论文摘要
目的探讨腰椎Isola椎弓根钉系统坚强内固定模拟的腰椎融合固定和DIAM动态内固定系统代表的非融合固定对腰椎生物力学的影响。方法9具尸体腰椎标本L1-L5（保留骨间膜、椎间盘、椎间关节囊及所有韧带组织,去除骶棘肌、腰大肌等软组织）,通过大体解剖或摄片排除肿瘤及先天畸形,建立力学测试模型,分为正常对照组、DIAM固定组、Isola椎弓根钉系统固定组。模拟手术进行测量。测量工况为轴向压缩、前屈、后伸、侧屈等4种,测试其生物力学变化。结果从腰椎椎体、间盘和关节突上的载荷-应变来看,DIAM和Isola系统内固定都有稳定脊柱的作用。DIAM除了增加脊柱稳定性作用之外,在后伸位时小关节的应力更加均匀,后部结构承载能力增大,从而使得脊柱更加稳定。从腰椎椎体、间盘和关节突上的应力强度来看,DIAM固定三者的应力强度接近正常的应力状态,Isola系统内固定系统有同样效果,但是关节突关节应力强度下降过大,提示应力遮挡效应,从而易对邻近椎体等产生不良影响。从生理载荷下腰椎的总体位移和椎间盘的水平位移来看,DIAM和Isola都具有稳定脊柱作用。前者比后者接近正常组,后者固定作用更强,因此会加重了邻近节段的位移代偿,从而有加重ASD的可能。从生理载荷下腰椎的轴向刚度和椎间盘水平剪切刚度变化来看,两个系统对轴向刚度和水平剪切刚度都具有较强的抗压缩、剪切变形的能力。DIAM固定后抗压缩、剪切变形的能力接近生理状态,Isola椎弓根坚强固定系统抵抗抗压缩、剪切变形的能力更强。但是过度的增强同样会增加邻近节段的负荷,造成超负荷。以腰椎扭矩大小和扭转强度来看,Isola椎弓根螺钉系统的抗扭能力方面是相当好的。DIAM在抗扭能力方面比较弱,DIAM尚不能满足扭转刚度的需要,本身抗扭转力较弱,固定作用有一定局限。结论DIAM所代表的非融合固定与Isola椎弓根钉系统所模拟的融合固定都具有良好的稳定腰椎,抗应变,抗变形的能力。非融合固定与融合固定相比,负荷传递更接近正常生理状态。融合固定后出现明显腰椎运动度减少和应力遮挡,从而易增加邻近椎体的应力,加速邻近节段退变。非融合固定与融合固定相比,抗扭转变形能力不足。