L5/S1前路解剖型钢板的研制及生物力学测定

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目的:根据腰骶段的解剖学与影像学研究结果,设计并生产符合L5/S1前路手术的解剖型钢板,并对钢板进行生物力学测定,为进一步临床应用提供实验依据。方法:选用317L钢材,根据L5/S1段解剖学以及影像学测定结果(见同实验组吴宏伟论文),结合L5/S1的生物力学特点,设计加工成L5/S1前路解剖型钢板(a,b两型)。取8具成人(男女各4)骨盆湿标本,分别用两种解剖型钢板固定并相互比较。对上述固定标本行非破坏性三点弯曲实验、扭转实验和疲劳实验并进行影像学检查。另选取解剖钢板各两块,其中一组进行破坏性弯曲实验,另一组进行破坏性扭转实验。结果:1.钢板分a,b两型,其中a型解剖型钢板大体形态为两个底边重叠的梯形,呈“(?)”形,钢板L5部分为一半径7.5cm,圆心角为30°的圆弧形,以贴附L5椎体的前表面,S1部分为平面以贴附S1椎体前表面,钢板矢状面呈137°弯曲与腰骶角解剖形态相吻合。b型钢板是a型钢板的简化版,主要在钢板中部做了简化处理,呈“工”形结构。2.钢板上设计上中下三组5个螺钉孔,螺孔轴线角度以解剖测量之TSA,SSA为依据,上组螺孔外偏30°、头倾5°,下组为外偏30°、头倾9°。上下两组螺钉孔设计为固定和提拉螺钉孔,其中心为钢板中轴线旁开7.5mm,为微调锁定螺孔设计,成“∞”形,中心间距1.5mm。左右两侧螺孔间距为15mm。螺孔为内螺纹设计,螺距0.5mm,直径6.5mm。中间螺孔为植骨螺钉孔。3.螺钉长度根据白椎体前表面进钉点至椎弓根后缘测得数据(即骨.螺钉通道)设计,L5螺钉长度为45mm,S1螺钉长度为40mm,螺距为0.5mm,直径5.5mm。4.将解剖钢板(a,b)内固定标本进行生物力学测试,其抗扭转力矩屈服强度为960Nm和420Nm,抗弯曲能力的屈服强度为1930N和1470N,两者差异有统计学意义。各螺钉最大旋入力矩平均数为3.31±0.85Nm,最大轴向拔出力平均为1366.85±284N。疲劳实验以P=2000N,6次/min反复折弯标本约15万次后检查钢板无断裂。结论:根据解剖和影像学数据所设计的L5/S1前路解剖型钢板基本符合该区域的解剖学要求,该器材具有良好的生物力学特性。
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