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聚醚醚酮棒与钛棒在后路腰椎椎间融合中的有限元分析

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中国组织工程研究 2023年第22期27卷 3445-3450页

作者：李杰曹帅郭栋张琼弛贺西京李浩鹏卢腾西安交通大学第二附属医院骨二科陕西省西安市710004 民航总医院骨科北京市100123

背景:聚醚醚酮棒是一种新型的半刚性固定材料,但是其在后路腰椎椎间融合术中的生物力学性能仍不清楚。目的:对比聚醚醚酮棒与钛棒在后路腰椎椎间融合过程中的生物力学性能,尝试回答聚醚醚酮棒是否有潜力成为钛棒的替代品,尤其在前柱支... 详细信息

背景:聚醚醚酮棒是一种新型的半刚性固定材料,但是其在后路腰椎椎间融合术中的生物力学性能仍不清楚。目的:对比聚醚醚酮棒与钛棒在后路腰椎椎间融合过程中的生物力学性能,尝试回答聚醚醚酮棒是否有潜力成为钛棒的替代品,尤其在前柱支撑不充分的情况下。方法:利用有限元方法构建完整的人腰椎(L)模型,并进一步构建4个后路腰椎椎间融合模型:①聚醚醚酮棒+cage;②钛棒+cage;③聚醚醚酮棒+纯植骨;④钛棒+纯植骨。比较不同模型中节段活动度、相关结构应力以及应变。结果与结论:①所有手术模型在限制L节段活动度方面无明显差异;②与钛棒相比,聚醚醚酮棒增加了椎间植骨的平均应变、增加了终板以及cage的峰值应力,同时降低了螺钉以及骨-螺钉界面的峰值应力;聚醚醚酮棒的峰值应力与屈服应力之比为6%-26%,高于钛棒的3%-12%;③在L节段上,聚醚醚酮棒仅轻微地降低了节段活动度与椎间盘峰值应力;④因此与钛棒相比,聚醚醚酮棒可能降低假关节、螺钉断裂与松动的风险,但是也可能导致终板塌陷、cage损坏以及棒断裂的风险更高;聚醚醚酮棒在延缓邻近节段退变中可能较钛棒有微弱的优势;在不使用cage而仅采用骨移植物进行椎间融合时,聚醚醚酮棒也许是一个可供选择的方案。

关键词：聚醚醚酮棒钛棒后路腰椎间融合有限元分析应力遮挡纯植骨邻近节段退变

聚醚醚酮棒半刚性固定系统在腰椎融合术中的应用

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中国中医骨伤科杂志 2020年第4期28卷 36-40页

作者：王河忠刘洋谭俊峰武汉市第五医院(江汉大学第二附属医院)骨科武汉430050

目的:比较聚醚醚酮(PEEK)棒半刚性固定系统和钛棒刚性固定系统在腰椎融合术中的临床疗效。方法:回顾性分析2015年6月至2018年6月行后路椎间植骨融合术(PLIF)治疗腰椎退变性疾病患者54例,按照内固定材料分为两组(PEEK棒组27例,钛棒组27例... 详细信息

目的:比较聚醚醚酮(PEEK)棒半刚性固定系统和钛棒刚性固定系统在腰椎融合术中的临床疗效。方法:回顾性分析2015年6月至2018年6月行后路椎间植骨融合术(PLIF)治疗腰椎退变性疾病患者54例,按照内固定材料分为两组(PEEK棒组27例,钛棒组27例)。其中男18例,女36例;年龄52~72岁,平均(54.6±4.3)岁。所有患者术前均行腰椎正侧位X线片、腰椎过伸过屈X线片、CT平扫、腰椎MRI检查。通过比较两组患者术前及术后3,6,12个月Oswestry功能障碍指数(ODI)和日本骨科学会(JOA)评分评价临床疗效。术后3,6,12个月通过Brantigan椎间融合标准评价植骨融合情况。结果:54例患者术后均得到随访,随访时间12~24个月,平均(16.4±4.2)个月。所有患者均未出现伤口感染、脑脊液漏、内固定松动及断裂等并发症。术后3,6,12个月两组患者ODI均呈下降趋势,两组间差异无统计学意义(P>0.05);术后3,6,12个月两组患者JOA评分均呈上升趋势,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。术后3个月PEEK棒组融合率高于钛棒组,两组间差异有统计学意义(P0.05)。结论:PEEK棒半刚性固定系统与钛棒内固定系统在腰椎融合术中均可取得良好临床疗效,但PPEK棒半刚性固定系统早期融合疗效更佳。

关键词：聚醚醚酮棒钛棒腰椎融合术

聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术与经椎间孔腰椎间融合术治疗腰椎退行性疾病临床比较

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中国临床医生杂志 2020年第7期48卷 846-849页

作者：唐冰张琼熊敏湖北医药学院附属东风医院脊柱外科湖北十堰432000

目的对比聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术与经椎间孔腰椎间融合术应用于腰椎退行性疾病的临床效果。方法回顾性分析2015年10月至2017年9月湖北医药学院附属东风医院106例腰椎退行性疾病患者临床资料,将采用聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术... 详细信息

目的对比聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术与经椎间孔腰椎间融合术应用于腰椎退行性疾病的临床效果。方法回顾性分析2015年10月至2017年9月湖北医药学院附属东风医院106例腰椎退行性疾病患者临床资料,将采用聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术者纳入观察组(58例),将行经椎间孔腰椎间融合术治疗者纳入对照组(48例)。观察手术时间、术中出血量、术后引流量、术后住院时间及术后12个月内并发症发生情况。于术前及术后2周、3个月、12个月时,采用视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)评估患者腰部与下肢疼痛程度;以Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)评价患者腰背部功能;根据复查腰椎X线侧位片,以过伸位、过屈位椎间隙上下缘的延长线夹角差值获取椎间活动范围。结果观察组手术时间、术中出血量、术后引流量、术后住院时间均明显少于对照组,差异有显著性(P0.05)。术后3、12个月时,两组腰部、下肢VAS评分及ODI评分均较术前有显著下降,且观察组明显低于同期对照组,差异有显著性(P聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术治疗腰椎退行性疾病效果较为突出,相较于传统术式安全性良好且半刚性固定满意。

关键词：聚醚醚酮棒椎弓根螺钉非融合术经椎间孔腰椎间融合术腰椎退行性疾病

聚醚醚酮棒脊柱动态内固定系统在腰椎退行性疾病中的临床对比研究

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中华临床医师杂志（电子版） 2019年第11期13卷 850-854页

作者：李明辉刘洋王彩民张觅许锋武汉市第五医院骨科

目的对比研究聚醚醚酮(PEEK)棒脊柱动态内固定系统与传统刚性内固定在治疗腰椎退行性病变中的临床疗效。方法回顾性分析2014年6月至2017年6月47例腰椎退行性病变患者的临床资料。根据内固定材料的不同,将47例患者分为PEEK棒组(21例)和... 详细信息

目的对比研究聚醚醚酮(PEEK)棒脊柱动态内固定系统与传统刚性内固定在治疗腰椎退行性病变中的临床疗效。方法回顾性分析2014年6月至2017年6月47例腰椎退行性病变患者的临床资料。根据内固定材料的不同,将47例患者分为PEEK棒组(21例)和钛棒组(26例)。比较两组病例的手术时间、术中出血量、住院时间、下床活动时间、手术并发症及Oswestry功能障碍指数(ODI)评分、疼痛视觉模拟评分(VAS)等的差异。结果患者术后获得18-36个月[(24.4±6.5)个月]随访。PEEK棒组与钛棒组在手术时间、术中出血量、下床活动时间、住院时间差异无统计学意义(P> 0.05)。术后1、3个月ODI评分、VAS差异无统计学意义(P> 0.05),但末次随访ODI评分、VAS评分PEEK棒组优于钛棒组,差异具有统计学意义[ODI评分:(14.3±2.4)分vs(21.8±5.2)分,t=2.45,P 棒组随访期间未出现邻近节段退变,钛棒组出现2例患者3个节段退变,伴有轻度坐骨神经痛症状,予以保守治疗,部分缓解。2组患者在随访期间均无内固定断裂、松动发生。结论 PEEK棒动态内固定系统治疗腰椎退行性病变可获得较好的临床疗效,并发症少。

关键词：腰椎退行性病变聚醚醚酮棒半刚性动态固定脊柱融合术

腰椎融合术中应用聚醚醚酮棒与钛棒疗效对比的Meta分析

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实用医学杂志 2021年第12期37卷 1580-1586页

作者：宋振杰刘洪江唐汉武王利仁原超广州中医药大学第三附属医院广州510145

目的对腰椎融合术中应用聚醚醚酮棒(polyetheretherketone,PEEK)与钛棒的临床疗效进行系统的评价与对比。方法检索中国生物医学文献数据库、中国知网、维普数据库、万方数据库、Pubmed、Embase及Cochrane Library中有关使用PEEK棒系统... 详细信息

目的对腰椎融合术中应用聚醚醚酮棒(polyetheretherketone,PEEK)与钛棒的临床疗效进行系统的评价与对比。方法检索中国生物医学文献数据库、中国知网、维普数据库、万方数据库、Pubmed、Embase及Cochrane Library中有关使用PEEK棒系统行腰椎融合术治疗腰椎退行性病变的临床试验,日期为各数据库建库至2020年11月。对纳入文献进行资料提取和质量评价,采用NOS量表对10项研究进行方法学质量评价。采用RevMan 5.3软件对其JOA评分改善率、VAS评分、融合率、椎间隙高度进行Meta分析。结果纳入的10项研究中8项为高质量,2项为中等质量。Meta分析显示,术后中期的JOA改善率两组差异无统计学意义(P>0.05)。术后1月钛棒组腰痛VAS评分显著更低(P0.05)。两组术后1、6、12个月的下肢痛VAS评分差异无统计学意义(P>0.05)。PEEK棒组在术后3月、6月的融合率均显著高于钛棒组(P0.05)。结论在腰椎融合术中,使用PEEK棒系统可促进椎体融合,获得与钛棒系统相似的治疗效果。

关键词：腰椎退行性病变腰椎融合术内固定聚醚醚酮棒钛棒 Meta分析

聚醚醚酮棒半刚性固定系统在多节段退变性腰椎疾病中的临床应用

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中华临床医师杂志（电子版） 2016年第19期10卷 2867-2871页

作者：孙治国陆琳松王浩乌其坤孙俊刚袁宏傅要武新疆维吾尔自治区人民医院骨一科乌鲁木齐830001 重庆市荣昌区中医院骨科 402460

目的探讨聚醚醚酮(PEEK)棒半刚性固定系统在治疗多节段退变性腰椎疾病的临床疗效。方法回顾性分析我科在2013年12月至2015年2月收治的多节段退变性腰椎疾病48例,其中男25例,女23例,年龄54~78岁,平均(61.2±1.3)岁,行后路椎间植骨融合术(... 详细信息

目的探讨聚醚醚酮(PEEK)棒半刚性固定系统在治疗多节段退变性腰椎疾病的临床疗效。方法回顾性分析我科在2013年12月至2015年2月收治的多节段退变性腰椎疾病48例,其中男25例,女23例,年龄54~78岁,平均(61.2±1.3)岁,行后路椎间植骨融合术(PLIF)。根据患者治疗意愿,随机分为PEEK棒组24例,钛合金棒组24例;均行保留韧带复合体的腰椎后路减压、椎间植骨融合、内固定术。采用腰痛VAS评分、下肢痛VAS评分及JOA功能评分等指标评价临床疗效;通过改良Brantigan椎间融合标准评价植骨融合情况。结果 48例患者术后均获得随访,随访时间12~24个月,平均18个月。两组患者术后1个月腰痛、下肢痛VAS评分较术前显著降低(PEEK棒组3.3±0.4 vs.6.9±0.3,2.0±0.3 vs.7.2±0.3;钛棒组2.4±0.3 vs.7.1±0.2,2.2±0.3 vs.7.1±0.1),差异有统计学意义(P棒组20.0±3.1 vs.7.2±2.1,钛棒组19.8±2.1 vs.6.3±3.2),差异有统计学意义(P0.05)。根据改良Brantigan椎间融合标准,术后3个月PEEK棒组(70.83%)融合率显著高于钛棒组(41.67%),两组间差异有统计学意义(P棒组融合率(87.50%)高于钛棒组的融合率(79.17%),但两组间差异无统计学意义(P>0.05);术后12个月两组植骨融合率均为100%,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 PEEK棒半刚性内固定系统治疗多节段退变性腰椎疾病与传统钛棒内固定系统在临床疗效相当,早期融合率明显优于钛棒组,其长期疗效仍需要进一步观察。

关键词：脊柱融合术聚醚醚酮棒钛棒多节段腰椎退变

聚醚醚酮（PEEK）棒应用于颈椎的可行性及其促进骨性融合的相关研究

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聚醚醚酮（PEEK）棒应用于颈椎的可行性及其促进骨性融合的相关研...

作者：吴杰中国人民解放军空军军医大学

学位级别：硕士

研究背景:随着人口老龄化的发展以及伏案工作者数量的增加,颈椎病的发病率逐年增长,对于保守治疗无效或症状严重的患者,往往需通过手术减压以解除症状。其中,钉棒系统在颈后路手术中应用较为广泛。传统的钛合金钉棒系统被称为刚性固定,... 详细信息

研究背景:随着人口老龄化的发展以及伏案工作者数量的增加,颈椎病的发病率逐年增长,对于保守治疗无效或症状严重的患者,往往需通过手术减压以解除症状。其中,钉棒系统在颈后路手术中应用较为广泛。传统的钛合金钉棒系统被称为刚性固定,其可提供足够的术后即刻稳定性、限制痛性微动。然而其较高的弹性模量(110GPa)导致了明显的应力遮挡,改变了脊柱生理性载荷分布,引起术后相应并发症的发生,如邻近节段退行性变(adjacent segment degeneration,ASD)、假关节形成、断钉、断棒等。聚醚醚酮树脂(polyetheretherketone,PEEK)具有生物相容性好、弹性模量低(3.2GPa)、可透射线性等特点,基于PEEK棒的脊柱后路内固定系统被定义为半刚性固定。生物力学研究显示,PEEK棒可以在提供足够的稳定性的同时,维持脊柱生理性的载荷分布,减少应力遮挡导致的相关并发症的发生率。目前PEEK棒半刚性固定系统已被应用于胸、腰椎疾患固定术中,但尚未有颈椎应用PEEK棒固定的先例。用于颈椎固定的钛合金棒直径常为3.2mm,同样直径的PEEK棒是否能够满足颈椎固定需求,尚无相关研究。同时,生物力学研究指出PEEK棒能够增加前柱载荷的分布,因而有利于促进骨性融合,但相关的研究较少,尚需进一步研究以证明这一观点。目的:采用羊颈椎作为实验模型,通过体外生物力学实验,评估直径3.2mm的PEEK棒应用于颈椎的可行性并评价其生物力学特点。进一步通过动物体内实验,验证直径3.2mm的PEEK棒应用于颈椎的可行性,并比较其与传统钛合金棒固定的骨性融合效果。方法:1.体外生物力学实验:选取6具平均体重45kg羊的颈椎标本(C3-C4),标本进行CT扫描,采用Mimics软件分析数据并进行三维重建,测量羊颈椎解剖数据并设计钉道。剔除肌肉组织,保持标本韧带、椎间盘及骨性结构的完整性,使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包埋标本两端,于C3、C4前缘对称部位黏贴应变片,使用万能实验机对标本进行轴向加载0N-150N的轴向压力,记录压缩位移、椎体前缘微应变,通过自制夹具实现在标本前屈、后伸、左右侧弯方向加载2.5 N2M的力矩,记录最大角位移。完整标本测量结束后,破坏C3-C4关节突关节以制造颈椎失稳模型,并随机采用PEEK棒或钛合金棒固定,对失稳组、PEEK棒组、钛合金棒组进行上述生物力学测试,力学实验均先预加载两个循环以消除标本粘弹性对结果的影响。组间比较采用重复测量方差分析,两两比较采用LSD法。2.动物体内实验:选取24只雌性成年小尾寒羊,体重45±5.5 kg,随机分组,通过颈前路开口于C3-C4椎间植入多孔钛合金融合器,并进一步行颈后路固定,两组分别采用PEEK棒和钛合金棒进行固定,术后12、24周取材,行X线、Micro CT以及组织学检测,以评估骨性融合效果。组间比较采用两独立样本t检验法。实验结果:1.生物力学实验结果:(1)轴向压缩实验显示,PEEK棒组及钛合金棒组的刚度较完整组显著增加(p棒组刚度低于钛合金棒组(p棒组椎体前缘应变显著低于完整组及PEEK棒组(p棒组应变与完整组未见显著差异。(3)移动度结果显示:PEEK棒组及钛合金棒组在前屈、后伸、左右侧弯方向的移动度均小于完整组及失稳组,差异具有统计学意义(p棒组在左右侧弯方向的移动度要大于钛合金棒组,差异具有统计学意义(p棒断裂等情况发生。(3)X线结果显示,两组均未出现断钉、断棒、融合器移位,术后12周,钛合金棒组椎间仍可见明显透亮区,其中1例融合,3例部分融合,2例未融合;PEEK棒组3例融合,3例部分融合。术后24周两组均达到骨性融合。(4)Micro CT结果显示,术后12周,融合器中可观察到骨长入,其中PEEK棒组骨体积分数高于钛合金棒组(20.26±4.36%VS 14.48±3.49%,p棒组及钛合金棒组骨体积分数分别增加至27.95±4.82%、26.53±4.55%,两组间差异无统计学意义。(4)组织学结果显示,术后12周时融合器孔隙即可见明显骨长入,新生骨与材料结合面结合较为紧密,但仍可见显著的纤维组织,其中PEEK棒组骨长入量高于钛合金棒组(MBF:21.01±3.48%VS 16.73±2.95%,p棒组融合器与骨结合更为紧密,体现出更好的骨整合效果(BA:16.22±3.24%VS 11.67±3.63%,

关键词：聚醚醚酮棒钛合金棒羊模型颈椎生物力学

聚醚醚酮棒椎弓根内固定系统在腰椎退行性疾病治疗中的应用

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中华生物医学工程杂志 2012年第5期18卷 395-398页

作者：于秀淳黄伟敏周银梁进王冰张晶涛济南军区总医院骨病科 250031

目的分析聚醚醚酮棒（PEEK棒）椎弓根螺钉内固定系统在治疗腰椎退行性疾病中的应用可行性。方法对比分析分别采用PEEK棒内固定（P组，13例）及传统钛棒固定（T组，15例）后路椎管减压椎体间融合治疗腰椎退行性病变的两组患者的资料，通... 详细信息

目的分析聚醚醚酮棒（PEEK棒）椎弓根螺钉内固定系统在治疗腰椎退行性疾病中的应用可行性。方法对比分析分别采用PEEK棒内固定（P组，13例）及传统钛棒固定（T组，15例）后路椎管减压椎体间融合治疗腰椎退行性病变的两组患者的资料，通过日本骨科学会（JOA）评分评价临床疗效，并比较两组间手术时间、术中输血量、以及末次随访时椎间融合率及相关并发症。结果所有患者术后均经过6个月以上的随访。P组术前JOA评分10．53±1．90，术后为24．1±1．93，手术前后JOA评分改善率为（73．7±9．33）％；T组术前JOA评分为9．33±1．95，术后为23．7±1．83，手术前后JOA评分改善率为（73．3±9．15）％，差异无统计学意义（P=0．891）。植骨融合情况：P组9例为1级，4例为2级；T组15例中5例为1级，7例为2级，3例为3级，差异有统计学意义（P=0．036）。结论PEEK棒椎弓根螺钉内固定与坚强内固定治疗腰椎退行性疾病相比，短期可取得相同的疗效。PEEK棒组的骨融合率要高于传统钛棒组。PEEK棒治疗腰椎退行性疾病的长期临床效果尚有待进一步观察。

关键词：腰椎内固定器钛聚醚醚酮棒

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多节段腰椎退行性疾病非融合与融合固定比较

中国矫形外科杂志 2023年第13期31卷 1164-1170页

作者：刘涛俞兴关健斌杨永栋杨济洲赵赫曲弋王逢贤赵子义赵丁岩北京中医药大学第一临床医学院北京100700 北京中医药大学东直门医院骨科北京100700

[目的]比较多节段腰椎退行性疾病椎弓钉非融合与融合固定的临床效果。[方法]2018年1月—2019年12月62例三节段腰椎退行性疾病患者纳入本研究,根据术前医患沟通结果,30例采用椎管减压非融合椎弓钉-PEEK棒固定,32例采用减压常规钉-棒融合... 详细信息

[目的]比较多节段腰椎退行性疾病椎弓钉非融合与融合固定的临床效果。[方法]2018年1月—2019年12月62例三节段腰椎退行性疾病患者纳入本研究,根据术前医患沟通结果,30例采用椎管减压非融合椎弓钉-PEEK棒固定,32例采用减压常规钉-棒融合固定。比较两组围手术期、随访及影像结果。[结果]两组切口长度、术后引流量、切口愈合等级、下地行走时间、住院时间的差异均无统计学意义(P0.05)。术后12个月[(7.2±4.1)vs(9.7±3.9),P0.05)。术后12个月及末次随访时非融合组上位椎间活动度均显著小于融合组[(5.2±3.4)°vs(6.3±3.2)°,P<0.001;(5.3±3.7)°vs(6.7±3.8)°,P<0.001]。术后3、12个月和末次随访时,非融合组固定节段ROM均显著大于融合组[(8.4±3.6)°vs(2.1±0.9)°,P<0.001;(9.7±2.3)°vs(1.4±0.5)°,P<0.001;(11.5±2.9)°vs(0.9±0.4)°,P<0.001]。末次随访时腰椎整体活动度显著大于融合组[(26.2±6.8)vs(23.4±3.5),P=0.012]。末次随访时,非融合组上邻椎间隙Pfirrmann分级显著优于融合组[Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ:(5/15/7/3/0)vs(4/12/11/4/2),P=0.014]。[结论]非融合术后能保留固定节段部分活动度、患者腰背部僵硬感较轻,对邻近节段椎间盘退变影响相对较小。

关键词：腰椎退行性疾病聚醚醚酮棒钛棒非融合固定邻近节段退变