1、目的：
　　對于寰樞椎失穩(wěn)患者，堅強的內固定是目前最有效的治療方式。目前寰樞椎內固定方式眾多，但以寰椎椎后路釘棒內固定的三維穩(wěn)定性最佳。目前傳統(tǒng)的寰樞椎后路釘棒系統(tǒng)中的連接棒為圓柱形，為了提高復位效果，連接棒預彎的弧度較大，術中擰螺母固定時易出現(xiàn)旋轉，需要額外的輔助器械反復多次調節(jié)，很有可能因器械把持不穩(wěn)而造成脊髓的過度騷擾和意外損傷。為簡化手術操作，提高手術安全性，我們自行設計了新型自行防旋轉脊柱后路內固定棒裝置，對其進行有限元

2、生物力學性能的初步分析及人體頸椎標本的三維生物力學穩(wěn)定性分析，并與傳統(tǒng)的釘棒內固定裝置進行相應的生物力學穩(wěn)定性比較，評價新型自行防旋轉釘棒內固定系統(tǒng)的生物力學穩(wěn)定性，以期對其的臨床應用提供理論依據。主要研究目的包括：
　　1.創(chuàng)建新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)的三維有限元模型并分析有限元模型條件下內固定釘棒系統(tǒng)的生物力學性能。
　　2.建立新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)的新鮮人體頸椎標本模型，評估新型釘棒系統(tǒng)

3、的三維生物力學穩(wěn)定性。
　　3.新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)的初步臨床應用，評估新型內固定系統(tǒng)的安全性和有效性。
　　材料與方法：
　　1、寰樞椎后路內固定系統(tǒng)有限元模型的建立和分析：選擇1例健康成年女性志愿者，排除頸椎腫瘤、感染及畸形等情況后行枕骨底到樞椎(C0-2)薄層CT掃描，獲取圖片125張，以Dicom格式保存。應用三維模型軟件如Mimics10.01、Geomagic Studio2013、Sol

4、idWorks2012與Abaqus6.14軟件創(chuàng)建完整的新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)的有限元分析模型，并對其進行生物力學性能分析。運算所得的應力數(shù)值均為計量資料，記錄為均數(shù)±標準差（(x)±s）,采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件對應力均值進行統(tǒng)計學分析，檢查數(shù)據的正態(tài)性及方差齊型。兩種釘棒系統(tǒng)的連接棒之間采用獨立樣本t檢驗，P值設為0.05。
　　2、寰樞椎后路內固定系統(tǒng)生物力學三維穩(wěn)定性測試：選取新鮮人體頸椎標本6具，切

5、斷寰椎橫韌帶、齒狀突韌帶、翼狀韌帶等上頸椎韌帶組織，建立寰樞椎失穩(wěn)模型，對每具標本先后應用兩種釘棒系統(tǒng)進行固定：A組（常規(guī)寰樞椎后路釘棒內固定）、B組(新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定），A、B兩組進行組間活動度比較并分別于N1（寰樞椎正常模型）和N2組（寰樞椎失穩(wěn)模型）進行比較。在脊柱三維運動機上比較上頸椎的屈伸、側屈及旋轉三維穩(wěn)定性。
　　3、自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)的初步臨床應用：選取6例寰樞椎失穩(wěn)患者，簽署手術

6、知情同意書后，對6例患者均行術前常規(guī)頸椎張口位、正側位及頸椎過伸過屈位X片、寰樞椎CT與MRI平掃等檢查，明確寰樞椎脫位、齒狀突骨折移位及脊髓受壓部位和程度等情況，制定相應的釘棒內固定手術方案后行手術治療，術中行X片透視明確新型釘棒內固定系統(tǒng)的置入情況;術后復查頸椎X片及頸椎CT片，進一步明確內固定情況及寰樞椎脫位復位與骨折移位復位和愈合的情況。
　　結果：
　　1、有限元模型分析結果：有限元分析結果顯示兩種內固定系統(tǒng)均未出

7、現(xiàn)明顯的應力集中現(xiàn)象，且主要的應力分布區(qū)域均為螺釘根部與骨質結合部，連接棒與螺釘U型槽結合部。新型自行防旋轉寰樞椎后路內固定裝置的應力均值高于傳統(tǒng)釘棒內固定裝置，兩種內固定系統(tǒng)的應力均值存在統(tǒng)計學差異(P＜0.05)，但均未超過鈦合金的屈服強度(795-827MPa)和極限強度(860-896MPa)。
　　2、生物力學實驗結果：對兩種內固定裝置行體外（尸體）實驗的三維生物力學穩(wěn)定性測試，在前屈穩(wěn)定性上，兩種固定方式(A、B)間無

8、統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，均優(yōu)于對照組N1和N2(P＜0.05);在后伸穩(wěn)定性上，兩種固定方式(A、B)間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，均優(yōu)于對照組N1和N2(P＜0.05);在左側屈穩(wěn)定性上，兩種固定方式(A、B)間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，均優(yōu)于對照組N1和N2(P＜0.05);在右側屈穩(wěn)定性上，兩種固定方式(A、B)間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，均優(yōu)于對照組N1和N2(P＜0.05);在左旋轉穩(wěn)定性上，兩種固定方式(A、B

9、)間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，均優(yōu)于對照組N1和N2(P＜0.05);在右旋轉穩(wěn)定性上，兩種固定方式(A、B)間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，均優(yōu)于對照組N1和N2(P＜0.05)。
　　3、初步臨床應用：本組6例患者均成功施行寰樞椎后路釘棒復位內固定術，其中植骨融合固定5例，非融合固定1例。手術時間60～145mins，平均手術時間92mins;術中出血30～75ml，平均術中出血量45ml，無椎動脈及脊髓損傷。新型內固定裝

10、置的螺釘、連接棒均一次置入到位，擰緊螺母固定時能自行防旋轉，無需持棒器及額外的輔助器械把持及反復調試連接棒方向。術后復查X線片、CT及MRI結果顯示寰樞椎脫位復位、骨折愈合良好，脊髓壓迫解除。
　　結論：
　　1、新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)的設計符合生物力學的要求;2、新型自行防旋轉寰樞椎后路釘棒內固定系統(tǒng)和常規(guī)釘棒內固定系統(tǒng)的生物力學三維穩(wěn)定性相當，新型內固定系統(tǒng)能為寰樞椎的骨性融合提供堅強的生物力學穩(wěn)定性;3