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背景及目的颈椎椎弓根螺钉固定技术是众多治疗颈椎疾病方法中的一种非常有效的手段。随着技术的发展,椎弓根螺钉固定已被广泛应用于颈椎退变、创伤、肿瘤等多种疾病。传统的经椎弓根螺钉技术均是沿着椎弓根的解剖中轴置钉,主要依靠内部松质骨对螺纹的把持作用达到固定效果。对于某些骨质疏松患者来讲,出现螺钉松动、螺钉撤出等固定失败率相对较高。有学者在腰椎提出一种新型腰椎椎弓根骨皮质螺钉技术,能有效增强螺钉固定效果。然而,颈椎椎弓根皮质骨螺钉轨迹的相关研究还未开展。由于颈椎的特殊解剖结构和复杂毗邻关系,准确的螺钉置入也是手术成功的关键。个性化导航模板能够有效提高置钉的精准度。然而,现在主流的3D打印导航模板所使用的树脂材料存在生物相容性问题并且不能高温消毒。数控机床(Computer numerical control,CNC)技术制造的金属导航模板具有生物相容性,其安全准确性已经在腰椎椎弓根螺钉置入得到验证。因此,本研究旨在探讨椎弓根皮质骨螺钉轨迹在颈椎的数字化规律,同时探讨基于个性化导航模板辅助颈椎皮质骨螺钉置入的安全、准确性,为临床提供理论依据。方法1.随机选取80例正常成人颈椎CT影像资料,将扫描数据导入MIMICS 19.0软件。测量C3～C7椎体的椎弓根宽度(OPW)、椎弓根高度(OPH)、内侧皮质骨厚度(MCT)以及颈椎经前、后路椎弓根皮质骨螺钉置钉参数,进行统计学分析。2.获取4具下颈椎标本(C3～7)CT数据。经Mimics软件三维重建后,20个颈椎前路导航模板被随机设计分配为4组,分别带有椎弓根皮质骨螺钉钉道(CBT0、CBT0.7)导向孔,并通过两种加工工艺(3D打印技术、数控机床技术)制造。测量其在颈椎经前路椎弓根辅助置钉的精确性。3.另获取4具下颈椎标本(C3～7)CT数据。经Mimics软件三维重建后,20个颈椎后路导航模板被随机设计分配为4组,分别带有椎弓根皮质骨螺钉钉道(CBT0、CBT0.7)导向孔,并通过两种加工工艺(3D打印技术、数控机床技术)制造。测量其在颈椎经后路椎弓根辅助置钉的精确性。结果1.各节段左右两侧OPH和MCT参数的差异有统计学意义(P<0.05)。测量男性的OPH和OPW参数均大于女性,差异有统计学意义(P<0.05)。颈椎经前路皮质骨螺钉置钉参数:C3-C7进钉点位于椎体正中矢状面同侧或对侧1-3.5mm,距椎体上终板1-7mm。C3～C7的皮质骨螺钉总体内倾角平均值分别是:39.13°、41.00°、40.91°、37.28°、31.84°,总体矢状角是:90.85°、97.23°、108.97°、111.60°、104.83°。颈椎经后路皮质骨螺钉置钉参数:C3-C7进钉点位于上位椎下关节突下端的略下方,侧块外侧边缘内约1-3mm处。C3-C7的总体内倾角平均值分别是:48.91°、50.23°、50.21°、46.78°、44.69°,总体矢状角是:74.86°、76.94°、78.04°、74.58°、75.57°。2.颈椎经前路皮质骨螺钉置入结果显示:3DP、CNC两种导板以及CBT0、CBT0.7两种轨迹,其实际钉道与设计钉道的进钉点、中点在椎弓根水平面和矢状面的偏差差异无统计学意义(P>0.05)。CBT0轨迹中出现了 3枚不可接受的螺钉错位。3.颈椎经后路皮质骨螺钉置入结果显示:3DP、CNC两种导板以及CBT0、CBT0.7两种轨迹,其实际钉道与设计钉道的进钉点、中点在椎弓根水平面和矢状面的偏差差异无统计学意义(P>0.05)。所有螺钉均位于安全可接受位置。结论1.下颈椎经前、后路椎弓根皮质骨螺钉内固定技术在理论上具有可行性,并总结出置钉规律。2.CBT0.7对于下颈椎经前路椎弓根皮质骨螺钉固定技术是安全可行的;CBT0对于下颈椎经后路椎弓根皮质骨螺钉固定技术是安全可行的。3.CNC导航模板经皮质骨螺钉轨迹辅助置钉是可行的,为下颈椎椎弓根置钉提供了一种全新、安全的方法。