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腰椎滑脱是脊柱外科临床中常见的退行性疾病,是慢性腰痛的常见原因。目前临床上多采取手术治疗来解除对神经组织的压迫,采用椎弓根螺钉技术复位固定滑脱的椎体,椎体间或后路植骨融合,使滑脱的脊柱节段达到长期稳定。随着椎弓根螺钉固定技术的不断发展,临床上关于椎弓根螺钉发生弯曲、断裂的报道屡见不鲜,医生们也对滑脱复位固定的节段数目产生了分歧。有学者认为,二节段复位固定的强度可以满足植骨融合的需要,减少了融合的节段,更大程度地保留了腰椎动度,同时也减少了手术时间及手术造成的创伤。但对于II度以上的中、重度滑脱,其复位拉力不足,常无法达到复位的目的,复位率低,固定后的生物力学稳定性较差,融合率低,且易导致螺钉疲劳产生弯曲、断裂等情况。三节段复位固定具有更好的生物力学稳定性,产生的提拉力大,复位率高,复位后脊柱具有更好的动态稳定性,融合率高,且可以减小内固定装置在术后产生疲劳断裂的几率。但手术切口长,对患者创伤大,固定节段多,更大程度损失了腰椎动度,手术费用高等是其缺点所在。临床病例分析显示,椎弓根螺钉系统发生断裂主要在螺钉根部,产生并发症多的原因主要是受周期性负荷而导致的内固定疲劳。材料力学测试结果显示:使金属材料产生疲劳的原因是应力集中。目前,脊柱内固定器械生物力学领域的研究大多集中在内固定材料的生物力学稳定性上,都是定性研究。而对其疲劳特性的研究报道较少,尤其对临床常用的椎弓根螺钉及固定棒系统疲劳特性的定量研究少。研究目的:比较脊柱滑脱后路手术采用二组和三组螺钉固定方法中钉棒局部的受力情况,并进行定量分析,为临床上选择手术方法,确定滑脱复位固定的节段数目提供理论依据。实验方法:1.选用6具新鲜成人尸体脊柱标本（L1-L5）,Panjabi法制备成L3、4滑脱模型:首先切断L2、3,L3、4棘上韧带、棘间韧带及黄韧带,然后离断双侧L3椎体峡部,离解L3、4小关节囊,再将L3椎体后弓完整游离取出,最后于L3、4椎间隙处切断后纵韧带,并摘除髓核。2.将大小为2×1mm的矩形电阻应变计分别粘贴于螺钉根部上下相互平行的两个面和固定棒长度中点处（以二节段固定为例）与横截面相互垂直的四个面上,使电阻应变计的长轴与螺钉和固定棒的长轴方向保持一致。3.实验对每具标本分别进行二节段固定和三节段固定测试,实验数据分别录入二节段固定组（A组）和三节段固定组（B组）。二节段固定测试时,将螺钉固定于L3和L4椎体;三节段固定测试时,将螺钉固定于L2、L3和L4椎体。调整固定棒,使棒上应变计的位置处于L3、L4椎体螺钉间距离的中点。4.将标本两端L1和L5椎体用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）包埋固定于自制夹具内,在INSTRON 5567材料实验机上对标本进行垂直压缩,前屈,后伸,左、右侧弯等5个方向的生物力学测试。垂直压缩时最大载荷为500N,前屈,后伸,左、右侧弯时最大载荷为8N·m,加载速度均为5mm/min。由DH-3815N型电阻应变计静态应变测试仪记录椎弓根螺钉及固定棒上各测量位点的应变值。5.对所采集两组中相对应测量位点的数据用SPSS 11.0统计软件进行配对t检验。根据虎克定律σ=E·ε（E为弹性模量,ETi-6Al-4V=16.5GPa,σ为应力,ε为应变）应力与应变成正比,通过应变可以计算出应力。生物力学测试结果:1.固定棒上,垂直压缩测试时两种方法中各测量位点应力大小无显著差异;其它测试工况下,应力大小差异主要集中在棒的前、后两侧。其中:二节段固定组在前屈运动时固定棒所受应力小于三节段固定组,在后伸、左侧弯及右侧弯运动时固定棒所受应力大于三节段固定组（P<0.05）;2.提拉钉上,后伸运动时二节段固定组螺钉上各点应力小于三节段固定组;垂直压缩,前屈及左、右侧弯运动时,二节段固定组均大于三节段固定组（P<0.05）。3.固定钉上,垂直压缩和后伸运动时各测量位点应力大小无显著差异;前屈及左、右侧弯运动时二节段固定组均小于三节段固定组（P<0.05）。结论:三节段固定法较二节段固定法可以有效地减小固定棒和提拉钉根部所受应力,减小应力集中作用,增加内固定系统的抗疲劳作用,从而降低内固定系统因周期性疲劳而产生断钉、断棒的几率。