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双侧经皮椎体强化术中不同骨水泥填充量及分布形态的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2006-2014页

作者：包雄吴枭唐锡杰张友高蔡进奎李章华武汉大学中南医院湖北省武汉市430062 武汉科技大学医学院湖北省武汉市430081 武汉市第三医院骨科湖北省武汉市430074

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水... 详细信息

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水泥填充量及分布形态对骨折椎体生物力学的影响。方法:建立L_1-L_3骨质疏松有限元模型,在L_2节段模拟椎体压缩骨折,在骨质疏松性椎体压缩骨折模型上分别模拟4 mL及6 mL骨水泥注入量及双侧部分融合(FH型)、完全融合(FO型)、对称分离(SA型)、非对称分离(SN型)4种骨水泥分布形态,共获得9组模型。在相同边界条件下进行三维有限元求解,比较L_2骨折椎体的应力及位移。结果与结论:(1)9组模型的最大应力均集中于L_2骨折区域,各骨水泥填充骨折模型的L_2最大应力和最大位移均小于无骨水泥填充骨折模型,说明骨水泥填充治疗骨质疏松性椎体压缩骨折有效;(2)与4 mL骨水泥填充相比,6 mL骨水泥填充在提高骨折椎体稳定性的同时可显著降低骨折椎体应力,增强椎体强度;(3)在相同运动状态下,FH型组骨折椎体应力均为最小,其次为SA型组,该两组接近,FO型组骨折椎体应力最大,在侧弯动作中尤为明显,可能与骨水泥团块形状导致侧方应力集中有关;FH型组骨折椎体位移最小,FO型组骨折椎体位移最大;(4)结果显示,增加骨水泥注入剂量可以降低骨折椎体应力,提高稳定性,但会增加渗漏风险;双侧对称弥散分布骨水泥(FH型、SA型)在恢复椎体强度及稳定性上均优于完全融合、非对称分离骨水泥,因此,临床上行双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折时,首先保证双侧对称弥散分布,优先推荐双侧部分融合型分布,可获得合适的应力刺激及较好的稳定性。

关键词：骨水泥骨质疏松椎体压缩骨折经皮椎体强化有限元分析

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距骨骨软骨损伤治疗方案的个性化组合

中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4584-4592页

作者：陈学明佘昶无锡市第九人民医院(苏州大学附属无锡九院)足踝外科江苏省无锡市214000 苏州大学附属第二医院骨科江苏省苏州市215004

背景:距骨骨软骨损伤根据不同分型或临床症状,采取不同的治疗方法,包括保守治疗、手术治疗和生物制剂治疗。保守治疗大多可短时缓解症状和延缓病情;近年来关节镜下微骨折、克氏针钻孔、距骨软骨移植、自体骨软骨细胞移植、干细胞移植和... 详细信息

背景:距骨骨软骨损伤根据不同分型或临床症状,采取不同的治疗方法,包括保守治疗、手术治疗和生物制剂治疗。保守治疗大多可短时缓解症状和延缓病情;近年来关节镜下微骨折、克氏针钻孔、距骨软骨移植、自体骨软骨细胞移植、干细胞移植和生物制剂富血小板血浆等方法,都取得了不错的疗效。目的:对距骨骨软骨损伤的治疗进展进行总结,为其临床治疗提供参考。方法:第一作者以“talus,osteochondral lesions of the talus,微骨折,移植术,富血小板血浆,干细胞”为检索词,检索Pub Med数据库及中国知网2019年1月至2024年1月的相关文章。共纳入67篇文献进行综合分析。结果与结论:(1)目前治疗距骨骨软骨损伤的方式较多,对于Hepple分型Ⅰ和Ⅱ型病变保守康复治疗和生物制剂可缓解病情;Hepple分型Ⅲ型及以上且病变直径<15 mm选择微骨折或克氏针钻孔骨髓刺激治疗,但长期疗效不佳;更大病变面积选择置换和再生策略,移植失败是其最主要风险;(2)生物制剂治疗作为一种治疗新方式,多用于组合治疗;(3)针对距骨骨软骨损伤的治疗,需要考虑到软骨损伤的面积、部位等诸多因素,其治疗方案的选择还应考虑医疗技术开展情况以及患者接受程度、经济状况等因素,建议对各种方案进行个性化组合治疗,以取得更为良好的效果。

关键词：距骨距骨骨软骨损伤微骨折移植术富血小板血浆干细胞

骨髓间充质干细胞来源的外泌体抑制地塞米松诱导的C2C12肌管萎缩

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中国药理学通报 2025年第1期41卷 50-56页

作者：柯义兵丁永宏阿布都克热木·达吾提郭浩然兰志杰王勇平兰州大学第一临床医学院甘肃兰州730000 宁夏医科大学宁夏银川750000 兰州大学第一医院骨科甘肃兰州730000

目的研究骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)来源的外泌体(exsomes,EXOs)对地塞米松(dexamethasone,DEX)诱导的C2C12肌管萎缩的影响。方法(1)分离提取培养C57BL/6J小鼠BMSCs。(2)提取并鉴定BMSCs-EXOs。(3)C2C12细胞成肌分化。(4)将肌管细胞分为对照组(Control,2%马血清培养基培养48 h)、地塞米松组(DEX、浓度为10μmol·L^(-1)的DEX干预肌管48 h)、外泌体组(EXOs、外泌体干预肌管48 h)、外泌体抑制剂组(GW4869、10μmol的GW4869干预BMSCs后提取的外泌体干预肌管48 h)。48 h后测量各组肌管直径,CCK-8法检测各组细胞活力,Western blot检测各组肌肉萎缩及成肌分化相关蛋白的表达量。结果BMSCs呈长梭形,BMSCs-EXOs在透射电镜下为圆形的双层膜结构,直径约200 nm,且高表达CD9、CD63和CD81。相比于Control组,DEX组细胞活性降低(P<0.01),肌管细胞直径减少(P<0.01),atrogin-1(P<0.05)和MuRF-1(P<0.01)的表达明显上调,MYOD(P<0.01)蛋白表达降低;相比于DEX组,BMSCs-EXOs组细胞活性升高(P<0.01),肌管细胞直径增加(P<0.01),atrogin-1(P<0.05)和MuRF-1(P<0.01)的表达明显下调,MYOD(P<0.01)蛋白表达升高;相比于BMSCs-EXOs组,BMSCs-EXOs(GW4869)组细胞活性降低(P<0.05),肌管细胞直径减少(P<0.01),atrogin-1(P<0.05)和MuRF-1(P<0.05)的表达上调,MYOD(P<0.01)蛋白表达降低。结论骨髓间充质干细胞来源的外泌体(BMSCs-EXOs)可抑制地塞米松诱导的C2C12肌管萎缩。

关键词：骨髓间充质干细胞外泌体地塞米松肌管肌肉萎缩 C2C12

局部麻醉下机器人辅助经皮椎体后凸成形伤椎注入骨水泥的患者体验分析

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4647-4652页

作者：李佳鸿林书唐六一胡豇俞阳张伟四川省医学科学院·四川省人民医院(电子科技大学附属医院)骨科四川省成都市610072

背景:局部麻醉下传统C臂辅助经皮椎体后凸成形手术需多次透视以调整穿刺方向,工作通道建立时间较长,患者术中疼痛刺激较大;而机器人辅助经皮椎体后凸成形手术可一次性精准穿刺成功,明显改善患者术中体验,同时减少骨水泥渗漏风险。目的:... 详细信息

背景:局部麻醉下传统C臂辅助经皮椎体后凸成形手术需多次透视以调整穿刺方向,工作通道建立时间较长,患者术中疼痛刺激较大;而机器人辅助经皮椎体后凸成形手术可一次性精准穿刺成功,明显改善患者术中体验,同时减少骨水泥渗漏风险。目的:比较局部麻醉下机器人辅助和传统C臂辅助经皮椎体后凸成形手术的患者体验和其他疗效。方法:选择四川省医学科学院·四川省人民医院(电子科技大学附属医院)收治的单节段骨质疏松性椎体压缩骨折患者241例,其中132例在局部麻醉下进行机器人辅助经皮椎体后凸成形手术治疗(机器人辅助组),109例在局部麻醉下进行传统C臂辅助经皮椎体后凸成形手术治疗(传统透视组),记录患者术中体验评价、骨水泥注射量、手术时间、工作通道建立时间、住院费用及并发症,术后1 d通过影像学评估穿刺偏差与骨水泥渗漏。结果与结论:(1)机器人组59例患者术中体验评价为“非常好”,43例为“好”,16例为“一般”,10例为“差”,4例为“非常差”;传统透视组30例患者术中体验评价为“非常好”,44例为“好”,21例为“一般”,9例为“差”,5例为“非常差”,两组间术中体验评价比较差异有显著性意义(Z=-2.546,P=0.011);机器人组患者术中目测类比评分低于传统透视组(t=-9.513,P=0.000);机器人组、传统透视组愿意在必要时再次接受经皮椎体后凸成形手术的患者分别为84例和47例,组间比较差异有显著性意义(Z=-2.730,P=0.006);(2)机器人组患者手术时间、住院费用均多于传统透视组(t=2.860,P=0.003;t=36.522,P=0.000),工作通道建立时间短于传统透视组(t=-27.066,P=0.000),穿刺精度优于传统透视组(Z=-3.656,P=0.000),骨水泥渗漏率低于传统透视组(χ^(2)=7.284,P=0.007);(3)结果表明,局部麻醉后在机器人辅助行经皮椎体后凸成形手术患者的手术体验较好,具有穿刺精确、工作通道建立时间短、骨水泥渗漏率低的优势。

关键词：机器人骨质疏松性椎体压缩骨折经皮椎体后凸成形患者体验局部麻醉

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干细胞的趋电性迁移及机制

中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4984-4992页

作者：韩芳舒晴贾绍辉田峻武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 武汉大学中南医院骨科康复科湖北省武汉市430071

背景:随着对干细胞技术研究的深入,如何使其准确归巢成为临床应用中的一大难题。除药物和趋化因子等信号的诱导外,电场也被广泛应用于指导干细胞的定向迁移,并可增强其迁移速度和定向性。目的:旨在分析总结电场对干细胞迁移特性的影响,... 详细信息

背景:随着对干细胞技术研究的深入,如何使其准确归巢成为临床应用中的一大难题。除药物和趋化因子等信号的诱导外,电场也被广泛应用于指导干细胞的定向迁移,并可增强其迁移速度和定向性。目的:旨在分析总结电场对干细胞迁移特性的影响,同时综述可能的作用机制。方法:通过检索Pub Med和中国知网数据库,收集截至2024年3月的相关文献,英文检索词:“stem cells,direct current electric field,pulsed electric field,migration,electric field device,mechanism”;中文检索词:“干细胞,直流电场,脉冲电场,迁移,电场装置,机制”。排除不能获取全文和与主题无关的文献。结果与结论:根据筛选要求共纳入58篇文献,包括中文文献15篇及英文文献43篇。文献以脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、人胚胎干细胞和人诱导性多功能干细胞为研究对象,在迁移装置中研究电场的不同参数对上述干细胞迁移的影响及其机制。(1)电场作为一种简单、无创且稳定的干预方式在指导干细胞定向迁移的过程中起着积极作用;(2)不同类型的干细胞发生趋电性迁移的方向不同,同时大部分干细胞的迁移速度和定向性是随着电场强度增加而增加的;(3)不同的电场装置在观测干细胞迁移时的侧重点不同,可根据实验目的而择优选择相关装置;(4)不同干细胞趋电性迁移的机制不完全相同,多数干细胞迁移过程中有MAPK通路、ROCK活化以及PI3K功能的参与,同时还有其他蛋白质复合物与信号通路参与调控该过程;(5)除电场参数不同之外,细胞本身的衰老情况和培养环境也会对趋电性迁移的结果产生影响。总而言之,电场作为一种影响干细胞迁移特性的重要信号,与其他新兴材料结合在组织工程应用中展现出了一定的潜力,有望在指导干细胞归巢方面发挥更加重要的作用,促进骨组织再生和修复以及神经系统、自身免疫系统以及肿瘤等疾病的研究取得更大的突破。

关键词：干细胞电场趋电性迁移机制归巢效应物理因子电场装置细胞衰老培养环境

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个性化与常规导向器单髁置换前瞻性随机比较

中国矫形外科杂志 2025年第01期 12-18页

作者：邓煜蒋启龙曹林虎白新文重庆市中医骨科医院骨关节科

[目的]比较初学者使用个性化定制导板（patient-specific instrumentation, PSI）与经验丰富医生使用常规截骨导板行膝关节单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty, UKA）的临床疗效。[方法] 2022年1月—2022年11月，共计44例... 详细信息

[目的]比较初学者使用个性化定制导板（patient-specific instrumentation, PSI）与经验丰富医生使用常规截骨导板行膝关节单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty, UKA）的临床疗效。[方法] 2022年1月—2022年11月，共计44例拟行单侧UKA的患者纳入本研究，随机分为两组。其中，22例由UKA初学者采用个性化定制截骨导板（PSI组），22例由UKA经验丰富医生采用厂家提供的常规截骨导板（Oxford Microplasty, OMP组）。比较两组围手术期、随访及影像结果。[结果]PSI组的手术时间[(65.2±6.1) min vs (58.1±3.9) min, P0.05）。随访时间平均（18.0±3.2）个月，两组患者完全负重活动时间的差异无统计学意义（P>0.05）。随时间推移，两组患者VAS评分、HSS评分、KSS评分、FJS评分和ROM均显著改善（P0.05）。影像方面，与术后即刻相比，末次随访时，两组患者股骨组件内外翻角（femoral component varus/valgus angle, FVVA）、股骨组件屈伸角（femoral component flexion/extension angle,FFEA）、胫骨组件内外翻角（tibial component varus/valgus angle, TVVA）、胫骨组件后倾角（tibial component posterior slope angle,TPSA）及股胫机械轴夹角（hip-knee-ankle mechanical angle, HKAA）均无显著变化（P>0.05）。相应时间点，两组间上述影像指标的差异均无统计学意义（P>0.05）。[结论]初学者使用PSI相较于经验丰富医生使用OMP行UKA，前者手术时间相对长，但两者在围手术期损伤控制、功能评分及影像指标方面结果相似。PSI可作为UKA初学者的备选工具，缩短学习曲线。

关键词：膝骨关节炎膝关节单髁置换术个性化定制导板学习曲线

包虫抗原B通过抑制TAZ促进RANKL/NF-κB/TAK1介导的破骨细胞发生

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医学分子生物学杂志 2025年第1期22卷 8-15页

作者：吾路汗·马汗谢增如新疆医科大学第一附属医院创伤骨科乌鲁木齐市 830011

目的探讨包虫抗原B(hydatid antigen-B,Hyd-B)促进破骨细胞发生的分子机制。方法细胞实验分组-1:BMSCs细胞分为Control组、MCSF+RANKL组和MCSF+RANKL+Hyd-B组;使用巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony-stimulating factor,MCSF)联合可溶性核因子κB受体激活配体(receptor activator of nuclear factor-κb ligand,RANKL),外加/不加Hyd-B联合诱导骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向破骨细胞分化。细胞实验分组-2:BMSCs细胞分为Ctrl组和Hyd-B处理组(Treat组)。免疫共沉淀(co-IP)法测定Hyd-B对TAZ(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif)和TAK1(transforming growth factorβ-activated kinase 1)的直接相互作用的影响,使用抗TAK1抗体进行IP、IB检测TAZ的表达。细胞实验分组-3:BMSCs细胞分为Control组、MCSF+RANKL组、MCSF+RANKL+Hyd-B组、MCSF+RANKL+Hyd-B+TAZ-OE组和MCSF+RANKL+Hyd-B+OE-vector组。BMSCs转染腺病毒-TAZ OE或腺病毒-OE vector介导过表达TAZ。qPCR法检测破骨细胞分化标志物TRAP和Cathepsin K mRNA相对表达水平。蛋白质印迹检测细胞核p-P65、细胞质P65、细胞核NFATc1、p-AKT、AKT、p-ERK 1/2、ERK 1/2、p-TAZ、TAZ和TAK1的表达水平。结果与Control组比较,MCSF+RANKL组和MCSF+RANKL+Hyd-B组细胞TRAP和Cathepsin K mRNA水平升高(P<0.05);p-P65、p-AKT、p-ERK 1/2水平升高(P<0.05);细胞核内p-P65和NFATc1的水平升高(P<0.05)。与MCSF+RANKL组相比较,MCSF+RANKL+Hyd-B组细胞上述指标表达水平进一步升高(P<0.05)。与MCSF+RANKL+Hyd-B组相比较,MCSF+RANKL+Hyd-B+TAZ OE组细胞上述指标表达水平降低(P<0.05)。Co-IP结果,与Ctrl组相比较,Treat组中TAZ与TAK1的相互作用增加(P<0.05)。与Ctrl组相比较,Treat组中细胞质p-TAZ磷酸化水平增加(P<0.05),TAZ表达水平降低(P<0.05)。结论Hyd-B通过抑制TAZ上调RANKL/NF-κB/TAK1介导的破骨细胞发生。

关键词：骨包虫病包虫抗原B RANKL/NF-κB/TAK1 TAZ 破骨细胞分化

构建聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合材料及性能评价

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3380-3387页

作者：田家宇李多华张锋冯虎孙伟徐州医科大学江苏省徐州市221000 徐州医科大学附属医院骨科江苏省徐州市221000

背景:聚己内酯因具有良好的加工和降解性能在骨组织工程中得到广泛应用,但其较差的亲水性及机械强度并不能为成骨细胞提供良好的生长环境。目的:制备聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合材料,评估其生物相容性和体外促成骨分化能力。方法:使... 详细信息

背景:聚己内酯因具有良好的加工和降解性能在骨组织工程中得到广泛应用,但其较差的亲水性及机械强度并不能为成骨细胞提供良好的生长环境。目的:制备聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合材料,评估其生物相容性和体外促成骨分化能力。方法:使用磷脂对纳米金刚石进行改性,以聚己内酯为原材料,采用溶液浇铸法制备含不同质量比例(0%,2.5%,7.5%,10%)纳米金刚石-磷脂的聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合膜,使用聚己内酯/纳米金刚石膜进行对比,通过对各组材料表面形貌、元素组成、力学性能及水接触角的观察,选取理化性能较佳的复合膜。将MC3T3-E1细胞分别接种于纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜及聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,检测细胞增殖、黏附及成骨分化能力。结果与结论:①通过扫描电镜及表面元素组成证实聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合膜制备成功,与纯聚己内酯膜相比,聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜的拉伸强度提高了86.06%,弹性模量提高了54.76%,水接触角降低至70.0°,显示出良好的理化性能;②CCK-8检测结果显示,相较于纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜可促进MC3T3-E1细胞的增殖;鬼笔环肽染色显示,相较于聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜上的MC3T3-E1细胞多为菱形或纺锤形纤维状,细胞连接更紧密;碱性磷酸酶染色显示,相较于纯聚己内酯膜、聚己内酯/7.5%纳米金刚石膜,聚己内酯/7.5%纳米金刚石-磷脂膜上的MC3T3-E1细胞展现了更强的成骨分化能力;③结果表明,聚己内酯/纳米金刚石-磷脂复合材料具有良好的力学性能、亲水性、生物相容性及体外促成骨分化能力。

关键词：纳米金刚石聚己内酯磷脂溶液浇铸法 MC3T3-E1细胞成骨分化骨组织工程

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新型腰椎关节突关节融合装置的有限元分析

中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3081-3088页

作者：孙飞龙邱海洋姬宇飞杨意鹏刘大铭王龙超王飞雷伟张扬西安医学院研究生处陕西省西安市710068 空军军医大学附属西京医院骨科陕西省西安市710032

背景:脊柱小关节骨关节炎被认为是引起老年人下腰痛的常见原因,新型脊柱小关节突关节融合装置能够在脊柱小关节骨关节炎的早期对病变的小关节突关节进行融合,明显降低了由于早期保守治疗不佳和晚期手术治疗引起的一系列并发症的发生率,... 详细信息

背景:脊柱小关节骨关节炎被认为是引起老年人下腰痛的常见原因,新型脊柱小关节突关节融合装置能够在脊柱小关节骨关节炎的早期对病变的小关节突关节进行融合,明显降低了由于早期保守治疗不佳和晚期手术治疗引起的一系列并发症的发生率,但其对腰椎生物力学的影响尚未可知。目的:探讨新型腰椎关节突关节融合装置与传统融合装置的生物力学差异。方法:建立完整的L_(3)-S_(1)腰椎三维有限元模型并进行验证。在完整模型的基础上建立3组手术模型(双侧椎弓根螺钉固定模型、双侧新型小关节突关节融合固定模型和双侧关节突螺钉固定模型),手术节段为L_(4-5)。在500N载荷下,对所有腰椎模型施加7.5Nm力矩,计算L_(4-5)节段活动度、位移值和椎间盘应力值,以及L_(3-4)节段和L_(5)-S_(1)节段应力值。结果与结论:①与完整模型相比,各手术模型L_(4-5)节段的活动度都降低;②新型装置在左右旋工况下L_(4-5)节段活动度最小,在后伸工况下L_(4-5)节段活动度最大,在其他工况下L_(4-5)节段活动度大于双侧椎弓根螺钉固定模型;③新型装置在左右旋工况下L_(4-5)节段的位移值最小,在其他工况下L_(4-5)节段位移值大于双侧椎弓根螺钉固定模型;④对于新型装置在L_(4-5)节段的应力分布,在各个工况下都是最小的;⑤对于L_(3-4)节段新型装置在后伸和左右旋工况下的应力值最大,在其他工况下则小于双侧椎弓根螺钉固定模型;⑥与椎弓根螺钉固定相比,在L_(5)-S_(1)节段该新型装置的应力值都较小;⑦结果表明,与椎弓根螺钉固定相比,该新型装置通过对脊柱小关节进行融合,对腰椎的生物力学产生了一定的影响;在保留手术节段活动度的同时提供了一定的稳定性,同时也减少了手术节段及邻近节段椎间盘的应力值,从而对延缓椎间盘的退变有促进作用,进而表明该新型装置在理论上能够达到与椎弓根螺钉固定相类似的生物力学效果。

关键词：腰椎关节突关节椎弓根螺钉融合有限元分析脊柱生物力学固定