【摘 要】
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目的:利用影像学资料进行数据分析,以纳米羟基磷灰石/聚酰胺66材料制备出更加符合人体解剖结构的可调式解剖型纳米人工椎体。通过体外力学实验将新设计的人工椎体与临床上常用的钛网和人工椎体比较,评估其生物力学稳定性,为进一步改进和临床研究提供生物力学基础。方法:1.收集2017年1月至2018年12月由影像科拍摄的50例中青年男性患者L1-L3的完整CT扫描数据,利用Mimics软件测量正常腰椎的椎体正
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目的:利用影像学资料进行数据分析,以纳米羟基磷灰石/聚酰胺66材料制备出更加符合人体解剖结构的可调式解剖型纳米人工椎体。通过体外力学实验将新设计的人工椎体与临床上常用的钛网和人工椎体比较,评估其生物力学稳定性,为进一步改进和临床研究提供生物力学基础。方法:1.收集2017年1月至2018年12月由影像科拍摄的50例中青年男性患者L1-L3的完整CT扫描数据,利用Mimics软件测量正常腰椎的椎体正中高度、上下终板矢状径和横径以及上下终板凹陷角（冠状面和矢状面）,分析确定新型人工椎体结构参数。2.通过力学试验机对12具新鲜山羊腰椎标本施加7.5Nm的纯力偶矩,使标本产生前屈后伸、左右侧弯及轴向旋转六个方向上的活动,记录各个方向上的L2-L4节段的运动范围（Range of motion,ROM）。测量完整腰椎标本的ROM后,建立脊柱骨缺损模型及内固定系统,分别植入:可调式解剖型纳米人工椎体、钛网和人工椎体,测量各植入物L2-L4桥接节段的ROM。结果:1.收集的50例中青年L1-L3椎体数据资料中,其椎体正中高度没有显著的统计学差异（P＞0.05）,平均椎体正中高度约为23mm。L1-L3椎体的上下终板矢状径以及矢状面上下终板凹陷角差异不明显（P＞0.05）。L1-L3椎体的上下终板横径及冠状面上下终板凹陷角存在统计学差异（P＜0.05）,并且同椎体的上终板横径小于下终板（P＜0.05）,冠状面上终板凹陷角明显大于下终板（P＜0.05）。参考椎体高度、矢状径和矢状面凹陷角,设计理想的可调式解剖型纳米人工椎体参数的高度调节范围为28-37mm,椎体接触面直径22mm,接触面弧度为163°。2.在结合后路椎弓根螺钉内固定的情况下,可调式解剖型纳米人工椎体、钛网和人工椎体植入后较完整标本表现出其各个方向上的活动度减少（P＜0.05）。与钛网及人工椎体相比,在屈伸、侧弯及轴向旋转三个运动平面上,可调式解剖型纳米人工椎体的L2-L4桥接节段的ROM无明显统计学不同（P＞0.05）。结论:1.本研究利用影像学资料结合Mimics软件测量正常人的腰椎数据,通过分析得出最符合腰椎形态学的可调式解剖型纳米人工椎体的三维参数。通过骨水泥的注入调节术中人工椎体的高度,减少手术植入过程中产生的损害。人工椎体两侧终板接触面设计为163°弧形非光滑面,促使人工椎体与终板的接触面积极限化,更加有利于骨组织的整合。2.在结合后路椎弓根螺钉内固定的情况下,可调式解剖型纳米人工椎体能提供足够的生物力学性能,可作为脊柱肿瘤整块切除术中骨缺损替代材料,给临床脊柱肿瘤切除术后脊柱稳定性的重建提供了新的选择。
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