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实验一Boucher于1959年首次将长螺钉经椎板、椎弓根达椎体植入,取得良好的稳定效果,在过去的20年中,这一技术经过不断的改进,从最初的Roy- Cami1le系统发展到现在常用的RF系统,已经广泛被用于治疗脊柱退行性病变,脊柱骨折,脊柱畸形及骨转移瘤等病症。椎弓根螺钉系统的优势在于螺钉可以维持椎体间的稳定直至椎体间完全融合,但是却有越来越多螺钉松动甚至断裂的报道,尤其是在骨质疏松的患者,目前岁虽展开了许多相关的研究,但仍未彻底解决这一问题,因此本实验将钉道周壁局部强化与膨胀式椎弓根螺钉结合起来,试图解决这一难题。目的评价钉道强化技术复合膨胀式椎弓根螺钉(expansive pedicle screw,EPS)提高椎弓根螺钉固定强度的效果。方法通过自行设计及加工的钉道强化装置,向钉道周壁点状注射CaSO4骨水泥以强化椎弓根钉道。5具新鲜冻存人体脊柱标本,每具随机选取4节腰椎共20个,采用随机区组设计方法分成Ⅰ—Ⅹ共10个区组;采用4种固定方法:A组(普通椎弓根螺钉)、B组(普通椎弓根螺钉+钉道强化技术)、C组(膨胀式椎弓根螺钉+钉道强化技术)、D组(普通椎弓根螺钉+钉道内灌注CaSO4骨水泥),随机应用在每个区组的2个椎体共4个椎弓根钉道。分别测试每个椎弓根螺钉的最大轴向拔出力(Fmax)及能量吸收值。从剩余腰椎标本中取两节腰椎,应用钉道强化技术后再利用Micro-CT观察钉道周壁微观结构变化。结果C、D固定方法组的最大轴向拔出力(Fmax)均值及能量吸收值均值都高于A组(P值均<0.01)和B组(P值均<0.05),B组Fmax均值及能量吸收值均值高于A组(P值均<0.01),C、D组之间无统计学差异(P值均>0.05)。Micro-CT观察发现骨水泥分散分布于钉道周壁。结论椎弓根钉道局部强化技术可以明显提高椎弓根螺钉的固定强度,结合使用膨胀式椎弓根螺钉(EPS)则可进一步提高螺钉的固定强度。实验二目前用于椎弓根螺钉生物力学研究的骨质疏松动物模型主要是去势的绵羊(山羊),但由于其建立的时间至少要6个月,而且受到多种因素(季节、感染等)的影响容易导致失败,因此我们将小牛椎体使用EDTA-2Na进行脱钙处理,尝试快速建立有效、可靠的离体小牛椎体骨质疏松生物力学模型。目的:EDTA-2Na脱钙法建立离体小牛椎体骨质疏松生物力学模型。方法:4具新鲜小牛脊柱,每具选取第6～13节椎体,共32个椎体,采用随机区组设计方法,分成Ⅰ—Ⅷ共8个区组;采用4种处理方法:A处理组(EDTA-2Na脱钙3wk),B处理组(EDTA-Na2脱钙2 wk),C处理组(不使用EDTA-Na2脱钙),D处理组(EDTA-Na2脱钙4wk)。分别检测各组椎体骨密度后,拧入相同规格的UPASS椎弓根螺钉,测试其最大轴向拔出力(Fmax)及能量吸收值,同时各组取少量松质骨制成组织切片,再利用Micro-CT观察骨小梁微观结构变化。结果:A,B,D处理组的BMD均值、Fmax均值及能量吸收值均值都低于C组(P<0.01),A,D组的BMD均值、Fmax均值及能量吸收值均值都低于B组(P<0.01),A,D组之间无统计学差异(P>0.05)。组织切片和Micro-CT观察显示A,B,D组骨小梁较C组骨小梁变细、数量轻度减少,间距增宽,骨髓腔扩大。结论:应用EDTA-2Na对牛椎体进行脱钙,可在较短的时间内建立用于生物力学研究的离体小牛椎体骨质疏松模型。