胸腰椎损伤运动功能重建的生物力学研究

胸腰椎损伤是最常见的脊柱损伤，常因伴发脊髓和或神经损伤致残率很高，造成劳动力损失远大于其他损伤，社会危害巨大。因胸腰椎的解剖结构复杂，损伤后运动功能重建需面临很多生物力学问题。本项目将基于前期所开展的骨盆和颈椎等相关生物力学研究基础，采用数字散斑法和电测应变法为主的实验生物力学系统比较和评价现有主要胸腰椎重建技术，同时运用三维有限元法分析不同重建方式治疗胸腰椎损伤的生物力学机制，并将析因设计、概率分析等统计学方法引入到有限元分析过程中，与实验生物力学结果相互验证，从生物力学角度探讨胸腰椎损伤后结构与运动功重建的策略，结合解剖学研究，分析胸腰段脊柱生物力学特征，构建重建其运动功能的动态固定系统的力学参数体系，并进行新术式的设计和相关生物力学评价，以期为胸腰椎损伤运动功能重建提供生物力学实验基础和理论依据。

1.建立了可重复使用的胸腰椎粘弹性三维有限元模型，为脊柱生物力学研究提供可重复、投入少的力学模型。并在三维有限元模型上进行动态冲击实验，分析胸腰椎在冲击暴力下应力分布及应力变化，研究胸腰椎爆裂性骨折的发生机制，为下一步进行胸腰椎爆裂性骨折进行逆损伤机制闭合复位的研究奠定了基础。 .2.比较了短节段椎弓根螺钉固定、长节段椎弓根螺钉固定及短节段椎弓根螺钉固定结合椎体增强三种固定方法的生物力学特点，提出长节段固定增加了连接钛棒的应力，导致断棒的风险增加，短节段椎弓根螺钉固定结合椎体增强有效的增加了重建的稳定性，并可减少内固定的应力，降低了断钉、断棒的发生率。提供胸腰椎结构与功能重建力学参数及理论基础。 .3.通过数字化测量及体外尸体标本实验，获得经单侧椎弓根穿刺进行椎体增强的实验数据及可行性结论，为临床开展经单侧椎弓根进行经皮椎体成形术及后凸成形术提供理论基础。并在临床上开展单侧椎弓根经皮后凸成形术治疗，取得了满意的疗效，有关数据和文章正在总结中。 .4.在 Cochrane 协作网注册进行系统分析，分析了胸、腰椎损伤的治疗现状，Protocol 已发表，系统综述分析文章已按照 Cochrane协作网要求完成，在审理中。 .5.设计四种有关胸腰椎损伤复位及内固定装置并申请相关专利。 .6.在国际和国内核心期刊已发表 11 篇高质量论文;参加国内会议进行交流并大会发言 5人次。 .7.培养研究生已毕业 5 名。.8.通过本课题的研究基础及依托，获得国家自然基金委资助课题1项，上海卫生局课题 2项