可動(dòng)人工頸椎假體的研制及生物力學(xué)研究

董　軍，陸　夢(mèng)，刁　攀，梁寶寶，賀西京

(西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院：1. 骨科；2. 整形外科，陜西西安　710004)

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◇基礎(chǔ)研究◇

可動(dòng)人工頸椎假體的研制及生物力學(xué)研究

董軍1，陸夢(mèng)1，刁攀1，梁寶寶2，賀西京1

(西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院：1. 骨科；2. 整形外科，陜西西安710004)

目的研制一種既能重建頸椎體高度又能保留相應(yīng)椎間隙運(yùn)動(dòng)功能的可動(dòng)人工頸椎假體并研究其生物力學(xué)特性。方法10具新鮮頸椎標(biāo)本(C4～T1)先后作為完整組、融合組(C4～C6)和非融合組(假體植入在C5)，在1.5Nm扭矩下進(jìn)行初步生物力學(xué)活動(dòng)度測(cè)試，記錄C4-5、C5-6、C6-7、C4-7的運(yùn)動(dòng)范圍，并進(jìn)行單因素方差分析和多重比較。結(jié)果與融合組相比，非融合組標(biāo)本能顯著保留C4-5和C5-6的運(yùn)動(dòng)范圍、降低C6-7的運(yùn)動(dòng)范圍。與完整組相比，非融合組各椎間隙的運(yùn)動(dòng)范圍無(wú)顯著性差異。結(jié)論可動(dòng)人工頸椎在植入頸椎標(biāo)本后能重建相應(yīng)頸椎節(jié)段的穩(wěn)定性且能保留相應(yīng)椎間隙的活動(dòng)度。

頸椎；次全切除術(shù)；融合；非融合；可動(dòng)頸椎；生物力學(xué)

前路頸椎次全切除融合術(shù)(anteriorcervicalcorpectomyandfusion,ACCF)是治療多節(jié)段脊髓型頸椎、后縱韌帶骨化等疾病的常見(jiàn)術(shù)式[1]。該術(shù)式在經(jīng)頸前入路充分暴露椎體后，首先將兩側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)之內(nèi)部分椎體切除并對(duì)相應(yīng)脊髓節(jié)段進(jìn)行充分減壓，其次在脊髓及神經(jīng)根得到保護(hù)的情況下，在減壓槽內(nèi)植入合適長(zhǎng)度的移植骨塊(自體/異體)或鈦籠(填充松質(zhì)骨)，最后選擇合適長(zhǎng)度的頸前路板固定于上下椎體。上述通過(guò)椎體的融合來(lái)重建頸椎穩(wěn)定性的手段在一定程度上為術(shù)后脊髓及神經(jīng)功能的恢復(fù)提供了良好的生物力學(xué)環(huán)境[2]。但該術(shù)式在多數(shù)情況下需將包含3個(gè)及以上的頸椎體進(jìn)行融合，這種融合不可避免地導(dǎo)致了原有頸椎的運(yùn)動(dòng)功能的喪失。生物力學(xué)研究表明，融合術(shù)后相應(yīng)椎體單元運(yùn)動(dòng)功能喪失，鄰近節(jié)段椎間盤(pán)內(nèi)、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)內(nèi)壓力增加及應(yīng)力轉(zhuǎn)移[3]。有研究認(rèn)為上述頸椎生物力學(xué)的改變使得鄰近節(jié)段退變(adjacentsegmentdegeneration,ASD)進(jìn)展更為迅速[4]。

為有效避免植入物塌陷、松動(dòng)等問(wèn)題，有學(xué)者開(kāi)始對(duì)部分患者植入人工椎體來(lái)維持或重建脊柱的穩(wěn)定性，以獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的生物力學(xué)環(huán)境[5-9]。然而，人工椎體并沒(méi)有突破融合術(shù)所致鄰近節(jié)段退變這一局限。脊柱可動(dòng)固定技術(shù)的出現(xiàn)在理念上解決了融合術(shù)后鄰近節(jié)段退變的問(wèn)題。它既能保持脊柱的運(yùn)動(dòng)功能和生物力學(xué)特征，還能恢復(fù)椎間隙高度和脊柱序列。目前，人工頸椎間盤(pán)置換術(shù)已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用，大量的臨床觀察發(fā)現(xiàn)人工頸椎間盤(pán)置換治療頸椎病能取得滿意效果。由于人工頸椎間盤(pán)置換的手術(shù)適應(yīng)證較局限：?jiǎn)喂?jié)段或雙節(jié)段頸椎間盤(pán)突出壓迫脊髓或神經(jīng)根，其他類(lèi)型的頸椎融合術(shù)如頸椎椎體次全切除減壓融合術(shù)仍無(wú)法被人工頸椎間盤(pán)置換術(shù)替代。鑒于人工椎間盤(pán)無(wú)法重建椎體高度，我們?cè)O(shè)想通過(guò)設(shè)計(jì)一種集重建椎體高度和保留椎間運(yùn)動(dòng)功能于一體的可動(dòng)人工頸椎體，以解決頸前路次全切除后必須通過(guò)融合固定而重建相應(yīng)節(jié)段生物力學(xué)穩(wěn)定性的問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1研究設(shè)計(jì)本研究在嚴(yán)格遵守西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)要求的條件下完成。首先于西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院采集正常頸椎解剖數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件SolidWorks(2013，DassaultSystemesS.A，USA)根據(jù)上述參數(shù)設(shè)計(jì)一種可動(dòng)人工頸椎假體，并由西安鉑力特金屬激光3D打印公司利用Ti6Al4V材料加工成型。由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)教研室提供10具新鮮成人頸椎標(biāo)本 (C4～T1)。該10具標(biāo)本首先作為空白對(duì)照組于香港大學(xué)李嘉誠(chéng)醫(yī)學(xué)院生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試(空白組)。然后將C4-6進(jìn)行鋼板融合固定，進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試(融合組)。將上述假體植入C5椎體節(jié)段建立體外模型后再行生物力學(xué)測(cè)試(非融合組)。

1.2解剖數(shù)據(jù)采集50例健康志愿者(男女比例1∶1，平均年齡(21±1.4)歲；無(wú)頭頸部外傷，手術(shù)或其它疾病史；體格檢查示頸椎活動(dòng)度正常)，在西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科攝取X線頸椎正側(cè)位片。通過(guò)PictureArchivingCommunicationSystem(PACS)軟件測(cè)量C5椎體上、中、下矢狀徑，C4終板下緣至C6終板上緣的前、中、后距離(圖1)。

1.3可動(dòng)頸椎體設(shè)計(jì)根據(jù)測(cè)量的C5頸椎體解剖數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)可動(dòng)人工頸椎假體。該假體由椎體、上下椎間盤(pán)部以及4枚椎體自攻釘組成(國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利號(hào)：201410072192.7)。其中椎間盤(pán)部和椎體部之間由淺球窩關(guān)節(jié)連接。兩部之間在前屈、后伸、左右側(cè)屈方向上有6°的運(yùn)動(dòng)范圍，在軸向上有360°范圍的旋轉(zhuǎn)。椎體部側(cè)面設(shè)有若干直徑不等、左右貫穿的植骨孔。椎間盤(pán)部由終板結(jié)構(gòu)和位于前方的固定板兩部分組成。固定板上設(shè)有兩個(gè)直徑為4mm、釘?shù)婪较驗(yàn)樾毕蛏?0°角。該假體的椎間盤(pán)部前后有特殊的“L”型防脫位結(jié)構(gòu)。假體與椎間盤(pán)的組成過(guò)程：首先將椎間盤(pán)部的“L”型結(jié)構(gòu)通過(guò)椎體部側(cè)面嵌入使得椎間盤(pán)部的關(guān)節(jié)頭和椎體部的關(guān)節(jié)窩相配，然后旋轉(zhuǎn)椎間盤(pán)部90°，使得椎間盤(pán)固定板位于前方。椎體自攻釘直徑設(shè)為3.3～3.5mm，長(zhǎng)度為13～15mm(圖2)。

圖1C5椎體測(cè)量參數(shù)

Fig.1MeasurementparametersofC5vertebralbody

1：C4終板下緣至C6終板上緣的前高度；2：C4終板下緣至C6終板上緣的中高度；3：C4終板下緣至C6終板上緣的后高度；4：C5椎體上矢狀徑；5：C5椎體中矢狀徑；6：C5椎體下矢狀徑。

1.4標(biāo)本生物力學(xué)測(cè)試10具新鮮頸椎標(biāo)本由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)學(xué)院解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)系提供[平均年齡(46.3±15.6)歲]。將上述標(biāo)本的肌肉及軟組織小心剝離，完整保留韌帶、關(guān)節(jié)囊及骨質(zhì)，并保存在-20 ℃條件下。在行生物力學(xué)測(cè)試之前將上述新鮮標(biāo)本于室溫條件下融化，將包埋劑N-(3-二甲基氨基丙基)-1，3-丙二胺與雙酚A-(環(huán)聚氯丙烷)環(huán)氧樹(shù)脂以1∶1均勻混合，分別將C4和T1節(jié)段包埋于標(biāo)本固定缸內(nèi)。包埋過(guò)程中保持標(biāo)本直立且位于固定缸的正中央。待包埋劑完全凝固后，分別將含有4個(gè)發(fā)光二極管的標(biāo)記點(diǎn)緊密固定于C4、C5、C6和C7(共16個(gè)發(fā)光二極管)。將標(biāo)本安放于雙杠液壓伺服控制的生物材料測(cè)試機(jī)上(MTS858Bionixmachine,MTSSystemInc.,Minneapolis,MN,USA)，在標(biāo)本頭端施加1.5Nm扭矩實(shí)現(xiàn)標(biāo)本的前屈、后伸、左右側(cè)屈、左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(圖3)。固定于C4-7椎體的標(biāo)記點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)由光電子三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)(OPTOTRAKCERTUS,NorthernDigitalInc.,Waterloo,Canada)精確記錄。上述系統(tǒng)的空間精度為0.1mm，測(cè)量誤差為0.01mm，頻率為100Hz。標(biāo)記物的空間瞬時(shí)位置由上述設(shè)備記錄后經(jīng)Matlab程序轉(zhuǎn)換為椎體的運(yùn)動(dòng)范圍。MTS測(cè)試機(jī)施加5個(gè)循環(huán)，選取每具標(biāo)本后3個(gè)循環(huán)平均值作為測(cè)量結(jié)果。在測(cè)試過(guò)程中用濕鹽水紗布包裹標(biāo)本，保持標(biāo)本濕潤(rùn)。

圖2可動(dòng)人工頸椎體組成

Fig.2Compositionofartificialcervicaldiscandvertebrasystem

A：椎體部；B：椎間盤(pán)部正面觀；C：椎間盤(pán)部側(cè)面觀；D：固定螺釘；E：假體系統(tǒng)正面觀；F：假體系統(tǒng)后面觀；G：假體系統(tǒng)側(cè)面觀；H：假體系統(tǒng)等軸視圖。

圖3人工頸椎假體植入后生物力學(xué)測(cè)試圖

Fig.3Photographofbiomechanicaltestingonfreshcervicalspinespecimenimplantedwithartificialcervicaldiscandvertebrasystem

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)范圍以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，各椎間隙運(yùn)動(dòng)范圍采用單因素方差分析和LSD多重比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)　　果

2.1解剖數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果經(jīng)測(cè)量50例志愿者C5椎體上、中、下矢狀徑均值分別為(14.24±1.21)mm、(15.6±1.34)mm、(16.63±1.22)mm。C4-5～C5-6椎間盤(pán)之間前、中、后高度分別為(22.73±0.51)mm、(24.45±0.54)mm、(19.98±0.58)mm。

2.2C4-5運(yùn)動(dòng)范圍C4-5椎間隙屈伸平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖4、圖5A，其中融合組較完整組和非融合組顯著降低(P<0.05)。C4-5椎間隙左右側(cè)屈平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5B，其中融合組較完整組和非融合組顯著降低(P=0.041 25)。C4-5椎間隙左右旋轉(zhuǎn)平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5C，其中融合組較完整組和非融合組顯著降低(P=0.017 81)。

2.3C5-6運(yùn)動(dòng)范圍C5-6椎間隙屈伸平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5A，其中融合組較完整組和非融合組顯著降低(P=0.041 29)。C5-6椎間隙左右側(cè)屈平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5B，其中融合組較完整組和非融合組顯著降低(P=0.027 14)。C5-6椎間隙左右旋轉(zhuǎn)平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5C，其中融合組較完整組和非融合組顯著降低(P=0.021 13)。非融合組和完整組在屈伸、左右側(cè)屈、左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

圖4C4-5椎間隙屈伸運(yùn)動(dòng)范圍曲線圖

Fig.4C4-5rangeofmotioncurveofspecimen

2.4C6-7運(yùn)動(dòng)范圍C6-7椎間隙屈伸平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5A，其中融合組較完整組和非融合組顯著增加(P<0.001)。C6-7椎間隙左右側(cè)屈平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5B，其中融合組較完整組和非融合組顯著增加(P<0.001)。C6-7椎間隙左右旋轉(zhuǎn)平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5C，其中融合組較完整組和非融合組顯著增加(P<0.001)。

圖5頸椎運(yùn)動(dòng)范圍統(tǒng)計(jì)圖

Fig.5Statisticalgraphofrangeofmotion

A：前屈-后伸運(yùn)動(dòng)范圍；B：左右側(cè)屈運(yùn)動(dòng)范圍；C：左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍。*P<0.05。

非融合組和完整組在屈伸、左右側(cè)屈、左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

2.5C4-7運(yùn)動(dòng)范圍C4-7椎間隙屈伸平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5A，完整組、融合組和非融合組之間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。C4-7椎間隙左右側(cè)屈平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5B，完整組、融合組和非融合組之間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。C4-7椎間隙左右旋轉(zhuǎn)平均運(yùn)動(dòng)范圍見(jiàn)圖5C，3組之間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

3　討　　論

頸前路椎體融合術(shù)是目前治療各種頸椎疾病的有效方式，在臨床上廣泛開(kāi)展已有60余年[10]。其中ACCF已經(jīng)成為手術(shù)治療頸椎的主要方式之一。在隨訪過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)一部分患者出現(xiàn)了與鄰近節(jié)段退變相關(guān)的臨床癥狀[11]，如：頸部疼痛，活動(dòng)受限等，這些癥狀被稱(chēng)為癥狀性鄰近節(jié)段疾病。還有一部分患者于融合椎體的上下節(jié)段出現(xiàn)了一系列影像學(xué)的改變[12]，如：頸椎畸形、不穩(wěn)、頸椎管狹窄以及新出現(xiàn)的骨贅或原有骨贅的增加、新出現(xiàn)的前縱韌帶鈣化、椎間盤(pán)間隙變窄和小關(guān)節(jié)退變等，這些被眾多學(xué)者稱(chēng)為影像學(xué)鄰近節(jié)段的退變。影像學(xué)鄰近節(jié)段退變和癥狀性鄰近節(jié)段疾病統(tǒng)稱(chēng)為鄰近節(jié)段退變(ASD)[11,13-14]。在HILIBRAND等[15]的一項(xiàng)隨訪研究發(fā)現(xiàn)，ASD的年發(fā)生率為2.9%，患病率為14.2%；而B(niǎo)ABA等[16]報(bào)道的術(shù)后ASD患病率為25%。

為明確ASD的病因，人們首先將注意力集中在融合后頸椎的生物力學(xué)的研究上。基于大量的動(dòng)物及人體標(biāo)本生物力學(xué)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，頸椎的活動(dòng)度在頸椎融合術(shù)后重新分配，即原有椎體的活動(dòng)度由鄰近未融合節(jié)段代償，頸椎活動(dòng)時(shí)鄰近節(jié)段椎體的活動(dòng)度較前明顯增加[17-18]。

基于此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種可動(dòng)人工頸椎假體，該假體在理論上能保留重建并長(zhǎng)期維持椎體高度，同時(shí)還能最大程度地保留椎間隙的運(yùn)動(dòng)功能。該假體的椎間盤(pán)部具有特殊“L”結(jié)構(gòu)能大大降低在頸椎的過(guò)度屈曲或伸展時(shí)帶來(lái)椎間盤(pán)部和椎體部脫位的風(fēng)險(xiǎn)。與已在臨床上廣泛應(yīng)用的CerviCore、Prestige、Kineflex-C等人工頸椎間盤(pán)類(lèi)似[19-20]，本課題中可動(dòng)人工頸椎體同樣為金屬-金屬接觸面設(shè)計(jì)。該假體的運(yùn)動(dòng)范圍在理論上能完全滿足正常頸椎間盤(pán)在各個(gè)方向上的活動(dòng)度要求。與臨床上廣泛使用的人工椎間盤(pán)、人工髓核和后路動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)相比，該假體不僅保留相應(yīng)節(jié)段的椎間運(yùn)動(dòng)，還具備重建頸椎高度的優(yōu)勢(shì)。本假體材料為T(mén)i6Al4V，是臨床上一種常見(jiàn)的醫(yī)用金屬材料，具有良好的組織相容性。

理論上，可動(dòng)人工頸椎能在屈、伸、側(cè)屈方向上有6°的活動(dòng)范圍。但本研究中發(fā)現(xiàn)無(wú)論是完整組標(biāo)本還是非融合組標(biāo)本，單個(gè)椎間隙的單側(cè)運(yùn)動(dòng)范圍都無(wú)法達(dá)到6°。其可能的原因?yàn)樵趧冸x軟組織的過(guò)程中，部分軟組織未徹底清除。而在融合組標(biāo)本中，我們發(fā)現(xiàn)即使C4-6節(jié)段進(jìn)行了鋼板固定，在C4-5、C5-6椎間隙仍有輕微的運(yùn)動(dòng)跡象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有以下3點(diǎn)：①融合組標(biāo)本前路鋼板僅僅只是將C4-6進(jìn)行固定，與臨床上椎體次全切除后植入骨塊或鈦籠后所形成的骨性融合有所區(qū)別，因?yàn)榇嬖谧甸g隙的微動(dòng)；②融合板在扭矩的作用下發(fā)生了少許形變；③前路長(zhǎng)節(jié)段4枚螺釘固定易產(chǎn)生較大力臂引起融合區(qū)域出現(xiàn)一定范圍的活動(dòng)度，但通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，非融合組較融合組能顯著保留C4-5、C5-6的運(yùn)動(dòng)功能，且與完整組標(biāo)本相比運(yùn)動(dòng)范圍無(wú)顯著增加。在對(duì)鄰近節(jié)段C6-7運(yùn)動(dòng)范圍的測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，融合組的運(yùn)動(dòng)范圍較完整組和非融合組有所增加，但完整組和非融合組間無(wú)顯著性差異。這一結(jié)果充分提示融合術(shù)后原有節(jié)段的活動(dòng)度被重新分配至鄰近節(jié)段，這也從側(cè)面反映出可動(dòng)人工頸椎體的優(yōu)越性，即在保留原有節(jié)段的活動(dòng)度的情況下并不增加鄰近節(jié)段的運(yùn)動(dòng)范圍。我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)還考慮到可動(dòng)人工頸椎假體要保留原有節(jié)段的活動(dòng)度，但這種活動(dòng)度不能過(guò)大，否則會(huì)人為造成頸椎不穩(wěn)。頸椎假體置換術(shù)后頸椎不穩(wěn)嚴(yán)重者可發(fā)生假體脫位。為避免假體脫位的發(fā)生，我們?cè)O(shè)計(jì)的“L”型結(jié)構(gòu)可以防止假體的椎間盤(pán)部和椎體部過(guò)度的滑移。從本研究的數(shù)據(jù)來(lái)看，非融合組的椎間運(yùn)動(dòng)范圍與同水平節(jié)段完整組并無(wú)顯著性差異，提示植入該假體后的頸椎標(biāo)本仍然具備良好的穩(wěn)定性。

本研究還存在如下的局限性：①臨床上患者的頸椎解剖參數(shù)存在一定的差異，未針對(duì)個(gè)體的解剖參數(shù)加工適宜于個(gè)體的頸椎假體；②僅對(duì)人工頸椎假體的體外生物力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行研究，未進(jìn)行針對(duì)該假體的體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；③僅對(duì)人頸椎標(biāo)本進(jìn)行了穩(wěn)定性及活動(dòng)度測(cè)試，后期需開(kāi)展可動(dòng)人工頸椎的活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)臨床研究。這些還有待進(jìn)一步研究完善。

[1]BROWNJA,HAVELP,EBRAHEIMN,etal.Cervicalstabilizationbyplateandboefusion[J].Spine(PhilaPa1976), 1988, 13(3):236-240.

[2]DONGJ,LUM,LUT,etal.Meta-analysiscomparingzero-profilespacerandanteriorplateinanteriorcervicalfusion[J].PLoSOne, 2015,10(6):e0130223.

[3]KRETZERRM,HSUW,HUN,etal.Adjacent-levelrangeofmotionandintradiscalpressureafterposteriorcervicaldecompressionandfixation.Anin vitrohumancadavericmodel[J].Spine(PhilaPa1976), 2012, 37(13):E778-E785.

[4]MAON,WUJ,ZHANGY,etal.Acomparisonofanteriorcervicalcorpectomyandfusioncombinedwithartificialdiscreplacementandcagefusioninpatientswithmultilevelcervicalspondyloticmyelopathy[J].Spine(PhilaPa1976), 2015, 40(16):1277-1283.

[5] 《中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)》雜志社學(xué)術(shù)部. 中國(guó)自制人工椎體的設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展[J]. 中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù), 2011, 15(39):7364-7365.

[6]CHENJF,LEEST.Antibiotic-polymethylmethacrylatestrut:anoptionfortreatingcervicalpyogenicspondylitis[J].JNeurosurgSpine, 2006, 5(1):90-95.

[7]ZHANGY,QUANZ,ZHAOZ,etal.Evaluationofanteriorcervicalreconstructionwithtitaniummeshcagesversusnano-hydroxyapatite/polyamide66cagesafter1-or2-levelcorpectomyformultilevelcervicalspondyloticmyelopathy:aretrospectivestudyof117patients[J].PLoSOne, 2014, 9(5):e96265.

[8] 呂超亮，宋躍明，劉浩，等. 納米羥基磷灰石/聚酰胺66椎體支撐體在下頸椎骨折脫位前路手術(shù)重建中的應(yīng)用[J]. 中華外科雜志, 2012, 50(4):338-341.

[9]KOEHLERS,RASLANF,STETTERC,etal.AutologousbonegraftversusPEKKcageforvertebralreplacementafter1-or2-levelanteriormediancorpectomy[J].JNeurosurgSpine, 2016, 24(2):309-314.

[10]BOLESTAMJ,RECHTINEGR2nd,CHRINAM.One-andtwo-levelanteriorcervicaldiscectomyandfusion:theeffectofplatefixation[J].SpineJ, 2002, 2(3):197-203.

[11]SAAVEDRA-POZOFM,DEUSDARARA,BENZELEC.Adjacentsegmentdiseaseperspectiveandreviewoftheliterature[J].OchsnerJ, 2014, 14(1):78-83.

[12]PARKYK,MOONHJ,KWONTH,etal.Long-termoutcomesfollowinganteriorforaminotomyforone-ortwo-levelcervicalradiculopathy[J].EurSpineJ, 2013, 22(7):1489-1496.

[13]GIRARDV,LEROUXB,BRUNV,etal.Post-traumaticlowercervicalspineinstability:Arthrodesisclinicalandradiologicaloutcomesat5years[J].OrthopTraumatolSurgRes, 2014, 100(4):385-388.

[14]CHUNGJY,KIMSK,JUNGST,etal.Clinicaladjacent-segmentpathologyafteranteriorcervicaldiscectomyandfusion:resultsafteraminimumof10-yearfollow-up[J].SpineJ, 2014, 14(10):2290-2298.

[15]HILIBRANDAS,ROBBINSM.Adjacentsegmentdegenerationandadjacentsegmentdisease:theconsequencesofspinalfusion[J]?SpineJ, 2004, 4(6Suppl):190S-194S.

[16]BABAH,FURUSAWAN,IMURAS,etal.Lateradiographicfindingsafteranteriorcervicalfusionforspondyloticmyeloradiculopathy[J].Spine(PhilaPa1976), 1993, 18(15):2167-2173.

[17]WANGCS,CHANGJH,CHANGTS,etal.Loadingeffectsofanteriorcervicalspinefusiononadjacentsegments[J].KaohsiJMedSci, 2012, 28(11):586-594.

[18]FERMANDESPC,FEMANDESPR,FOLGADOJO,etal.Biomechanicalanalysisoftheanteriorcervicalfusion[J].ComputMethodsBiomechBiomedEngin, 2012, 15(12):1337-1346.

[19]CASONGW,HERKOWITZHN.Cervicalintervertebraldiscreplacement[J].JBoneJointSurgAm, 2013, 95(3): 279-285.

[20]ALVINMD,ABBOTTEE,LUBELSKID,etal.Cervicalarthroplasty:acriticalreviewoftheliterature[J].SpineJ, 2014, 14(9): 2231-2245.

(編輯邱芬)

Cervicalartificialdiscandvertebrasystemanditsbiomechanicalcharacteristics

DONGJun1,LUMeng1,DIAOPan1,LIANGBao-bao2,HEXi-jing1

(1.DepartmentofOrthopedics; 2.DepartmentofPlasticSurgery,theSecondAffiliatedHospitalofXi’anJiaotongUniversity,Xi’an710004,China)

ObjectiveTodesignacervicalartificialdiscandvertebrasystemandtoevaluateitsbiomechanicalcharacteristics.MethodsTenfreshhumancervicalspinespecimens(C4-T1)wereincludedinthisstudy.Thespecimensweretestedasinthestatusofintact,fusion(C4-C6)andnon-fusioninsequenceunder1.5NmtorquebyanMTS.RangesofmotionofC4-5,C5-6,C6-7andC4-7wererecordedandcompared.ResultsSignificantlyincreasedrangeofmotionofC4-5andC5-6,aswellasdecreasedrangeofmotionofC6-7ofthespecimensinnon-fusiongroupwereobservedcomparedwiththoseinthefusiongroup.Therewasnosignificantdifferenceintherangeofmotionbetweenthenon-fusionandintactgroups.ConclusionCervicalartificialdiscandvertebrasystemcanreconstructtheheightofvertebraandpreservetherangeofmotionoftheoperativelevelsafteritsimplantationintothecervicalspinespecimen.

cervicalspine;corpectomy;fusion;non-fusion;artificialvertebra;biomechanicsSupportedbytheResearchFundfortheDoctoralProgramofHigherEducationofChina(No.20120201130009)andInnovationProjectFoundationofScienceandTechnologyofShaanxiProvince(No.2011KTCL03-17)

2016-01-22

2016-05-03

高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金(No.20120201130009)；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程項(xiàng)目計(jì)劃(No.2011KTCL03-17)

賀西京.E-mail:xijingh@sina.cn

R683.2

A

10.7652/jdyxb201605006

優(yōu)先出版：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20160802.1135.004.html(2016-08-02)