磷酸钙骨水泥强化椎弓根螺钉固定的生物力学特性

• 作者: 张庆宏 王云华 黄野 黎逢峰
• 来源期刊: 中国临床康复
• 学科: 医学
• 关键词: 磷酸钙类 生物相容性材料 骨粘合剂/治疗应用 骨质疏松/病理生理学 骨螺丝
• 年，卷（期）: 2006,（25）
• 所属期刊栏目: 康复工程研究
• 页码范围: 187-190
• 页数: 4页
• 分类号: R318.01
• 字数: 2049字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1673-8225.2006.25.053

摘要

背景:聚甲基丙烯酸甲酯能改善椎弓根螺钉和周围骨质间界面的情况、显著提高螺钉固定强度,但它在术中和术后伴有聚合热损伤效应、毒性和不可吸收等缺点.磷酸钙骨水泥具有生物相容性和生物安全性好、可降解、不产生聚合热等优点,是一种较理想的聚甲基丙烯酸甲酯替代材料.目的:从生物力学方面评价磷酸钙骨水泥对椎弓根螺钉固定的强化作用.设计:随机对照,重复观察测量.单位:南京医科大学第二附属医院骨科.材料:实验于2002-08/2003-02在华中科技大学同济医学院完成.①由同济医科大学解剖教研室提供两具新鲜男性尸体椎骨,一具52岁,一具50岁.各取10个椎骨(T8-12,L1-5)分别构成52岁组和50岁组.摄X线片排除先天性畸形、骨折和肿瘤等病变.两组椎骨均为Ⅰ级骨质疏松,符合实验要求.②磷酸钙骨水泥固相主要成分是磷酸四钙和磷酸三钙超细粉末,液相主要成分是枸橼酸盐溶液,使用时按1 g固相:1 mL液相的比例进行配制,初步凝固时间15 min,最终凝固时间12 h,最大压缩强度介于45～57 MPa.③椎弓根螺钉自制,螺钉直径5 mm,螺纹段长34 mm,螺距2mm,螺纹深0.8 mm.方法:①磷酸钙骨水泥最终凝固时强化椎弓根螺钉固定的生物力学测试:取50岁组椎骨作为测试对象.对照侧:钉道直接置入椎弓根螺钉;强化侧:填入磷酸钙骨水泥再置入椎弓根螺钉.置钉后的椎骨在37℃恒温箱里放置12 h,然后测定椎弓根螺钉的最大轴向拔出力.②磷酸钙骨水泥初步凝固时强化椎弓根螺钉固定的生物力学测试:取52岁组椎骨作为测试对象.用同样方法在椎弓根对照侧直接置入椎弓根螺钉,强化侧填入骨水泥后再置入椎弓根螺钉,37℃恒温箱里放置15 min,测定椎弓根螺钉初步凝固时的最大轴向拔出力.③磷酸钙骨水泥强化松动椎弓根螺钉固定的生物力学测试:取测试后的50岁组椎骨,用磷酸钙骨水泥重新固定12 h后拔松的椎弓根螺钉,测定其两侧的最大轴向拔出力.主要观察指标:①磷酸钙骨水泥最终凝固时强化椎弓根螺钉固定的生物力学测试结果.②磷酸钙骨水泥初步凝固时强化椎弓根螺钉固定的生物力学测试结果.③磷酸钙骨水泥强化松动椎弓根螺钉固定的生物力学测试结果.结果:①50岁组对照侧和强化侧的椎弓根螺钉最大轴向拔出力中位数分别为620 N和1 136 N,强化侧较对照侧增加83%(P＜0.01).强化骨-螺钉界面的抗剪切应力中位数从1.16 N/mm2增加到2.13 N/mm2.②52岁组对照侧和强化侧的椎弓根螺钉最大轴向拔出力中位数分别为554.5 N和859.5 N,强化侧较对照侧增加55%(P＜0.01).强化骨-螺钉界面的抗剪切应力中位数从1.039 N/mm2增加到1.61 N/mm2.③50岁组椎骨对照侧和强化侧重新固定12 h后最大轴向拔出力中位数分别为517 N和876 N,和同侧松动后轴向拔出力中位数比较,分别增加了63.6%和54.2%(P均＜0.01).结论:磷酸钙骨水泥初步凝固和最终凝固时能强化椎弓根螺钉的固定,并且椎弓根螺钉松动后使用磷酸骨水泥能使螺钉重新获得固定.椎体强化侧的椎弓根螺钉均从骨-螺界面剥离开来,不伴周边骨质和椎弓根的严重损害,有利于螺钉松动、拔出后的二次置入.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王云华	南京医科大学第二附属医院骨科	45	201	8.0	11.0
2	黄野	南京医科大学第二附属医院骨科	48	334	9.0	16.0
3	黎逢峰	南京医科大学第二附属医院骨科	8	45	5.0	6.0
4	张庆宏	南京医科大学第二附属医院骨科	2	7	2.0	2.0