在严重失稳的腰椎模型中，循环载荷下皮质螺钉与传统椎弓根螺钉结构的生物力学对比研究

《Spine》：Paired Biomechanical Comparison of Cortical and Traditional Pedicle Screw Constructs Under Cyclic Loading in a Severely Destabilized Lumbar Spine Model

CBT与TPS在腰椎严重不稳定模型中疲劳性能相似，CBT螺钉在屈曲ROM上更优，骨密度与力学性能相关。

　　

摘要 通俗语言总结

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研究设计

使用尸体进行生物力学分析。

研究目的

比较在严重失稳的腰椎节段中，皮质骨轨迹（CBT）固定方式和传统椎弓根螺钉（TPS）固定方式在循环屈曲-压缩载荷下的抗疲劳性能和失效行为。

背景数据总结

皮质骨轨迹螺钉固定法越来越多地用于腰椎稳定，并且在生物力学上具有优势，包括更高的植入扭矩和更好的皮质骨结合。然而，尽管有临床报告指出在椎体间复位手术后早期可能出现失效，但其在不稳定结构中的疲劳行为仍缺乏详细研究。

材料与方法

从7具尸体脊柱中选取14个腰椎运动节段（L2–L3和L4–L5），采用配对设计将其随机分为CBT组和TPS组（每组7个节段）。在进行部分椎间盘切除术和双侧小关节切除术后，对这些节段进行循环载荷测试（载荷范围200–750 N，频率2 Hz，共50,000次循环）。比较了各组的节段刚度、屈曲活动范围（ROM）和结构存活情况。通过双能X射线吸收测定法（DEXA）测量骨密度（BMD）。

结果

在完整状态下，CBT和TPS固定方式的刚度和ROM没有显著差异。失稳并安装固定装置后，CBT组的屈曲ROM降低（P=0.026），但末端刚度相似（P=0.219）。在失稳状态下，骨密度与ROM和刚度呈负相关（ρ=–0.72，P=0.007；ρ=0.65，P=0.014）。每组中有3个固定结构在循环载荷下存活。虽然CBT组平均能承受更多的循环次数（19,500±13,026次对比5,625±6,419次），但这种差异不具有统计学意义（P=0.710）。

结论

在高度失稳的屈曲-压缩模型中，CBT和TPS固定方式的疲劳性能相似。CBT螺钉在屈曲ROM方面表现出更好的抵抗能力，但在结构刚度和存活率方面没有显著优势。这些结果表明，观察到的CBT临床失效可能归因于手术技术或固定位置的敏感性，而非其疲劳性能较差。

通俗语言总结本研究使用尸体脊柱，比较了两种螺钉固定方法——皮质骨轨迹（CBT）和传统椎弓根螺钉（TPS）在严重失稳的腰椎节段中的效果。在失稳前，两种方法的刚度和屈曲活动范围（ROM）相似。失稳后，CBT组的屈曲ROM降低，但刚度与TPS组相当。骨密度与ROM和刚度之间存在关联。CBT和TPS组在循环载荷下的存活情况相似，其中CBT组平均承受的循环次数更多，但差异不显著。研究结果表明，CBT的临床失效可能源于手术技术或固定位置的敏感性，而非其疲劳性能不足。