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目的:比较骨质疏松尸体腰椎膨胀式椎弓根螺钉(expansive pedicle screw,EPS)固定与骨水泥强化椎弓根螺钉(polymethylmethacrylate-augmented pedicle screw,PMMA-PS)固定的稳定性。方法:16个腰椎标本取自4具新鲜尸体的脊柱(L1~L4)。年龄51~78岁,平均63岁,其中女性3具,男性1具。所有标本经X线检查排除畸形、骨折等病变,其中1个腰椎因严重畸形被剔除。测量各椎体的骨密度值(bone mineral density,BMD)后,将15个椎体随机分为3组。采用相同方法制备钉道,普通椎弓根螺钉(CPS)组直接置入CPS;PMMA-PS组先向钉道内注入PMMA,再置入CPS;EPS组直接置入EPS。置钉后24h,对标本进行X线检查和CT扫描,观察螺钉位置及骨水泥分布情况;然后将椎体固定于MTS 858上,沿椎弓根螺钉的长轴方向以10mm/min的加载速度进行拔出实验,测量螺钉的最大轴向拔出力(the maximum pullout strength,Fmax)和能量吸收值(energy absorbed value,EAV)。结果:所有腰椎的BMD均小于0.8g/cm2,T值为-3.5~-2.5,均为骨质疏松椎体,3组之间BMD的差异无统计学意义(P>0.05)。X线检查和CT重建显示各组螺钉位置均良好,PMMA-PS组中未见PMMA渗漏现象;CPS组螺钉被周围的骨质直接包绕;PMMA-PS组螺钉被PMMA所包裹,PMMA存在于螺钉周围的骨质中,在椎体内形成了"纺锤样"结构;EPS组螺钉的前端在椎体内明显膨胀,形成了"爪状"结构。CPS组、PMMA-PS组和EPS组的Fmax分别为751.50±251.37N、1521.70±513.27N和1175.20±396.51N,PMMA-PS组和EPS组均显著高于CPS组(P<0.001,P=0.026),而PMMA-PS组和EPS组之间的差异无统计学意义(P=0.064)。CPS组、PMMA-PS组和EPS组的EAV分别为1.47±0.51J、3.09±0.93J和2.46±0.69J,PMMA-PS组和EPS组均显著高于CPS组(P<0.001,P=0.005),而PMMA-PS组和EPS组之间的差异无统计学意义(P=0.067)。结论:EPS可显著提高骨质疏松腰椎内椎弓根螺钉的稳定性,达到了与传统PMMA强化椎弓根螺钉接近的固定强度,具有良好的临床应用前景。