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寰枢椎脱位常用 C1-C2 椎弓根螺钉棒固定（PSR）治疗，但难治性病例复位能力有限。研究人员开展新型 Z 形抗旋转棒的有限元分析。结果显示其复位力更强、稳定性好。这为改善固定技术提供新方向，有望减少手术风险。
在人体的颈部，寰枢椎起着至关重要的作用，它们支撑着头部，还赋予了颈部灵活的转动能力。然而，寰枢椎脱位这一病症却常常困扰着患者。当出现寰枢椎脱位时，正常的解剖关系被打破，脊髓极易受到压迫，患者会出现头晕、肢体麻木无力，甚至大小便功能障碍等症状。此时，手术干预往往是缓解症状、阻止病情恶化的重要手段。
目前，C1-C2 椎弓根螺钉棒固定（PSR）是治疗寰枢椎脱位的常用方法，它能提供稳定的固定，且不会影响枕颈关节的活动。但在实际应用中，它却存在着不小的问题。对于一些难治性的寰枢椎脱位病例，其复位能力十分有限。为了达到更好的复位效果，医生们往往需要进行额外的松解手术，可这无疑增加了手术风险，手术时间延长，对组织的损伤范围也扩大了。正是在这样的背景下，为了攻克这些难题，南方医科大学第一临床医学院和中国人民解放军南部战区总医院骨科的研究人员开展了一项针对新型 Z 形抗旋转棒的研究，该研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。首先，他们通过对一名 25 岁健康男性的颈椎进行 CT 扫描获取数据，构建出完整的颈椎有限元模型，模拟出正常和不稳定的颈椎状态。然后，在不稳定颈椎模型上分别植入传统椎弓根螺钉棒（PS-CR）和新型椎弓根螺钉 Z 形棒（PS-ZR）两种固定装置，模拟手术固定情况。通过设定特定的边界和加载条件，测量两种固定配置的复位力，并记录和比较在不同运动状态下的活动范围（ROM）、应力分布及峰值应力值 。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 模型验证：将构建的完整颈椎有限元模型的 ROM 结果与先前的实验数据对比，发现二者具有一致性，这就证明了所构建模型的可靠性，为后续研究奠定了坚实基础。
- 不同固定配置下 C0-C3 节段的 ROM：研究发现，在加载 1.5 N?m 的情况下，从不稳定颈椎模型到完整颈椎模型，再到内固定组模型，ROM 逐渐减小。在添加内固定后，PS-CR 和 PS-ZR 组的 C1-C2 节段 ROM 在各个方向都显著降低，降幅超过 95%。而 C0-C1 节段 ROM 在各固定组的各个方向也有所下降，其中对侧屈和旋转运动的影响更为明显。有趣的是，C2-C3 节段在固定组中的变化趋势却相反，伸展和侧屈运动范围有所减小，而屈曲和左右旋转运动范围增加，旋转运动平均增加 6 - 7°。不过，无论采用哪种固定配置，各固定组在六个运动方向上的 ROM 差异都小于 5%。
- 复位力比较：随着 Z 形棒支点高度的增加，其复位力比普通棒有显著提升。传统 PS-CR 固定时，复位力为 24.079 N；使用 2mm PS-ZR 固定时，复位力达到 40.188 N，是普通棒的 1.67 倍。Z 形棒每增高 2mm，复位力大约增加 15 N。当使用 8mm PS-ZR 配置时，复位力高达 88.544 N，分别是 2mm PS-ZR 配置的 2.20 倍和 PS-CR 配置的 3.68 倍。
- 植入物和椎体的应力分布分析：通过分析发现，各固定技术的应力分布区域具有可比性。在左右轴向旋转时，各固定配置的峰值应力出现。随着 Z 形棒支点高度的增加，PS-ZR 系统承受的最大应力逐渐增大，不过在左侧屈时，应力变化不太规律。在应力集中区域方面，椎体的最大应力集中在螺钉与骨的连接界面，椎弓根螺钉的最大应力集中在螺纹与尾帽的连接处，PS-CR 系统在螺杆与螺母连接处应力集中，PS-ZR 系统则在 “Z” 形的过渡部分应力集中。
研究结论和讨论部分指出，新型 Z 形抗旋转棒展现出了出色的生物力学性能。它大幅提升了复位力，有望减少松解手术的需求，缩短手术时间，在寰枢椎脱位手术中具有重要的临床应用价值。同时，该研究也发现，在进行寰枢椎内固定时，寰枕关节和 C2/3 关节会出现 ROM 的代偿性变化，尤其是 C2/3 节段轴向旋转增加，这可能是术后相邻节段疾病（ASD）的一个风险因素，值得进一步关注。此外，此次研究在有限元模型构建方面存在一定局限性，模型是基于个体 CT 数据重建的，无法完全模拟体内真实情况，且未包含肌肉和软组织。未来还需要通过体内验证等方式，进一步确认该新型 Z 形抗旋转棒在实际应用中的优势。但无论如何，这项研究为寰枢椎脱位的治疗提供了新的思路和方向，也为后续改进后路复位和固定系统提供了重要的参考依据，对推动该领域的发展具有重要意义。
