寰椎横向加压单节段内固定装置的设计及相关力学研究

Management of the unstable atlas fractures is challenging because of the atlantoaxial instability, and no consensus on therapy has been achieved. Fusion of C1-2 or occiput-to-C2 has been increasingly popular for treatment for unstable atlas fractures, but 50% normal motion, such as C1-2 rotation and C0-1 flexion/extension, is losed. Hence, crosslink compression and single level fusion of C1 has been suggested as a useful treatment choice for unstable atlas fractures in several studies. However, these studies has limitations including small sample size, lack of favorable fixation. The objective of our study is to found a crosslink compression system including treating of unstable atlas fractures and preserving the function of occipito-atlanto-axial complex. Furthermore, we perform a biomechanical analysis of the novel system for the treatment of unstable atlas fractures.

不稳定型寰椎骨折的治疗是脊柱外科的难题之一，治疗方式与疗效目前仍存在 争议。C1-2 固定融合或颈枕融合治疗不稳定型寰椎骨折，可重建枕-寰-枢椎复合体的稳定性，但却丧失了50%的运动功能。近来部分学者报道寰椎单节段横向加压固定治疗不稳定型寰椎骨折，既能使骨折复位、固定，又能保留枕-寰-枢椎复合体的运动功能。然而，上述研究仅限于个案或小宗病例报道，所采用内固定材料均为普通颈椎连接横棒，缺乏横向加压作用且在生物力学方面也存在不足，难以满足枕-寰-枢椎复合体的特殊生物力学要求。因此有必要设计一套更合理的寰椎横向加压单节段内固定装置，并在新鲜尸体上进行生物力学验证和机械力学测试，为临床治疗不稳定型寰椎骨折提供一种新的思路和方法。

寰椎单节段横向加压固定是目前治疗不稳定型寰椎骨折的一种新方法，既能使骨折复位固定，又能保留枕-寰-枢椎复合体的运动功能。然而，临床上所采用的大部分内固定装置均缺乏横向加压作用，且在生物力学方面也存在诸多不足，难以满足枕-寰-枢椎复合体的特殊生物力学要求。因此，我们提出了自行研制后路寰椎横向加压单节段内固定装置的设想。本研究通过测量尸体标本获取寰椎的解剖学数据，确定后路寰椎横向加压单节段内固定装置的长度、直径及弧度等设计参数；在不稳定型寰椎骨折的尸体标本模型中，以横向加压单节段内固定装置固定骨折的寰椎，测试枕-寰-枢椎复合体进行屈、伸、侧屈、旋转等四种生理运动状态时的寰枢椎相对位移情况，为新型内固定装置的研制和改进提供准确的力学数据。本研究结果初步证实后路寰椎横向加压单节段内固定装置可重建不稳定型寰椎骨折后的即刻稳定性，并能维持生理载荷下枕-寰-枢椎复合体的完整性，同时保留寰枢椎关节的运动功能，为新型内固定装置的临床应用提供了坚实的理论依据。