客观的
近端交界性后凸(PJK)部分是由于固定脊柱和相对过度活动的相邻非固定脊柱节段交界处的生物力学改变所致。适当应用后锚定聚乙烯系索(即最佳配置和张力)可以减轻邻近节段应力并有助于防止PJK。本研究的目的是研究不同系索配置和张力(预加载)对长器械脊柱结构中PJK关节活动范围(ROM)和其他生物力学指标的影响。
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使用经过验证的T7-L5脊柱节段有限元模型,在完整的脊柱上进行测试,多水平后路螺钉杆结构(PS结构;T11-L5)无系索,以及15种具有不同系索配置的PS结构,根据1)近端系索固定上固定椎体+1 (UIV+1)和/或UIV+2而变化;2)远端系绳固定至UIV、UIV−1或棒;3)使用环形(单近端固定)或编织(UIV和/或UIV+1固定,以及UIV+1和/或UIV+2近端连接)系绳。在可变系索预载荷下评估节段ROM、椎间盘内压力(IDP)、棘间韧带和棘上韧带(ISL/SSL)力和螺钉载荷。
结果
PS结构连接ROM从基线的10% (T11-12)突然增加到99% (T10-11)。在将系索按大多数颅近端固定(UIV+1 vs UIV+2)和使用环与编织进行分组后,UIV+2环和/或编织最有效地抑制了连接ROM和邻近节段应力。不同的远端固定和使用环与编织的影响很小。uv +1 Loop在T11-12、T10-11和T9-10处的平均节段ROM分别为6%、40%和99%;uv +1 Weave分别为6%、44%和99%;UIV+2 Loop分别为5%、23%和26%;uv +2 Weave分别为5%、24%和31%。
系索与后韧带分担负荷;因此,增加锚索预紧张力会降低ISL/SSL力,但螺钉载荷会增加。关节ROM和IDP的进一步衰减在约100 N系索预载荷以上逆转,表明在较高的预载荷张力下,生物力学PJK预防的效果减弱。
结论
在这项研究中,有限元分析表明,UIV+2 Loop和/或Weave tether结构最有效地减轻了长器械脊柱结构中邻近节段的应力。系绳预紧力以牺牲螺钉载荷为代价抑制韧带力,并且在拐点(约100 N)以上,连接处ROM和IDP恶化(即避免过紧系绳)。结果表明系索结构和张力影响PJK生物力学,需要进一步的临床研究。