随着人们社会生活节奏的加快、劳动强度的增大及其生活行为方式的改变,继发性颈椎管狭窄症的患者逐年增多,有趋于年轻化的发病趋势。多节段的颈椎间盘突出症、颈椎后纵韧带骨化症及颈椎黄韧带骨化症等疾病是造成继发性颈椎管狭窄症的主要原因。“单开门”颈椎管扩大成形术是治疗这类颈椎管狭窄症的有效方法。“单开门”颈椎管扩大成形术在扩大椎管容积的同时保留了椎管后部骨性结构,部分维持了椎管的完整性。但临床应用中发现椎管扩大后,椎板的固定比较困难,开门后翻开的椎板回落,易出现“再关门”现象,从而使减压作用消失,严重者甚至造成脊髓损伤,出现灾难性后果。为此,许多学者尝试对传统的单开门椎管扩大成形术进行改良,有学者将植骨块通过钢丝或尼龙线固定在开门侧的椎板和小关节间,但仍不能完全避免椎板下沉、椎管直径缩小和再关门现象的发生。有学者用微型钛板(加植骨融合)固定开门侧椎板,微型钛板用螺钉固定在椎板上,一方面,如果固定植骨块的螺钉松动或植骨块不能与椎板和侧块骨化融合,植骨块有落入椎管造成脊髓损伤的可能；另一方面,因为人颈椎椎板较薄,把微型钛板用螺钉固定在椎板上,固定力量较小,不能形成牢固的固定；再者,椎板螺钉拧入时有损伤脊髓的风险,且耗时较长,操作技术要求较高。有学者采用“锚定法”固定技术,手术简便,不增加手术时间和出血量,有利于减少术后颈部僵硬、疼痛现象,但随着术后时间的增加,有丝线断裂、椎板回落的风险,另外,此种非刚性固定,如果门轴侧椎板不能融合,无法有效防止门轴侧椎板下沉。有学者在开门侧植入珊瑚羟基磷灰石或放置陶瓷装置,虽然考虑到修补开门侧椎管,但是难以获得手术后即刻的稳定性,有发生再关门而致使脊髓受压的可能。鉴于以上问题,本课题研制了新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板,以达到安全、有效、简便地进行颈椎椎管扩大成形术的目的。同时,通过自主研发新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板,使之国产化,力争大规模临床推广应用,切实降低患者的治疗费用,创造客观的经济和社会效益。第一部分颈椎单开门椎管扩大成形椎板重建(钛板)固定的应用解剖目的通过解剖测量C3-C7颈椎骨标本获得形态学参数,为颈椎单开门椎管扩大成形椎板重建(钛板)固定提供解剖学参数。方法采用50套正常成人干燥颈椎骨标本,测量C3-C7的相关参数,测量数据采用SPSS 13.0软件进行描述性分析,数据以均数±标准差表示,左右两组数据采用配对t检验,以P<0.05表示差异有统计学意义,将两侧数据合并后计算均值,据此得出颈椎单开门椎管扩大成形椎板重建(钛板)固定的解剖学数据。结果侧块宽度C3(9.89±0.97)mm,C7(12.09±0.93)mm.高度C4(11.44±2.09)m,C7(13.56±2.17)mm,逐渐增大。侧块厚度C3(9.03±1.46)mm、C7(6.66±0.78)mm,逐渐减小。自侧块外缘至棘突基底部上5mm之间的长度C3(25.21±2.08)mm,C6(27.09±1.80)mm,C7与C4接近。椎板外侧端、中间的高度分别为C3(11.54±1.66)mm,C7(16.83±1.77)mm；C3(10.91±1.58)mm,C7(14.86±1.48)mm,逐渐增大。椎板外侧端、中间的厚度分别为C5(4.44±0.81)mm、C7(5.28±0.76)mm；C4(3.00±0.86)mm,C7(4.92±0.96)mm。棘突基底部的高度C4(9.33±1.67)mm.C7(11.34±1.57)mm.基底部上5mm平面的高度C4(7.10±1.76)mm, C7(9.82±1.46)mm,C3与C5接近。棘突基底部的宽度C5(8.59±1.81)mm,C7(11.13±1.76)mm、上5mm平面的宽度C5(6.66±1.86)mm,C7(8.50±1.58)mm,C5最小,C7最大。结论颈椎单开门椎管扩大成形椎板重建(钛板)固定在形态学上有可行性,能扩大椎管、重建颈椎板的稳定性。第二部分新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板的研发目的设计新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板,以实现牢固固定开门侧椎板、增加固定的稳定性和安装的灵活性,有效防止“再关门”现象的发生。方法根据解剖测量国人C3～C7颈椎骨标本获得形态学参数,在总结临床经验和借鉴国外同类产品优缺点的基础上,初步确定所制微型钛板的结构和规格参数。根据确定的结构图和规格参数,制作此微型钛板样品,并在颈椎模型上安装,验证其可行性。结果本新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板包括主板和滑动钩两部分。主板一端固定于颈椎侧块上,另一端固定于颈椎棘突基底部,主板可根据手术需要进行预弯塑形。滑动钩镶嵌于主板的导向槽上,可在一定范围内移动,能根据颈椎的个体差异性及手术所要求的撑开宽度,灵活调节开门宽度。当滑动钩根据手术需要移动到满意的撑开宽度后,拧紧螺钉,可使两内撑爪撑开并卡压在主板导向槽上,因为主板与滑动钩接触面为粗糙面,借助两者粗糙面之间的摩擦力、内撑爪的卡压力和拧紧螺钉后形成的压力,固定滑动钩。结论新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板的设计在形态学上具有可行性,各部件参数有一定的选取范围,其能在颈后入路下安装,能扩大椎管、重建颈椎板的稳定性,具有牢靠安全、操作简便的特点。第三部分新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板固定后的三维运动评价目的通过脊柱三维运动稳定性实验评价在颈椎单开门术中应用新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板内固定重建颈椎稳定性的效果。方法实验材料取自意外死亡的成年男性新鲜尸体颈椎6例(C1-T1),作为自身对照性实验,在颈后路模拟临床术式行C3～C6右侧椎板开门、左侧作为门轴的单开门手术方式。先后依次进行正常的完整颈椎组、丝线组、丝线螺钉组、新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板组的生物力学测试,将包埋后的标本上端与脊柱三维运动试验机的加载盘相连,下段固定于试验机工作平台的标本固定底座上,在MTS-858材料试验机上对各组标本行屈伸、左右侧弯和左右旋转6个运动方向的稳定性测试,对所有标本实施纯力偶矩加载,载荷为0.5～2.0N.m,保持30s为1个循环。测量每一种工况运动前,将标本加载至最大力矩2.0N.m,然后卸载,同样重复3次,加载/卸载循环3次后采集数据形成3个加载/卸载循环,以将颈椎的粘弹性影响消除至最小,得到较为稳定的颈椎运动结果,当加载至2.0N.m时停留30秒,允许颈椎标本进行蠕变运动,在三次加载后进行运动学测量。在脊柱三维运动试验机上对各组标本行屈伸、左右侧弯和左右旋转6个运动方向的稳定性测试,施加的力偶矩为2.0N.m。多节段的运动测量使用Motion Analysis运动捕捉分析系统,该系统包括在颈椎标本周围共放置6台红外线摄像机,颈椎每个椎体上固定有4个不共线排列的球形红外线接收标记物,由红外线摄像机对标记物的运动进行实时运动测量,测试屈伸、左右侧弯、左右旋转6个方向的运动角位移参数,包括运动范围(range of motion, ROM)、中性区(neutral zone, NZ)和弹性区(elastic zone, EZ)。并由计算机直接得出每个标记物运动坐标,利用EVaRT软件计算每个标本节段的角位移,将各椎体的角位移相加得出颈椎的运动范围。所得的实验结果均采用SPSS 13.0统计软件包进行统计学处理,四组间运动范围变化的比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行分析,方差不齐时采用Welch法校正；进一步的多重比较采用LSD法(Least-Significant Different),方差不齐采用Games-Howell法,p<0.05作为差异有统计学意义的判定标准。结果在单开门手术后,丝线结扎组在后伸、左侧弯、左旋状态下运动范围与完整组、微型钛板组差异有统计学意义(p<0.05)；在前屈状态下运动范围与微型钛板组差异有统计学意义(p<0.05)。丝线螺钉组,在左侧弯及左旋状态下运动范围与完整组、微型钛板组差异有统计学意义(p<0.05)；与丝线组之间的差异无统计学意义；微型钛板组,在前屈、后伸、左侧弯、左旋状态下运动范围与丝线组差异有统计学意义(p<0.05),在左侧弯、左旋状态下运动范围与丝线螺钉组的差异有统计学意义(p<0.05)；与完整组之间的差异无统计学意义。结论在颈椎后路单开门椎管扩大成形术中,应用新型可调控式颈椎椎管扩大成形微型钛板固定开门侧椎板的生物力学稳定性好,可重建颈椎的稳定性。