腰椎間盤纖維環(huán)縫合的生物力學研究.pdf

1、一、研究目的
　　臨床上對于患有椎間盤突出癥的患者，如果椎間盤退變較輕或急性突出，目前仍推薦使用包括椎間盤鏡在內(nèi)的單純腰椎間盤切除術(shù)。但該手術(shù)并不能直接修復受損的椎間盤，部分切除突出的髓核及纖維環(huán)組織后，由于失去了纖維環(huán)的保護，剩余的髓核組織在壓力作用下很可能發(fā)生再突出，許多患者不得不接受再次手術(shù)。隨著組織工程領(lǐng)域技術(shù)的進步，近年來一些研究者希望通過髓核置換或髓核再生的辦法來修復椎間盤，但是由于無法很好地處理受損的纖維環(huán)，限制了其

2、在臨床的應用和推廣。因此，椎間盤纖維環(huán)的修復和重建是一個亟待解決的熱門問題。本課題擬通過生物力學的方法，研究小牛腰椎間盤纖維環(huán)縫合后，脊柱在前屈、后伸、側(cè)彎以及旋轉(zhuǎn)等狀態(tài)下的活動度和椎間盤內(nèi)壓力的變化情況。然后利用疲勞測試以及椎間盤內(nèi)的定量壓力測試，比較不同方法修復纖維環(huán)切口后的力學效果。
　　二、研究方法
　　(1)采集1月內(nèi)出生新鮮的小牛腰椎脊柱標本20具，去除標本的肌肉等軟組織，完整保留韌帶及關(guān)節(jié)囊，且不損傷其骨性結(jié)構(gòu)

3、。將標本分為纖維環(huán)完整、切開及縫合3組，均采用自身前后對照。隨機選取10個標本進行三維運動測試，包括前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、左軸向旋轉(zhuǎn)、右軸向旋轉(zhuǎn)6種運動工況。測試裝置包括MTS機、雙相機的運動測量系統(tǒng)以及扭轉(zhuǎn)測試機。另外10個標本進行纖維環(huán)抗靜水壓強度測試，選用自制的定量椎間盤內(nèi)壓力測量儀。
　　(2)另選取小牛腰椎標本17具(T12～L5)，以椎間盤和2個相鄰椎體作為1個脊柱功能節(jié)段(FSU)，共制成50個FSU，按不同修

4、復方法隨機分為5組，從組1到組5分別為:粘合劑組、簡單縫合組、MPSS縫合組、粘合劑+簡單縫合組以及粘合劑+MPSS縫合組。每組隨機抽取5個標本，使用自制的定量椎間盤內(nèi)壓力測量儀進行測試。剩余標本進行循環(huán)加載測試，實驗在MTS-Bionix疲勞測試機上進行。
　　三、研究結(jié)果
　　(1)纖維環(huán)切開組在前屈、左側(cè)彎和右側(cè)彎時的ROM和NZ值大于完整組，差異有統(tǒng)計學意義;纖維環(huán)縫合組在前屈、左側(cè)彎和右側(cè)彎時的ROM和NZ值小于切

5、開組，差異有統(tǒng)計學意義;纖維環(huán)縫合組和完整組各向ROM和NZ值差異無顯著性。纖維環(huán)切開組的平均泄露壓力為0.5MPa，縫合組為1.7MPa，均小于完整組的5MPa，差異有統(tǒng)計學意義;泄露壓力在纖維環(huán)切開組要明顯小于縫合組，差異有統(tǒng)計學意義。
　　(2)在纖維環(huán)的抗靜水壓強度測試中，組1到5的泄露壓力依次是(0.76±0.11) MPa、(1.66±0.11) MPa、(1.84±0.15) MPa、(1.88±0.13) MPa、

6、(2.16±0.24) MPa。結(jié)果顯示組2、3和4之間差異無顯著性，而其他的各組之間差異有統(tǒng)計學意義。在疲勞測試中，最后的極限轉(zhuǎn)數(shù)從組1到5各組依次是(4.42±0.59)萬次、(8.06±0.75)萬次、(8.44±1.01)萬次、(9.76±0.23)萬次、(9.88±0.21)萬次。其中除了組2和3之間、組4和5之間差異無顯著性，其他各組之間的差異都有統(tǒng)計學意義。
　　四、結(jié)論
　　脊柱的運動節(jié)段穩(wěn)定性一部分可以通過