腰椎形状记忆合金椎间融合器的研制和生物力学评价

摘要

目的:介绍一种新型腰椎形状记忆合金间融合器的设计原理和构型,并对其从后路植入腰椎节段后进行生物力学评价.方法:以镍钛记忆合金为材料自行开发研制一种具有独特构型的腰椎椎间融合器.在8具人尸体新鲜腰椎3、4节段标本上模拟后路融合术,制备成3种状态的脊柱功能单位:正常(完整状态)组,失稳(椎间盘摘除)组和融合器固定组.在脊柱三维运动试验机上测试每个节段的各向运动范围(ROM),比较融合器植入对腰椎节段稳定性的影响.然后将8个标本分成2组,分别植入记忆合金椎间融合器和螺纹状融合器,在生物力学实验机上进行拔出力测试,比较两者的抗拔出能力.结果:与正常组相比,椎间盘摘除后腰椎节段明显失稳(P<0.05).植入记忆合金椎间融合器,各向稳定性均较失稳状态明显提高(P<0.05).与完整状态相比,融合器组的前屈和侧屈方向的ROM分别为正常的66％和65％;两者差别显著(P<0.05);后伸方向的ROM值为正常的84％,两者之间无统计学差别(P=0.15);旋转方向的ROM值较正常组提高了25％,两者差别明显(P<0.05).记忆合金椎间融合器和螺纹状椎间融合器的平均最大拔出力分别为750±205N和695±175N,两者之间无明显统计学差异(P=0.54).结论:记忆合金椎间融合器设计独特、具有良好的三维运动稳定性和抗拔出能力,能够在临床尤其是微创领域得到进一步应用.