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颈椎生物力学的功能重建Functional Rconstruction of the Cervical Spinal Biomechanics 第二军医大学长征医院骨科 贾连顺 教授 概 述 Overview 与生物力学相关的解剖 与腰椎相比较 内植物的设计理念 Focus on ACP / uni vs bicortical Focus on PCR / laminectomy See SPINE 23,24 for special C-Spine issue 上颈椎Upper cervical spine 支持头颅，呈屈曲状态 活动范围极大 滑囊关节 C1侧块大，无椎体和椎间盘 齿状突及其相关韧带 前后方稳定 轴向旋转 活动范围 在整个颈椎的参与下，能完成 145° 屈/伸 180° 轴向旋转 90° 侧屈 颈椎活动度大 寰枢椎关节活动的范围与其特殊的解剖结构有关 C0-C1-C2运动学 下 颈 椎lower cervical spine 标准的运动节段 关节突呈短柱状，关节面平滑，呈卵圆形，呈前高后低倾斜位，约45° 前后方稳定性 屈/伸 侧屈及轴向旋转均较少 下颈椎解剖结构 椎体较小 椎弓较大 椎动脉或静脉经过横突上的横突孔 C7 棘突长，接近水平，横突孔变异多 C3 - C5 椎体 概 述overview 与生物力学相关的解剖 与腰椎相比较 内植物设计 C0-C1-C2 固定 ACP / 单侧 vs 双侧皮质骨 PCR / 椎板切除术 颈 椎 vs 腰 椎 相同点 - 不同点 形状、曲度相同 后方张力带 前柱支持 运动节段 承受载荷小 加速度更大 灵活性更高 形状更小 后柱承受更多载荷 颈椎载荷分布Cervical load sharing 颈椎和腰椎载荷分布比较Loads comparation 颈椎 100N 轴向载荷(+加速度大) 腰椎 2000N 轴向载荷 内植物设计的影响Effect on implant design 内植物更小 固定更困难 侧块固定 vs. 经椎弓根螺钉固定 前路 vs. 后路 材料: 钛合金 手术目的？Objectives for Surgery ? 减少节段性畸形 节段减压 节段稳定/融合 保留最大程度的稳定性 稳定Stability 轴向旋转 屈/伸 概 述Overview 与颈椎解剖相关的解剖 与腰椎相比较 内植物 ACP / 单侧 vs 双侧皮质骨 PCR / 椎板切除术 前路钢板Anterior Cervical Plates 低切迹 钻孔深度自动控制 植骨块/cage加压 单/双侧皮质骨螺钉 双皮质 vs 单皮质 固定更牢靠 危险性增加 固定牢固不如前者 危险性减少 Caspar 颈椎螺钉的生物力学评价: 循环载荷下的稳定性测试 Gallagher et al. Neurosurg, 1993, 33, 6. 单/双皮质骨螺钉 20 个椎体 60N 轴向载荷 200 周期 两组螺钉均出现松动 双皮质骨螺钉更牢靠. ‘钢板自锁机制 ..更优越’? 颈椎稳定性的生物力学评价Biomechanical evaluation of cervical spine stabilisation methods using a porcine model Richman et al. Spine,1995, 20, 20. 单节段椎体次全切除/植骨块 21 脊柱 2 Nm， 1000 周期 AO 单皮质骨螺钉 vs Caspar 双皮质骨螺钉 屈曲、伸展或轴向旋转并无显著性差别 BMD、安装技术、螺钉扭矩、颈前路钢板把持力的生物力学分析 Ryken et al. J Neurosurg ,1995, 83. 99 颈椎标本 随机分为单皮质骨 (51) 和双皮质骨螺钉 (48) 测量 BMD, 插入扭矩和拔出力 BMD-扭矩-力 明显矫正 双皮质螺钉 –明显改善固定 认为BMD 增加后皮质骨螺钉把持力 单侧和双侧皮质骨螺钉固定的准静态尸体标本模型Assessment of unicortical and bicortical fixation in a quasistatic cadaveric model Ryken et al. Spine, 1995, 20, 17. Caspar 钢板（单侧） vs. 双侧螺钉 12 颈椎尸体标本 5000 周期, 1.4 Nm 即刻稳定性无明显差别 单侧皮质骨螺钉疲劳后将不稳定 单侧皮质骨螺钉固定失败与BMD相关 Caspar钢板 和颈前路自锁螺钉在尸体标本上的实验研究Biomechanical evaluation of a and CSLP sy