胫骨远端关节面不同缺损直径时不同体位胫距关节面的接触面积。结果与结论:①载荷1400 N趾屈14°:胫骨远端关节面前外象限应力峰值在关节面缺损直径为8 mm时小,关节面缺损直径为16 mm时大;前内象限应力峰值在关节面缺损直径为12 mm时小,关节面缺损直径在16 mm时大;后外象限应力峰值在关节面缺损直径为12 mm时小;后内象限应力峰值在关节面缺损直径为0 mm时小,关节面缺损直径为16 mm时应力峰值大;②载荷700 N中立位时,胫骨远端关节面前外、前内、后外和后内象限应力峰值均随着关节面缺损直径的增加而增加,在关节面缺损直径为16 mm时4个象限的应力峰值大;③载荷2100 N背屈10°时在关节面缺损直径为16 mm时4个象限的胫骨远端关节面应力峰值均大;④结果表明,胫骨远端关节面缺损直径不超过12 mm对踝关节功能的影响不大,胫骨远端关节面缺损直径超过12 mm时对踝关节功能的影响比较大。

    作者:宋作成;闫小龙 刊期: 2016年第48期

  • 多层螺旋CT导航定位测量复杂性胫骨平台骨折的置钉位置

    背景:目前胫骨平台骨折治疗过程中置钉时缺乏理想的导航定位方法。相关研究显示,多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉导航定位中效果理想,但是尚未得到证实。目的:探讨多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉导航定位中的应用效果。方法:选择郑州大学第五附属医院2014年11月至2015年12月收治的80例复杂性胫骨平台骨折患者资料进行研究,均采用空心钉结合髓内钉内固定治疗,随机分为2组,每组40例。X射线组采用X射线置钉导航定位,螺旋CT组采用多层螺旋CT重建影像置钉导航定位。通过比较2组患者的骨折修复效果评估多层螺旋CT重建影像的置钉导航定位作用。结果与结论:①螺旋CT组骨折部位、骨折粉碎程度、骨折移位情况以及骨缺损程度的满意度评分均显著高于X射线组(P<0.05);②螺旋CT组患者采用多层螺旋CT定位导航过程中的手术时间、出血量、术后引流量均显著少于X射线组(P<0.05);③螺旋CT组一次螺置钉成功率显著高于X射线组(P<0.05);螺旋CT组置钉2次以上者显著少于X射线组(P<0.05);④螺旋CT组手术后并发症发生率为8%,显著低于对照组的18%(P<0.05);⑤结果提示,多层螺旋CT重建影像在复杂性胫骨平台骨折置钉中导航效果理想,能确定置钉的准确位置并进行导航,从而准确置入螺钉,提高治愈率,促进复杂性胫骨平台骨折的早期恢复。

    作者:徐红卫;吴卫国 刊期: 2016年第48期

  • 鸡尾酒疗法减少全髋关节置换后的隐性失血

    背景:目前可采用应用肾上腺素、氨甲环酸、止血凝胶和止血粉末等减少患者全髋关节置换后的局部失血,但单独采用某一种方法都不能达到理想的止血效果。目的:评估鸡尾酒疗法对单侧全髋关节置换后患者失血量及输血率的影响。方法:将125例股骨头缺血坏死患者随机分为2组,均进行初次单侧全髋关节置换,鸡尾酒组(n=64)在关闭肌肉筋膜层之后局部关节腔内注射鸡尾酒(3 g氨甲环酸和0.25 mg稀释性肾上腺素的混合液),氨甲环酸组(n=61)关闭肌肉筋膜层之后局部关节腔内单纯注射含3 g氨甲环酸的生理盐水。术后第1,3,5天分析失血量及输血率,随访观察深静脉血栓与肺动脉栓塞发生情况。结果与结论:术后第3天,鸡尾酒组总失血量、隐性失血量及血红蛋白下降值均低于氨甲环酸组(P<0.05);两组术中失血量及输血率比较差异无显著性意义;两组患者均无切口感染、血压骤升、症状性肺栓塞和下肢深静脉血栓形成等情况出现,未见氨甲环酸相关不良反应。结果表明,鸡尾酒疗法在首次单侧全髋关节置换中可以有效减少患者术后隐性失血量,同时不会产生严重的不良反应及并发症。

    作者:时利军;白禹;高福强;孙伟;王卫国;程立明;郭万首 刊期: 2016年第48期

  • 骨水泥型股骨柄人工股骨头置换治疗老年骨质疏松股骨颈骨折的可行性:随机对照临床试验方案

    背景:临床上,对于老年股骨颈骨折手术治疗大的难题就是患者一般并发骨质疏松。因此,内固定手术的治疗要点就是重塑骨的空间结构,加强断裂的骨小梁,从而做到在生物力学上的坚强固定。在老年骨质疏松性股骨颈骨折的治疗中,虽然经皮空心加压螺钉内固定为目前的首选手术方法,但对于并发骨质疏松的老年股骨颈骨折患者,手术用钉在股骨颈内的把持力不够强大,可能会造成固定的不牢靠,因此,有研究者主张用人工假体关节置换治疗老年股骨颈骨折,但对于已发生股骨头缺血性坏死的骨质疏松股骨颈近端骨折老年患者,其远期疗效尚不明确。目的:比较骨水泥型股骨柄与空心螺钉内固定治疗已发生股骨头缺血性坏死的骨质疏松股骨颈近端骨折的有效性和安全性。方法:研究为单中心、前瞻性、随机平行对照研究。试验在中国青海,青海大学附属医院完成;缺血性股骨头坏死骨质疏松股骨颈骨折老年患者100例纳入研究,随机给予空心螺钉内固定治疗(n=50)或人工假体股骨柄人工股骨头置换治疗(n=50)。研究方案取得中国青海大学附属医院伦理委员会的书面批准(批准号:QHY1019W),且符合世界医学会制订的《赫尔辛基宣言》,并已在ClinicalTrials.gov注册(NCT02901938)。患者或及监护人对试验内容知情同意。结果与结论:试验的主要结局为基线(术前)、术后1,6,12个月Harris髋关节评分评估的髋关节功能;次要结局为基线(术前)、术后1,6,12个月的目测类比疼痛评分评估的疼痛;其他观察指标为术后6和12个月股骨头塌陷及无菌坏死发生率、骨折不愈合率、假体无菌性松动发生率和假体周围感染发生率,以评估人工假体材料与宿主的组织相容性反应。目前关于手术治疗已发生股骨头缺血性坏死的骨质疏松股骨颈近端骨折老年患者远期疗效的随机对照研究较缺乏。试验首次从空心螺钉内固定和骨水泥型股骨柄假体置入治疗已发生股骨头缺血性坏死的骨质疏松股骨颈骨折老年患者的有效性和安全性角度,通过12个月的随访,以严谨的随机对照试验研究,评估两种植入物治疗老年股骨头缺血性骨质疏松股骨颈骨折的可行性。

    作者:任荣;李凌伟;郭启发 刊期: 2016年第48期

  • 解剖型表面微孔钛合金椎间融合器的生物相容性

    背景:传统的带螺纹水平圆柱形钛合金椎间融合器虽能改善腰椎退变疾病患者的症状,但患者预后较差、椎间融合率较低。目的:研究解剖型表面微孔钛合金椎间融合器生物相容性及在腰椎退变性疾病中的应用效果。方法:将50例腰椎退变性疾病患者随机分为两组,试验组(n=25)采用解剖型表面微孔钛合金椎间融合器进行椎间融合治疗,对照组(n=25)采用传统钛合金椎间融合器进行椎间融合治疗。治疗后随访观察融合率、椎间隙高度比、椎间孔高度比、椎体间角度活动域、融合节段前凸角、腰椎前凸角、腰椎水平角及骶骨水平角。结果与结论:随访6-29个月,试验组骨融合率显著高于对照组(92%,68%,P<0.05),试验组未出现不良反应,对照组3例出现感染、慢性脑脊液漏等并发症;治疗后3,6个月,试验组椎间隙高度比、椎间孔高度比、椎体间角度活动域(L3/4、L5及L5/S1)、融合节段前凸角、腰椎前凸角、腰椎水平角及骶骨水平角显著大于对照组(P均<0.05);结果表明,解剖型表面微孔钛合金椎间融合器置入治疗腰椎退变性疾病具有良好生物相容性,且融合率高。

    作者:阿尖措;王喜民;李占银;许志华 刊期: 2016年第48期

  • 镁离子在骨代谢中的分子机制研究与进展

    背景:镁合金降解释放的镁离子是人体内的重要阳离子,除了参与生物体内多种新陈代谢外,还参与调节骨代谢活动,同骨组织的改建和稳定相关。机体内镁离子浓度的异常将导致骨代谢相关疾病。目的:回顾分析镁离子在骨代谢过程中的作用及机制,并对镁离子参与调节骨代谢相关因子及信号通路进行综述。方法:以“镁,骨代谢,PI3K/Akt信号通路,OPG/RANKL信号通路,TRPM和Wnt信号通路”为中文检索词,以“magnesium, osteoblast, bone metabolism, PI3K/Akt signal pathway, OPG/RANKL signal pathway, TRPM, Wnt signal pathway”为英文检索词,应用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库及万方数据库2000年1月至2016年2月所有相关文章。结果与结论:镁合金骨内植入体在降解过程中释放的镁离子,可以通过调节骨代谢过程中的相关信号通路来影响骨代谢活动。目前研究发现,镁离子与骨代谢离子浓度变化时会引起信号通路中相关因子的变化,进而影响骨组织的新生和改建。而镁离子是否还可以通过其他途径影响骨代谢活动是今后研究的热点。

    作者:商晓盼;李涛;陆雨桐;邓薇;王文举;杨永进 刊期: 2016年第48期

  • 人工寰齿关节结构优化设计及仿真分析

    背景:有研究表明传统的各种寰枢关节模型具有良好的生物力学特性,然而不能完全满足人体的要求。基于前人研究的基础,拟通过对寰枢椎关节的要求进行分析,探讨出一种不仅能预防寰枢关节不稳,而且能使枢椎部件具有一定的灵活性的结构,使之更满足人体的需要。目的:利用有限元法分析颅颈交界处寰枢椎外侧关节受扭矩后变化,利用静力学分析探讨寰齿关节模型的三维运动力学性能和疲劳寿命以及安全系数。方法:利用三维造型和有限元软件建立寰齿关节三维有限元模型,对优化后的结构在静力学分析里面进行疲劳分析,围绕模型中心轴施加0.5 N?m的转矩,通过对仿真分析的结果进行分析,从而评估优化后的寰齿关节模型的性能和寿命。结果与结论:传统的寰齿关节模型是通过销钉固定在体内,枢椎不能转动且外形有缺陷,优化后的结构不仅能使寰齿关节保持良好的稳定性又能使其具有关节运动功能,限位块的添加使其有一定的转动角度且不至于超出限制的旋转角度。由于实际要求,应考虑到操作方便、安置牢固、较少甚至消除副损伤,寰齿关节应选用钛合金材质,各部分零件尺寸的选取都需要达到实际要求。结果说明,优化后的寰齿关节模型实现了创新性和实用性的要求,通过实验证明在机械学上是可行的,优化后的结构各项指数均达到要求。

    作者:熊胜;陈希良;王云峰;胡勇 刊期: 2016年第48期

  • 保护股方肌及修复后方软组织对后外侧入路全髋关节置换早期脱位的影响

    背景:髋关节脱位是全髋关节置换后主要并发症之一。后外侧入路是髋关节置换的常用手术入路。后方软组织是否进行修复,现在学术界存在争议,而对于股方肌的保护,以往文献未给予充分的关注。目的:探讨在应用后外侧入路进行全髋关节置换时,修复后方软组织、保护股方肌对置换后早期脱位的影响。方法:回顾性分析2013年1月至2015年8月在徐州医科大学附属医院骨科进行的后外侧入路的初次全髋关节置换患者326例的资料。根据术中情况分为观察组和对照组,观察组187例为修复后方软组织、保护股方肌组,对照组139例为不修复后方软组织,部分切开股方肌组。将置换后3个月发生的脱位定义为早期脱位。比较两种方法对置换后早期脱位率的影响。结果与结论:观察组早期脱位1例(1/187,脱位率0.5%),对照组早期脱位5例(5/139,脱位率3.6%)。对照组患者髋关节早期脱位率显著高于观察组(P<0.05)。结果说明,在后外侧入路进行的初次全髋关节置换过程中,采用保护股方肌、修复后方软组织较不修复后方软组织、部分切开股方肌的方式早期脱位率更低。保护股方肌及修复后方软组织对维持髋关节软组织的平衡有一定意义。

    作者:史思峰;卢文海;周冰;陈向阳;赵凤朝;郭开今 刊期: 2016年第48期

中国组织工程研究杂志

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