生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)在脊柱內(nèi)固定發(fā)展中的應(yīng)用進(jìn)展

任恩惠 ，楊亮 ，楊風(fēng)光 ，汪靜 ，康學(xué)文

1.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院骨科，甘肅蘭州730000；2.蘭州大學(xué)，甘肅蘭州730000

前言

脊柱疾病手術(shù)治療的記載早已有之，但是由于對(duì)脊柱疾病認(rèn)識(shí)的局限和手術(shù)器械技術(shù)的限制，脊柱疾病的手術(shù)治療長期進(jìn)展緩慢，直到上世紀(jì)80年代，隨著CT、核磁、生物力學(xué)理論等廣泛地應(yīng)用于脊柱外科，脊柱的手術(shù)器械取得了飛速的發(fā)展，各種新型的內(nèi)固定技術(shù)不斷地應(yīng)用于臨床。目前生物力學(xué)理論在內(nèi)固定發(fā)展中的應(yīng)用主要包括生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)有限元方法。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)通過在牛、羊、豬和人的椎體標(biāo)本進(jìn)行生物力學(xué)評(píng)價(jià)，通過內(nèi)固定系統(tǒng)的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、疲勞實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，得到內(nèi)固定的三維六自由度運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)數(shù)據(jù)，從而判斷其是否適用于臨床。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)在脊柱手術(shù)內(nèi)固定系統(tǒng)的更新?lián)Q代過程中有著巨大的作用，如鋼絲、椎板夾等早期的內(nèi)固定器械的淘汰，椎弓根螺釘?shù)拿摲f而出，目前椎弓根螺釘系統(tǒng)成為了脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)的主力，鈦等材料在內(nèi)固定器械中的應(yīng)用使其更加完善。目前，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)在脊柱內(nèi)固定器械的評(píng)價(jià)中是一種無可替代的方法。

1 頸椎內(nèi)固定中的應(yīng)用

頸椎前路手術(shù)比胸腰椎前路容易暴露脊柱，且術(shù)后對(duì)前路組織器官影響較小，從而能夠廣泛的應(yīng)用于臨床。目前，前路內(nèi)固定主要包括鋼板和螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)。鋼板通過直接固定椎體來維持頸椎穩(wěn)定性，從解剖上更符合椎體穩(wěn)定的需要，可明顯提高頸椎的穩(wěn)定性。后路內(nèi)固定主要有以椎弓根螺釘為主的螺釘系統(tǒng)，貫穿三柱，能夠維持三維矯正的穩(wěn)定效果。

1.1 頸椎前路內(nèi)固定

1.1.1 前路齒狀突螺釘固定自從1988年P(guān)entelényi［1］等首次報(bào)道了用螺釘固定來治療齒狀突骨折，這種內(nèi)固定方式逐漸的被臨床醫(yī)生接受。后來，Doherty等［2］通過生物力學(xué)證明這種方法提供約未骨折脊椎一半的穩(wěn)定性。這種方法也逐漸成了齒狀突骨折的主要治療方法，尤其Ⅱ型齒狀突骨折。Sasso等［3］通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，單螺釘和雙螺釘在生物力學(xué)穩(wěn)定性上無明顯差異，但是雙螺釘在擴(kuò)展加載的剛度增加。后經(jīng)臨床驗(yàn)證單雙螺釘使用成功率沒有明顯的差異［4］。之后，隨著內(nèi)固定器械行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)螺釘按照臨床的需要進(jìn)行了一定的改造，生物力學(xué)離體實(shí)驗(yàn)用于評(píng)價(jià)這些螺釘及其使用方法的生物力學(xué)性能。例如：于曉巍等［5］對(duì)比脊?fàn)盥葆敗㈦p螺紋螺釘及雙螺釘?shù)纳锪W(xué)性能，從而得出脊?fàn)盥葆斣诳剐D(zhuǎn)及抗疲勞等能力上優(yōu)于其他類型的螺釘。為了避免內(nèi)固定取出的二次手術(shù)和金屬螺骨重塑的限制，隨著材料學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)明了可吸收的齒狀突螺釘。Ames等［6］通過在尸體標(biāo)本上比較可吸收螺釘和鈦螺釘?shù)膭偠群蜆O限強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)鈦螺釘明顯優(yōu)于可吸收螺釘，之后通過對(duì)可吸收螺釘進(jìn)行了一系列的改造，經(jīng)Nourbakhsh等［7］證明生物可吸收拉力螺釘（5 mm）與齒狀突骨折中單個(gè)鈦拉力螺釘（4 mm）具有相同的彎曲和旋轉(zhuǎn)剛度。提示這種技術(shù)可以應(yīng)用于臨床。

雖然齒狀突螺釘治療齒狀突骨折是一種有效的方法，但是齒狀突鋼板固定可以提供更強(qiáng)的固定效果。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明齒狀突鋼板固定術(shù)對(duì)Ⅱ型齒狀突骨折的生物力學(xué)穩(wěn)定性明顯高于齒狀突螺釘固定技術(shù)［8］。提示齒狀突鋼板可以作為齒狀突骨折治療的補(bǔ)充。胡勇等［9］證明齒狀突鋼板治療Hangman型骨折，齒狀突骨折和C2-3椎間盤損傷時(shí)具有良好的生物力學(xué)性能，是一種安全有效的手術(shù)方法。

綜上所述，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)齒狀突螺釘?shù)氖褂梅椒ǖ膬?yōu)化有著不可替代的作用，使其在齒狀突骨折患者中更加安全有效的發(fā)揮作用。

1.1.2 前路經(jīng)寰樞椎關(guān)節(jié)螺釘固定前路經(jīng)寰樞椎關(guān)節(jié)螺釘內(nèi)固定術(shù)彌補(bǔ)了以往鋼絲法、椎板夾和后路螺釘固定技術(shù)等的局限。陳堅(jiān)等［10］設(shè)計(jì)了前路經(jīng)寰樞椎關(guān)節(jié)螺釘固定。沙勇等［11］在人體標(biāo)本上進(jìn)行了前路、后路經(jīng)寰樞椎螺釘疲勞實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，表明穩(wěn)定性無明顯差異。后來我國學(xué)者應(yīng)用生物力學(xué)有限元分析進(jìn)行完善其生物力學(xué)檢測［12］。近年來有病例報(bào)導(dǎo)在后路寰樞椎融合失敗的情況下，前路經(jīng)寰樞椎關(guān)節(jié)固定可能適用［13］。

1.1.3 鋼板內(nèi)固定自20世紀(jì)60年代第一塊頸椎鋼板問世以來，各種鋼板相繼出現(xiàn)。1975年，Herrmann［14］首先描述了AO鋼板在頸椎骨折中的應(yīng)用。生物力學(xué)廣泛應(yīng)用于各種鋼板的檢測。自鋼板應(yīng)用于臨床以來，前路鋼板內(nèi)固定和后路椎弓根螺釘內(nèi)固定生物力學(xué)性能的比較是當(dāng)時(shí)的一個(gè)熱點(diǎn)。1989年，Coe等［15］通過在人尸體上測試頸椎前后路內(nèi)固定的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，初步肯定了鋼板內(nèi)固定和后路椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)相當(dāng)?shù)纳锪W(xué)穩(wěn)定性。20世紀(jì)90年代以來，AO鋼板越來越受到臨床的好評(píng)，但是對(duì)于AO鋼板的體外力學(xué)性能沒有明確的報(bào)道，Smith等［16］通過在5個(gè)人頸椎進(jìn)行了屈曲和扭轉(zhuǎn)的無損傷檢測，得出鋼板屈曲穩(wěn)定性較高，但旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性低。跟AO鋼板一樣，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)廣泛的應(yīng)用于Caspar鋼板和Steffe鋼板等鋼板的評(píng)價(jià)中。

隨著螺釘鋼板系統(tǒng)的發(fā)展，雙皮質(zhì)螺釘已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于臨床，但是其穿過椎體，可能導(dǎo)致脊髓損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥。為了解決這些問題，人們將目光投向單皮質(zhì)螺釘?shù)难芯?。Pitzen等［17］通過生物力學(xué)證明，雖然雙皮質(zhì)螺釘具有多級(jí)穩(wěn)定性，但是單層螺釘固定可以應(yīng)用于大部分頸椎前路融合術(shù)中。其后隨著膨脹螺釘?shù)膽?yīng)用［18］，使得單皮質(zhì)螺釘?shù)墓潭ㄗ饔酶臃€(wěn)定。但是由于穩(wěn)定性的原因，對(duì)于骨質(zhì)疏松、椎體切除術(shù)和嚴(yán)重的椎體損傷等情況雙皮質(zhì)螺釘仍然是首選。

生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)在指導(dǎo)鋼板使用過程中有著重要的作用。隨著鋼板在臨床上的不斷使用，在椎體切除植骨融合等情況下時(shí)，鋼板需要提供更高的穩(wěn)定性，所以人們提出了前路鋼板螺釘交叉置釘?shù)姆绞?。蔡風(fēng)［19］通過在標(biāo)本上進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，交叉裝置能提供較大的拔出力而疲勞強(qiáng)度無明顯差異。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)也可評(píng)價(jià)不同情況下鋼板使用的效果，以便確定是否需要額外的內(nèi)固定，如Oberkircher等［20］通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：小關(guān)節(jié)的損傷影響了內(nèi)固定的穩(wěn)定性，一側(cè)或兩側(cè)小關(guān)節(jié)中的骨組織在臨床上損傷，則前路鋼板內(nèi)固定聯(lián)合植骨可能無法提供足夠的穩(wěn)定性，可能需要額外的后穩(wěn)定。為了解決骨質(zhì)疏松導(dǎo)致椎體塌陷和螺釘脫出的問題，前路鋼板自鎖系統(tǒng)［21］和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）增強(qiáng)螺釘?shù)燃夹g(shù)應(yīng)用而生。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅使鋼板在臨床上的使用更加合理，也在不斷地?cái)U(kuò)大其適用范圍。

1.1.4 前路椎弓根螺釘內(nèi)固定前路鋼板內(nèi)固定手術(shù)被認(rèn)為是處理下頸椎三柱損傷的首選，但其強(qiáng)度有限，常需輔以后路固定。對(duì)于許多無需后路減壓和復(fù)位的病人，后路手術(shù)僅僅是為了后路內(nèi)固定，這樣就造成了不必要的手術(shù)損傷。Koller等［22］于2008年提出的前路椎弓根螺釘固定，有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。吳海昊等［23］通過生物力學(xué)驗(yàn)證其穩(wěn)定性優(yōu)于前路鋼板內(nèi)固定，可作為前路鋼板內(nèi)固定的一個(gè)補(bǔ)充，其也通過前路椎弓根螺釘3種傳統(tǒng)固定方式對(duì)三柱損傷的穩(wěn)定性進(jìn)行比較，確定了此種方法的穩(wěn)定性，通過后路減壓和復(fù)位的患者無需后路也能獲得可靠的穩(wěn)定性。

1.2 頸椎后路內(nèi)固定

傳統(tǒng)的頸椎后路內(nèi)固定器械如鋼絲和椎板夾，由于生物力學(xué)性能和較低的融合率而逐漸被淘汰。椎弓根螺釘頸椎對(duì)于三柱不穩(wěn)定的情況較其他內(nèi)固定更有優(yōu)勢，廣泛的應(yīng)用于臨床［24］。目前為止，后路螺釘種類繁多，主要有頸椎側(cè)塊螺釘、頸椎椎弓根螺釘、頸椎經(jīng)關(guān)節(jié)突螺釘和樞椎椎板螺釘。

頸椎后路內(nèi)固定系統(tǒng)主要為螺釘固定系統(tǒng)。自Roy-Camille等［25］了用頸椎側(cè)塊螺釘鋼板系統(tǒng)后，先后出現(xiàn)了椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘和經(jīng)椎板螺釘?shù)裙潭ㄏ到y(tǒng)。在這些螺釘產(chǎn)生到臨床使用的過程中，人們對(duì)這幾種螺釘進(jìn)行了大量的生物力學(xué)離體實(shí)驗(yàn)，通過將內(nèi)固定系統(tǒng)植入椎體標(biāo)本測得生物力學(xué)數(shù)據(jù)，來評(píng)價(jià)其臨床適用性。20世紀(jì)90年代，側(cè)塊螺釘和椎弓根螺釘廣泛的應(yīng)用于臨床，Jones等［26］證明椎弓根螺釘比側(cè)塊螺釘穩(wěn)定性強(qiáng)，之后生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一結(jié)論［27］。雖然椎弓根螺釘?shù)姆€(wěn)定性強(qiáng)是大家公認(rèn)的，但是由于其解剖要求高，血管神經(jīng)并發(fā)癥嚴(yán)重等，側(cè)塊螺釘在臨床上應(yīng)用一直比較廣泛，經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘也有不足之處，如較其他螺釘多固定一個(gè)頸椎節(jié)段。這幾種螺釘各有優(yōu)缺點(diǎn)，在臨床上既可以互補(bǔ)使用，也可以組合使用。

2 胸椎腰椎內(nèi)固定

胸腰椎需要支撐整個(gè)身體，受力大，所以要求內(nèi)固定系統(tǒng)的固定強(qiáng)度要高。胸腰椎前路內(nèi)固定系統(tǒng)可以維持脊柱前柱和中柱的穩(wěn)定性，從而為脊柱融合提供一個(gè)良好的環(huán)境。脊柱后路的固定相當(dāng)于張力帶的作用，其必須有前中柱的穩(wěn)定才能發(fā)揮其作用，前路內(nèi)固定可以為其創(chuàng)造良好的固定條件。但是由于前路手術(shù)損傷大，并發(fā)癥較多，再加上生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)和臨床經(jīng)驗(yàn)證明，后路固定可以滿足大多數(shù)手術(shù)需要，所以前路內(nèi)固定在臨床上應(yīng)用較少。

2.1 后路內(nèi)固定系統(tǒng)

上世紀(jì)60年代，胸腰椎后路內(nèi)固定首先由Harrington提出，但其只能糾正冠狀面的畸形，對(duì)矢狀面和水平面作用很小；20世紀(jì)70年代，墨西哥Luque提出了“脊柱節(jié)段性固定”的理念，從而產(chǎn)生了Luque器械，其作用與Harrington相反，所以1984年，Wisconsin等結(jié)合這兩種器械形成Wisconsin系統(tǒng)；20世紀(jì)80年代，以CD系統(tǒng)和椎弓根螺釘為代表的三維內(nèi)固定系統(tǒng)相繼提出。1989年，Ashman等［28］通過5個(gè)需要椎弓根螺釘固定的內(nèi)固定器械椎次全切除模型中測試，椎弓根螺釘固定后路內(nèi)固定穩(wěn)定性良好。以CD系統(tǒng)為基礎(chǔ)，器械商和脊柱外科醫(yī)生根據(jù)臨床上遇到的問題和以往內(nèi)固定器械的不足，相繼設(shè)計(jì)出了TSH系統(tǒng)、CDH系統(tǒng)、LSOLA系統(tǒng)、USS系統(tǒng)。Moss Miami系統(tǒng)及中華長城系統(tǒng)等。這些椎弓根螺釘固定系統(tǒng)通過生物力學(xué)驗(yàn)證其穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)纜繩固定系統(tǒng)［29］，并成為后路內(nèi)固定系統(tǒng)的主角。

椎弓根螺釘固定系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于臨床以后，各種問題接踵而至。為了解決椎弓根螺釘和螺桿配置對(duì)于內(nèi)固定穩(wěn)定性影響的問題，Dick等［30］通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)得出：在軸向測試中，使用額外的螺釘剛度平均增加了160%；在彎曲測試中，六螺絲結(jié)構(gòu)的硬度比四螺絲結(jié)構(gòu)高84%；在扭轉(zhuǎn)測試中，六螺釘結(jié)構(gòu)比四螺釘結(jié)構(gòu)硬度高38%。Mohamad等［31］在人尸體上進(jìn)行了生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，雙螺桿結(jié)構(gòu)的失效載荷明顯高于單螺桿結(jié)構(gòu)，而螺桿直徑的增加也會(huì)引起固定強(qiáng)度的顯著變化。Tsai等［32］通過在脊柱標(biāo)本上進(jìn)行了不同直徑螺釘固定的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，證明螺釘?shù)闹睆揭矔?huì)影響固定的穩(wěn)定性。為了完善椎弓根螺釘?shù)氖褂茫瑴p少手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生，大量生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)測試了椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘面、深度和長度在不同椎體上對(duì)穩(wěn)定性的影響，從而指導(dǎo)臨床安全地使用椎弓根螺釘。

生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)也在幫助外科醫(yī)生挑戰(zhàn)椎弓根螺釘使用的禁忌癥。最典型的就是椎弓根螺釘系統(tǒng)應(yīng)用于骨質(zhì)疏松患者的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)。長期以來，骨質(zhì)疏松患者由于骨質(zhì)原因，脊柱的椎弓根螺釘固定器不牢固，易松動(dòng)。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥增強(qiáng)椎弓根螺釘技術(shù)可以增強(qiáng)骨質(zhì)疏松患者內(nèi)固定的固定強(qiáng)度［33-34］。隨著骨水泥在增強(qiáng)椎根弓螺釘固定系統(tǒng)中使用越來越廣泛，其后的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了不同骨水泥的使用量以及不同螺釘?shù)氖褂脤?duì)內(nèi)固定穩(wěn)定效果等，從而使椎弓根螺釘對(duì)骨質(zhì)疏松患者更加安全［35-49］。雖然長期以來PMMA增強(qiáng)椎弓根螺釘被認(rèn)為是骨質(zhì)疏松內(nèi)固定的金標(biāo)準(zhǔn)，但是新型的方法通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有挑戰(zhàn)此方法的趨勢，Derincek等［40］報(bào)道后凸椎椎弓根螺釘矯形術(shù)較PMMA增強(qiáng)椎弓根螺釘有更高的拉拔強(qiáng)度，似乎是一種更有效的方法。但是這些技術(shù)的優(yōu)勢并不明顯，并且PMMA增強(qiáng)椎弓根螺釘能夠滿足骨質(zhì)疏松患者的內(nèi)固定需要，所以一直以來并沒有取代PMMA增強(qiáng)椎弓根螺釘固定。

在脊柱后路手術(shù)中，椎弓根螺釘使用所帶來并發(fā)癥被有效地控制至關(guān)重要。在尸體上的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明椎弓根螺釘置入的位置與鄰近節(jié)段的僵硬有關(guān)［41］，椎弓根螺釘位置確定的選擇可降低其并發(fā)癥的發(fā)生。但是關(guān)于椎弓根螺釘導(dǎo)致鄰近節(jié)段僵硬的機(jī)制仍然不清楚。為了闡明這個(gè)問題的原因，Kyaw等［42］通過在豬脊柱上進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，證明鄰近節(jié)段的病變（ASD）是在脊柱融合手術(shù)后出現(xiàn)的現(xiàn)象，是用于補(bǔ)償由于椎弓根螺釘固定過度融合導(dǎo)致的活動(dòng)范圍的丟失，因此在生理范圍內(nèi)可能會(huì)對(duì)相鄰節(jié)段施加較大的扭矩，并可能逐漸導(dǎo)致退行性椎間盤或相鄰節(jié)段中的滑脫進(jìn)展。Tetsutaro等［43］的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了這種并發(fā)癥的機(jī)制。為了解決椎弓根螺釘所帶來的不良并發(fā)癥，半剛性裝置和椎弓根螺釘動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裝置等相繼提出，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了這些新型裝置的生物力學(xué)性能［44-46］。這些實(shí)驗(yàn)雖然肯定了動(dòng)態(tài)裝置的生物力學(xué)穩(wěn)定性，但是目前仍不能確定這種特定的補(bǔ)充儀器是否可以解決鄰近節(jié)段疾病的問題。

2.2 前路內(nèi)固定系統(tǒng)

胸腰椎前路內(nèi)固定器械較后路的內(nèi)固定器械少，首先由Dwye介紹，于上世紀(jì)70年代由Hall和Zieke改造，在側(cè)彎凸側(cè)放置棒，用螺紋棒代替鋼纜，進(jìn)行加壓和去旋轉(zhuǎn)以矯正畸形，之后，各種釘板和釘棒技術(shù)相繼問世，目前前路內(nèi)固定器械主要分為：Kaneda為代表的釘棒系統(tǒng)和以Z-plate為代表的釘板系統(tǒng)。

隨著內(nèi)固定系統(tǒng)的飛速發(fā)展，各種前路內(nèi)固定系統(tǒng)應(yīng)用于臨床，為了比較各個(gè)前路內(nèi)固定系統(tǒng)的優(yōu)勢，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)無疑是一種最佳的工具。An等［47］在小牛脊柱標(biāo)本中進(jìn)行了Kaneda裝置，Z形板等4種前路裝置在屈曲，伸展和側(cè)向彎曲方向上的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而證明了Kaneda裝置的穩(wěn)定性最好。與其他內(nèi)固定系統(tǒng)相似，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)也廣泛的應(yīng)用于前路裝置使用和開發(fā)的評(píng)價(jià)中。

隨著前路內(nèi)固定系統(tǒng)和后路椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)的發(fā)展，這兩類裝置的生物力學(xué)比較曾一度是內(nèi)固定生物力學(xué)研究的熱點(diǎn)。Johnson等［48］在人的尸體上證明了ALIF手術(shù)后，前路鋼板內(nèi)固定和椎弓根螺釘棒可提供基本相當(dāng)?shù)纳锪W(xué)穩(wěn)定性。Tzermiadianos等［49］通過在人體標(biāo)本上進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)得出：前路鋼板在屈曲和伸展方向穩(wěn)定性高，而后路椎弓根螺釘在側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性高。Kallemeier等［50］的實(shí)驗(yàn)得出了相似的結(jié)論。生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果有差異，這主要是由于標(biāo)本的選取、生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、評(píng)價(jià)指標(biāo)等因素引起的。但是這些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)將前路鋼板內(nèi)固定和后路椎弓根螺釘內(nèi)固定的特點(diǎn)明確的展現(xiàn)出來了。

前路內(nèi)固定雖然種類多，但是目前很少應(yīng)用于臨床，主要原因如下：（1）前路需要經(jīng)過胸腔、腹腔，解剖結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜；（2）只有在椎體腫瘤和嚴(yán)重的椎體損傷等情況下，前路內(nèi)固定系統(tǒng)才必須使用，而此類病例相對(duì)較少見；（3）生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明對(duì)于大多數(shù)疾病前路和后路裝置，雖然生物力學(xué)有區(qū)別，但是通過臨床證明其效果相似［54］。（4）后路椎弓根螺釘固定能夠滿足大多數(shù)內(nèi)固定的需要。

總之，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)早已成為脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)必不可少的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其在內(nèi)固定中的開發(fā)和使用的作用無可厚非。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元分析技術(shù)越來越成熟，生物力學(xué)應(yīng)力分析可以結(jié)合有限元模型使用，從而探討內(nèi)固定的穩(wěn)定機(jī)制并指導(dǎo)其在臨床的應(yīng)用。