骶髂关节融合术中螺钉再植入的扭矩与拔出强度研究：植入物尺寸、骨密度及攻丝技术的影响

针对骶髂关节(SIJ)融合翻修术中螺钉稳定性不足的问题，研究人员通过模拟低密度(10 PCF)与正常密度(20 PCF)骨模型，系统评估了植入物尺寸(直径10-13.5mm，长度35-45mm)、骨密度及攻丝技术对再植入扭矩和拔出强度的交互影响。结果表明，正常骨密度下攻丝可提升拔出强度108.4%，而低密度骨中则降低22.4%；增大螺钉直径与长度显著改善固定效果，但存在收益递减现象。该研究为临床翻修手术的个性化方案制定提供了生物力学依据。

　　

骶髂关节(Sacroiliac Joint, SIJ)功能障碍是慢性腰骶疼痛的常见病因，传统螺纹螺钉因骨整合能力有限，促使3D打印多孔螺钉(TORQ植入系统)应运而生。然而，翻修手术中再植入螺钉的生物力学特性尚未明确——临床曾出现仅增加螺钉长度未能恢复扭矩，而同步增加直径后成功的案例，凸显现有认知缺口。

为填补这一空白，研究人员通过ASTM F543标准测试，采用10 PCF(模拟骨质疏松)和20 PCF(模拟正常骨密度)聚氨酯泡沫块，以10×35 mm螺钉为对照，评估了9种尺寸螺钉在直接植入与预攻丝条件下的扭矩和拔出力。关键发现包括：

最大与最终植入扭矩
正常骨密度组的最大扭矩(929.1±6.5 N·cm)显著高于低密度组(235.0±6.5 N·cm)。攻丝使正常骨密度组扭矩提升33.9%，但对低密度骨无改善。值得注意的是，最终扭矩与拔出力的相关性(r=0.946)优于最大扭矩(r=0.829)，提示外科医生应更关注螺钉完全植入时的扭矩读数。

拔出力
骨密度仍是决定性因素：正常骨密度组平均拔出力(1331.2±14.8 N)是低密度组(457.3±14.6 N)的2.9倍。攻丝在正常骨中提升拔出力108.4%，但在低密度骨中反降低22.4%，可能与多孔结构破坏有关。尺寸效应显示：11.5×45 mm螺钉表现最优，而13.5 mm直径在正常骨中出现收益递减，提示过度扩径可能导致骨小梁碎裂。

临床启示
研究首次揭示：

1. 翻修时需同步增加螺钉直径与长度，但需警惕正常骨中直径>11.5 mm的边际效应
2. 低密度骨应避免常规攻丝，而正常骨中预攻丝可显著提升稳定性
3. 动态螺纹设计的螺钉其扭矩-拔出力关系与传统螺钉存在差异

局限性包括均质模型缺乏皮质骨层、未考虑骨整合后的生物性强化等。该成果为SIJ翻修手术的循证决策提供了关键参数，尤其强调需结合患者骨密度个性化选择植入策略。论文发表于《North American Spine Society Journal (NASSJ)》，为融合器械的优化设计及手术标准化贡献了实验依据。