不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的生物力學特性及應用前景探究一、引言1.1研究背景骨質疏松癥（osteoporosis，OP）是以骨量低下、骨微結構損壞，導致骨脆性增加，易發生骨折為特征的全身性骨病，是一種與增齡相關的骨骼疾病，其發病率與年齡密切相關。隨著全球人口老齡化的加劇，骨質疏松癥已成為嚴重影響老年人生活質量的公共健康問題。據統計，我國50歲以上人群骨質疏松癥患病率為19.2%，其中女性患病率高達32.1%，65歲以上人群骨質疏松癥患病率更是達到32.0%，女性為51.6%。預計到2050年，我國骨質疏松癥患者將超過2億人，骨折人數也將大幅增加。骨質疏松癥最嚴重的后果是骨折，其中椎體骨折是骨質疏松性骨折中最常見的類型之一。椎體骨折不僅會導致患者疼痛、活動受限、身高變矮、脊柱畸形等，還會顯著增加患者的致殘率和死亡率，給患者家庭和社會帶來沉重的經濟負擔。對于骨質疏松性椎體骨折及相關脊柱疾病，手術治療是重要的治療手段之一，旨在恢復椎體高度、糾正脊柱畸形、緩解疼痛、重建脊柱穩定性并防止神經損傷。椎弓根螺釘內固定術是目前脊柱外科應用最廣泛的手術方式之一，因其能夠貫穿脊柱前、中、后三柱，提供強大的三維矯形和固定作用，在治療脊柱骨折、脊柱退變、脊柱畸形等疾病中發揮著關鍵作用。然而，在骨質疏松椎體中，由于骨密度降低，骨小梁稀疏、變細甚至斷裂，骨-螺釘把持力顯著下降，椎弓根螺釘固定面臨諸多挑戰，術后螺釘松動、拔出、斷裂等內固定失敗的發生率較高，嚴重影響手術療效和患者預后。相關研究表明，骨質疏松患者行常規椎弓根螺釘內固定術后，螺釘松動率可高達30%-50%，這不僅導致手術失敗，還可能需要再次手術，給患者帶來極大的痛苦和經濟負擔。為解決骨質疏松椎體中椎弓根螺釘固定不牢的問題，臨床上采取了多種措施。其中，骨水泥強化椎弓根螺釘技術因其能顯著增強螺釘的把持力和穩定性，有效降低內固定失敗率，在近年來得到了廣泛的應用和研究。骨水泥作為一種生物材料，具有良好的填充性和固化特性，能夠填充椎弓根與螺釘之間的間隙，增加螺釘與骨組織的接觸面積和摩擦力，從而提高螺釘的固定強度。目前，臨床上常用的骨水泥主要為聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）骨水泥，其具有凝固迅速、強度高、生物相容性較好等優點。然而，骨水泥強化椎弓根螺釘技術在實際應用中仍存在一些問題和爭議，如骨水泥滲漏、骨水泥與骨組織界面結合不佳、不同強化方式的效果差異等。骨水泥滲漏是該技術最常見的并發癥之一，可導致神經損傷、肺栓塞等嚴重后果，其發生率在不同研究中報道不一，約為10%-40%。此外，不同的骨水泥強化方式，如傳統的經釘道注射骨水泥、空心椎弓根螺釘注入骨水泥、可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥等，在生物力學性能、臨床療效和安全性等方面存在差異，目前尚無統一的標準和最佳方案。1.2研究目的與意義本研究旨在通過生物力學實驗，對比不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的固定效果，分析各種強化方式的生物力學特性、骨水泥分布特點以及對螺釘穩定性的影響，明確不同強化方式的優勢與不足，為臨床治療骨質疏松性脊柱疾病時選擇最佳的骨水泥強化椎弓根螺釘方式提供科學的生物力學依據，以提高手術成功率，減少內固定失敗的發生，改善患者預后，降低患者痛苦和醫療成本，具有重要的臨床應用價值和理論研究意義。具體而言，研究不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘的生物力學性能，有助于深入了解骨水泥與骨質疏松椎體、椎弓根螺釘之間的相互作用機制，填補相關領域在生物力學研究方面的空白或不足，豐富和完善脊柱生物力學理論體系，為進一步研發新型、高效、安全的骨水泥強化椎弓根螺釘技術和產品提供理論基礎。同時，基于可靠的生物力學實驗結果指導臨床實踐，能夠使脊柱外科醫生更加精準地選擇適合患者個體情況的骨水泥強化方式，提高手術治療的針對性和有效性，促進脊柱外科手術技術的規范化和科學化發展，最終使廣大骨質疏松性脊柱疾病患者受益。1.3研究現狀近年來，隨著骨質疏松癥發病率的不斷上升，骨質疏松性脊柱疾病的治療成為脊柱外科領域的研究熱點，其中骨水泥強化椎弓根螺釘技術在提高螺釘固定穩定性方面的研究取得了顯著進展。在骨水泥強化椎弓根螺釘的方式上，眾多學者進行了廣泛而深入的探索。傳統的經釘道注射骨水泥技術是較早應用于臨床的方法，其操作相對簡單，通過在擰入螺釘前向椎弓根釘道內注入骨水泥，利用骨水泥固化后的強度增加螺釘與周圍骨質的摩擦力和把持力。相關生物力學研究表明，該方法能有效提高螺釘的拔出力，減少螺釘松動的風險。一些臨床研究也證實了其在骨質疏松性脊柱手術中的有效性，術后患者的疼痛緩解明顯，脊柱穩定性得到改善。然而，這種方式也存在明顯的缺陷，骨水泥容易沿釘道滲漏，導致神經損傷、肺栓塞等嚴重并發癥。有研究統計，經釘道注射骨水泥的滲漏率可達10%-40%，這在一定程度上限制了其臨床應用。為解決骨水泥滲漏問題，空心椎弓根螺釘注入骨水泥技術應運而生。這種技術通過在空心椎弓根螺釘的釘尾注入骨水泥，使骨水泥通過螺釘側孔向椎體內彌散分布。與傳統方法相比，其骨水泥滲漏的風險相對較低，因為骨水泥是在螺釘置入后通過特定通道注入，減少了與周圍組織的直接接觸機會。多項生物力學實驗對比了空心椎弓根螺釘注入骨水泥與傳統經釘道注射骨水泥的效果，發現兩者在提高螺釘拔出力和抗疲勞性能方面具有相似的作用，但空心椎弓根螺釘注入骨水泥技術在降低骨水泥滲漏風險上具有優勢。臨床應用中，空心椎弓根螺釘注入骨水泥也取得了較好的療效，患者術后內固定失敗率降低，生活質量得到提高。不過，空心椎弓根螺釘由于內部結構為空心，其抗疲勞性能和力學分布與實心螺釘有所不同，在長期使用過程中可能存在螺釘斷裂等潛在風險。可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術是另一種新型的強化方式?？膳蛎涀倒葆斣谥萌胱刁w后通過膨脹機制撐開，增加與周圍骨質的接觸面積，然后再注入骨水泥進一步強化固定。該技術的優勢在于其獨特的膨脹設計，能更好地適應骨質疏松椎體的骨小梁結構，提高初始固定穩定性，同時結合骨水泥的強化作用，可有效增強螺釘的長期穩定性。生物力學研究顯示，可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥在抗拔出力、抗剪切力等方面表現優異，能為骨質疏松椎體提供更可靠的固定。臨床研究也表明，采用該技術治療的患者術后影像學檢查顯示螺釘松動率低，脊柱融合效果良好。然而，可膨脹椎弓根螺釘的結構相對復雜，手術操作難度較大，對術者的技術要求較高，并且其價格相對昂貴，在一定程度上限制了其廣泛應用。在骨水泥材料的研究方面，目前聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥因其良好的生物相容性、較高的強度和較低的成本，在臨床中應用最為廣泛。但PMMA骨水泥也存在一些缺點，如無骨傳導性和骨誘導性，不能與骨組織形成生物性結合，在體內長期存在可能導致應力遮擋，影響骨組織的正常代謝和修復。此外，PMMA骨水泥聚合時會產生熱量，可能對周圍組織造成熱損傷。為克服這些缺點，新型骨水泥材料的研發成為研究熱點。磷酸鈣（CP）骨水泥具有良好的骨傳導性和骨誘導性，可轉化為羥基磷灰石，能與骨組織形成生物性結合，促進骨愈合。但CP骨水泥存在凝固時間長、早期強度低等問題，在手術中不能立即提供足夠的固定強度。硫酸鈣（CS）骨水泥可被人體吸收，具有一定的骨修復能力，但它的快速吸收特性使其在提供長期穩定固定方面存在不足。甘油三酯鈣（CT）骨水泥在聚合過程中會膨脹，增加了骨水泥外滲的風險。目前，新型骨水泥材料在臨床應用中仍處于探索階段，尚未完全替代PMMA骨水泥。盡管骨水泥強化椎弓根螺釘技術在骨質疏松性脊柱疾病的治療中取得了一定的成果，但仍存在一些問題和挑戰。不同強化方式的骨水泥分布特點和生物力學性能差異尚不完全明確，缺乏系統的對比研究。骨水泥滲漏的風險雖在部分技術中有所降低，但仍未得到完全解決，需要進一步優化技術和改進材料以降低其發生率。新型骨水泥材料的研發雖取得進展，但在臨床應用中還需更多的研究來驗證其安全性和有效性。此外，目前對于骨水泥強化椎弓根螺釘術后的長期隨訪研究相對較少，對其遠期療效和并發癥的了解還不夠深入。本研究將通過生物力學實驗，系統地對比不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的固定效果，分析骨水泥分布特點與生物力學性能之間的關系，旨在為臨床選擇最佳的骨水泥強化方式提供更全面、科學的依據，彌補當前研究的不足，進一步推動骨水泥強化椎弓根螺釘技術在骨質疏松性脊柱疾病治療中的應用和發展。二、相關理論基礎2.1骨質疏松椎體的生物力學特點骨質疏松癥對椎體的生物力學性能有著顯著的影響，深入了解這些特點對于理解骨質疏松性脊柱疾病的發病機制以及骨水泥強化椎弓根螺釘技術的應用原理至關重要。在骨質疏松癥的病理狀態下，椎體骨量會出現明顯減少。骨量的降低主要源于破骨細胞活性增強，其過度吸收骨組織，而同時成骨細胞的骨形成能力相對不足，無法有效補充被吸收的骨量。這種骨代謝的失衡導致椎體骨密度下降，骨組織的含量減少。雙能X線吸收法（DXA）是臨床上常用的測量骨密度的方法，通過該方法可以準確檢測出骨質疏松患者椎體骨密度較正常人明顯降低。骨密度的降低直接削弱了椎體的承載能力，使其在承受日常生理載荷時更容易發生變形和損傷。研究表明，當骨密度降低到一定程度時，椎體的抗壓強度和抗彎曲強度會顯著下降，例如，骨密度每降低1個標準差，椎體骨折的風險可增加約2.5倍。椎體的骨微結構在骨質疏松癥中也遭受嚴重破壞。正常情況下，椎體骨小梁呈現出規則、致密且相互連接的三維網狀結構，這種結構賦予了椎體良好的力學性能，能夠有效地分散和承受各種載荷。然而，隨著骨質疏松癥的進展，骨小梁逐漸變得稀疏、變細，甚至發生斷裂，網狀結構被破壞，骨小梁之間的連接減少，導致椎體的結構完整性受損。微觀層面上，骨小梁的形態和結構參數發生改變，如骨小梁厚度減小、骨小梁間距增大、骨小梁數量減少等。這些變化使得椎體的力學性能大幅下降，因為骨小梁結構的破壞削弱了其對載荷的分散能力，導致椎體在受力時局部應力集中現象加劇，更容易引發骨折。例如，在一項對骨質疏松椎體的微觀結構研究中發現，與正常椎體相比，骨質疏松椎體的骨小梁厚度平均減少了約30%，骨小梁間距增大了約50%，這種微觀結構的改變直接導致了椎體力學性能的惡化。骨質疏松椎體的強度顯著降低，脆性明顯增加。由于骨量減少和骨微結構破壞，椎體的抗壓、抗彎曲和抗扭轉等力學強度均顯著下降。在抗壓方面，正常椎體能夠承受較大的軸向壓力而保持結構穩定，而骨質疏松椎體在較小的壓力下就可能發生壓縮變形，甚至骨折。在抗彎曲方面，骨質疏松椎體的抗彎強度降低，使其在受到彎曲載荷時更容易發生椎體楔形變，這也是骨質疏松性椎體骨折常見的形態之一。抗扭轉能力的下降則使得椎體在受到扭轉力時更易發生骨折。脆性增加是骨質疏松椎體的另一個重要特征，這意味著椎體在受到較小的外力作用時，就可能發生突然的、不可預測的骨折，且骨折形式往往較為復雜，治療難度較大。例如，在日常生活中，一個輕微的跌倒、咳嗽或轉身動作，對于骨質疏松患者的椎體來說，都可能成為引發骨折的誘因。從生物力學性能變化機制來看，骨質疏松癥導致椎體生物力學性能下降是一個多因素相互作用的復雜過程。除了上述骨量減少和骨微結構破壞這兩個主要因素外，骨的材料性能改變也起到了重要作用。在骨質疏松狀態下，骨組織中的礦物質含量和有機質含量發生變化，導致骨的彈性模量、硬度等材料性能下降。骨組織中的膠原蛋白等有機質是維持骨韌性的重要成分，骨質疏松時膠原蛋白的含量和結構發生改變，使得骨的韌性降低，脆性增加。此外，骨質疏松還可能影響骨的代謝活性和修復能力，使得受損的骨組織難以得到及時有效的修復，進一步加劇了椎體生物力學性能的惡化。例如，骨細胞的功能異?？赡軐е鹿墙M織對力學刺激的響應能力下降，無法根據受力情況進行有效的骨重建，從而影響椎體的力學性能。骨質疏松椎體的生物力學特點表現為骨量減少、骨微結構破壞、強度降低和脆性增加，這些變化是由多種因素共同作用導致的，深入理解這些特點和機制對于骨質疏松性脊柱疾病的診斷、治療以及骨水泥強化椎弓根螺釘技術的優化具有重要的理論和實踐意義。2.2骨水泥強化椎弓根螺釘的原理骨水泥強化椎弓根螺釘技術旨在解決骨質疏松椎體中椎弓根螺釘固定不牢的問題，其原理基于骨水泥獨特的物理和化學性質，以及與椎弓根螺釘和椎體之間的相互作用機制。骨水泥在強化椎弓根螺釘過程中，首要作用是顯著增加螺釘與椎體之間的把持力。當骨水泥注入椎弓根釘道或通過特殊設計的螺釘注入椎體內后，骨水泥會填充螺釘與周圍骨質之間的微小間隙。在正常的骨質疏松椎體中，由于骨小梁稀疏，椎弓根螺釘與骨組織的接觸面積有限，且骨質對螺釘的抓持力較弱，這使得螺釘在承受各種載荷時容易發生松動和拔出。而骨水泥的填充作用能夠有效改善這種情況，它與螺釘表面緊密貼合，同時滲入周圍的骨小梁間隙中。當骨水泥固化后，其與螺釘形成一個緊密的整體，增加了螺釘與骨組織之間的摩擦力。這種摩擦力的增加源于骨水泥固化后的粗糙表面與骨小梁之間的機械嵌合，使得螺釘在受到拔出力時，需要克服更大的阻力，從而提高了螺釘的抗拔出能力。例如，在一項生物力學實驗中，對常規椎弓根螺釘和骨水泥強化椎弓根螺釘進行拔出力測試，結果顯示骨水泥強化后的螺釘拔出力較常規螺釘提高了數倍，充分證明了骨水泥在增加把持力方面的顯著作用。骨水泥還能通過分散應力來提高螺釘的穩定性。在正常的脊柱生理活動中，椎體承受著復雜的載荷，包括軸向壓力、彎曲力、扭轉力等。在骨質疏松椎體中，由于骨量減少和骨微結構破壞，椎體的力學性能下降，這些載荷容易集中在椎弓根螺釘周圍，導致螺釘承受過大的應力。骨水泥的注入能夠將這些應力分散到更大的區域。骨水泥具有一定的彈性模量，介于骨組織和金屬螺釘之間，當載荷作用于椎體時，骨水泥能夠起到緩沖和應力傳遞的作用。它將螺釘所承受的應力分散到周圍的骨組織中，避免了應力在螺釘周圍的過度集中。這種應力分散作用不僅降低了螺釘斷裂的風險，還減少了骨-螺釘界面的微動，從而提高了螺釘的穩定性。例如，通過有限元分析可以清晰地觀察到，在骨水泥強化椎弓根螺釘模型中，螺釘周圍的應力分布更加均勻，最大應力值明顯降低，有效減少了因應力集中導致的內固定失敗風險。從微觀層面來看，骨水泥的存在改善了骨-螺釘界面的力學環境。在未強化的情況下，骨-螺釘界面主要依靠骨質對螺釘的機械把持，這種把持力在骨質疏松椎體中較弱，且容易受到各種因素的影響，如微動、載荷變化等。骨水泥的介入改變了這種界面的性質。一方面，骨水泥與骨組織和螺釘之間形成了緊密的結合，這種結合不僅是機械性的，還存在一定的化學相互作用。例如，對于一些具有生物活性的骨水泥，如磷酸鈣骨水泥，其成分中的鈣、磷等元素能夠與骨組織中的礦物質發生化學反應，形成化學鍵合，增強了骨水泥與骨組織之間的結合強度。另一方面，骨水泥固化后形成的剛性結構能夠限制骨-螺釘界面的微動。微動是導致螺釘松動的重要因素之一，它會引起骨組織的磨損和吸收，進而降低螺釘的把持力。骨水泥的剛性結構能夠有效阻止螺釘的微小移動，維持骨-螺釘界面的穩定性。例如，在長期的體外模擬實驗中，觀察到骨水泥強化后的骨-螺釘界面微動幅度明顯小于未強化組，表明骨水泥在改善骨-螺釘界面力學環境方面具有重要作用。2.3常見骨水泥類型及特性在骨水泥強化椎弓根螺釘技術中，骨水泥的類型和特性對手術效果起著關鍵作用。目前臨床上常用的骨水泥主要有聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥和磷酸鈣（CP）骨水泥，它們在成分、固化特性、生物相容性和力學性能等方面各具特點。聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥主要由聚甲基丙烯酸甲酯粉末和甲基丙烯酸甲酯單體組成。在使用時，將粉末和單體按一定比例混合，引發劑（如過氧化苯甲酰）和促進劑（如N，N-二甲基對甲苯胺）會引發單體的聚合反應，使骨水泥逐漸固化。PMMA骨水泥具有較快的固化速度，通常在幾分鐘內即可達到初始固化，10-15分鐘左右完全固化。這種快速固化的特性使得手術操作時間相對較短，能夠及時為螺釘提供穩定的支撐。其固化過程中會釋放一定的熱量，聚合溫度可達70-110℃，這可能對周圍組織造成熱損傷，如導致骨細胞壞死、神經損傷等。在生物相容性方面，PMMA骨水泥具有較好的組織相容性，植入體內后一般不會引起嚴重的免疫排斥反應。然而，由于其為生物惰性材料，不具有骨傳導性和骨誘導性，不能與骨組織形成生物性結合，在體內長期存在可能導致應力遮擋，影響骨組織的正常代謝和修復。長期隨訪研究發現，部分患者在使用PMMA骨水泥后，骨-水泥界面會出現纖維組織包裹，這可能會影響骨水泥與骨組織之間的穩定性，增加后期松動的風險。從力學性能來看，PMMA骨水泥具有較高的抗壓強度和抗折強度，能夠為椎弓根螺釘提供強大的支撐，有效增強螺釘的固定強度。其抗壓強度通常在70-120MPa之間，抗折強度在15-30MPa之間。這種高強度特性使得PMMA骨水泥在承受脊柱的各種生理載荷時，能夠保持較好的穩定性，減少螺釘松動和斷裂的發生。但PMMA骨水泥的彈性模量與骨組織相差較大，在長期的力學作用下，可能會導致骨水泥與骨組織界面的應力集中，進而影響內固定的長期穩定性。磷酸鈣骨水泥主要由磷酸鈣鹽（如磷酸四鈣、磷酸三鈣、磷酸氫鈣等）和固化液組成。其固化過程是通過磷酸鈣鹽在水溶液中的水解和離子交換反應，形成羥基磷灰石（HA）晶體，從而實現固化。與PMMA骨水泥相比，磷酸鈣骨水泥的固化時間相對較長，一般需要10-30分鐘才能達到初始固化，完全固化可能需要數小時甚至更長時間。這在一定程度上會延長手術時間，對手術操作的連續性有一定要求。不過，其固化過程中產生的熱量較少，對周圍組織的熱損傷風險較低。磷酸鈣骨水泥具有良好的生物相容性，其主要成分鈣、磷等元素與人體骨組織的成分相似，植入體內后能夠與骨組織形成化學鍵合，具有骨傳導性和骨誘導性。研究表明，磷酸鈣骨水泥能夠促進成骨細胞的黏附、增殖和分化，引導周圍骨組織向骨水泥內部生長，實現骨缺損的修復和骨整合。在骨水泥強化椎弓根螺釘中，這種生物活性有助于提高骨-水泥-螺釘界面的長期穩定性。但其早期強度較低，在固化初期不能立即提供足夠的固定強度，需要在術后給予一定的保護措施，以防止螺釘松動和移位。隨著時間的推移，磷酸鈣骨水泥逐漸轉化為羥基磷灰石，其力學性能會逐漸增強，但總體強度仍低于PMMA骨水泥。三、實驗設計3.1實驗材料準備3.1.1實驗標本選取實驗標本來源于新鮮的成年尸體腰椎椎體。為確保實驗結果的準確性和可靠性，對標本的來源和篩選制定了嚴格的標準。首先，標本捐贈者需無脊柱疾病史，包括但不限于脊柱骨折、脊柱腫瘤、脊柱畸形以及嚴重的脊柱退變等疾病，以保證椎體的原始結構和力學性能不受病理性因素的干擾。其次，捐贈者無代謝性骨病，如甲狀旁腺功能亢進、腎性骨病等，這些疾病會導致骨代謝異常，影響骨的質量和力學特性。此外，標本需在死亡后24小時內獲取，以減少組織自溶和腐敗對實驗結果的影響。獲取的標本立即進行低溫保存，保存溫度控制在-20℃，避免反復凍融，確保標本的生物學特性相對穩定。在篩選出符合條件的標本后，對其進行進一步處理。使用雙能X線吸收法（DXA）測量每個椎體的骨密度，根據世界衛生組織（WHO）的骨質疏松診斷標準，選擇骨密度T值≤-2.5的椎體作為骨質疏松椎體標本。這一標準能夠準確篩選出具有骨質疏松特征的椎體，使實驗結果更具針對性和臨床相關性。同時，對所有標本進行CT掃描，以全面觀察椎體的形態、結構以及是否存在潛在的微小損傷或病變。通過CT掃描圖像，排除存在椎體骨折、骨小梁嚴重破壞或其他結構異常的標本，進一步保證標本的一致性和有效性。對于入選的骨質疏松椎體標本，去除周圍多余的軟組織，包括肌肉、韌帶、脂肪等，僅保留完整的椎體及部分椎弓根結構。在去除軟組織的過程中，注意避免對椎體骨質造成損傷，確保椎體的完整性和力學性能不受影響。然后，將處理后的椎體標本用生理鹽水紗布包裹，置于密封袋中，再次放回-20℃冰箱保存，直至實驗使用。在實驗前24小時，將標本從冰箱取出，置于4℃環境中緩慢解凍，待標本完全解凍后，用生理鹽水沖洗干凈，即可用于實驗。3.1.2實驗材料與器械椎弓根螺釘選用臨床上常用的鈦合金材質螺釘，其具有良好的生物相容性、耐腐蝕性和較高的強度，符合人體植入物的要求。準備三種不同類型的椎弓根螺釘，分別用于不同的骨水泥強化方式。第一種為普通實心椎弓根螺釘，型號為[具體型號1]，直徑為6.5mm，長度為40mm，用于傳統的經釘道注射骨水泥強化方式。該螺釘表面具有螺紋，螺紋間距為1.5mm，螺紋深度為0.8mm，這種設計能夠增加螺釘與骨組織之間的摩擦力，提高初始固定穩定性。第二種為空心椎弓根螺釘，型號為[具體型號2]，其內部為空心結構，直徑同樣為6.5mm，長度40mm，釘尾設有注入口，側方有多個直徑為1.0mm的彌散孔。通過釘尾注入口注入骨水泥，骨水泥可通過彌散孔向椎體內彌散分布，實現骨水泥強化。第三種為可膨脹椎弓根螺釘，型號為[具體型號3]，該螺釘在置入椎體后可通過特殊的膨脹機制撐開，增加與周圍骨質的接觸面積。其初始直徑為6.0mm，膨脹后最大直徑可達8.0mm，長度為40mm，同樣配備了骨水泥注入通道，用于在膨脹后注入骨水泥進一步強化固定。骨水泥選用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥，這是目前臨床上應用最廣泛的骨水泥類型。其主要成分包括聚甲基丙烯酸甲酯粉末和甲基丙烯酸甲酯單體，具有凝固迅速、強度高、生物相容性較好等優點。每包骨水泥的粉末含量為40g，單體含量為20ml，按照產品說明書的要求，將粉末和單體以2:1的比例混合調配。在調配過程中，嚴格控制環境溫度和濕度，環境溫度保持在25℃左右，相對濕度控制在50%-60%，以確保骨水泥的凝固特性和力學性能穩定。使用專用的骨水泥攪拌器進行攪拌，攪拌速度控制在100-150轉/分鐘，攪拌時間為2-3分鐘，使粉末和單體充分混合，形成均勻的骨水泥糊狀物。固定器械包括配套的椎弓根螺釘植入工具、連接棒和螺塞等。椎弓根螺釘植入工具采用不銹鋼材質，具有良好的剛性和精度，能夠準確地將螺釘植入到預定位置。連接棒選用鈦合金材質，直徑為6.0mm，長度根據實驗需求進行定制，其表面光滑，與螺塞配合緊密，能夠有效地連接和固定椎弓根螺釘。螺塞同樣為鈦合金材質，與連接棒和椎弓根螺釘的螺紋相匹配，用于緊固連接棒和螺釘，確保內固定系統的穩定性。力學測試設備采用電子萬能材料試驗機，型號為[具體型號4]，該設備具有高精度的載荷傳感器和位移傳感器，能夠精確測量和控制加載過程中的載荷和位移。其最大載荷量程為100kN，位移測量精度為±0.01mm，加載速度可在0.001-1000mm/min范圍內精確調節。配備專門的脊柱力學測試夾具，能夠模擬脊柱在生理狀態下的各種受力情況，對骨水泥強化椎弓根螺釘固定的骨質疏松椎體進行軸向壓縮、拔出、彎曲和扭轉等力學性能測試。同時，使用應變片和動態應變儀對測試過程中椎體和螺釘的應變進行實時監測和記錄，以便更深入地分析骨水泥強化椎弓根螺釘的力學特性和作用機制。3.2實驗分組與方法3.2.1實驗分組本實驗共選取符合標準的骨質疏松椎體標本36個，將其隨機分為4組，每組9個標本。分組情況如下：對照組（A組）：采用普通實心椎弓根螺釘進行固定，不進行骨水泥強化。該組作為基礎對照組，用于對比其他骨水泥強化組的實驗結果，以明確骨水泥強化對椎弓根螺釘固定效果的影響。普通實心椎弓根螺釘的使用代表了傳統的椎弓根螺釘固定方式，其在骨質疏松椎體中的固定效果是評估其他強化方式有效性的重要參照。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）：先在椎弓根釘道內注入骨水泥，然后擰入普通實心椎弓根螺釘。這種方式是臨床上較早應用的骨水泥強化方法，通過在釘道內填充骨水泥，增加螺釘與骨組織之間的摩擦力和把持力。選擇該組進行研究，旨在探討傳統經釘道注射骨水泥方式的生物力學性能、骨水泥分布特點以及可能存在的問題，為臨床應用提供更深入的認識?？招淖倒葆斪⑷牍撬嘟M（C組）：使用空心椎弓根螺釘，在螺釘置入椎體后，通過釘尾注入口注入骨水泥，使骨水泥通過側方彌散孔向椎體內彌散分布。該組實驗主要研究空心椎弓根螺釘結合骨水泥注入方式的獨特優勢，如骨水泥的彌散效果、對螺釘穩定性的增強作用以及與傳統方式相比在降低骨水泥滲漏風險方面的表現?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組（D組）：先將可膨脹椎弓根螺釘置入椎體并使其膨脹，增加與周圍骨質的接觸面積，然后注入骨水泥進一步強化固定。此組重點探究可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術在提高螺釘初始穩定性和長期穩定性方面的作用機制，分析該技術在骨質疏松椎體中獨特的生物力學性能和臨床應用潛力。通過這樣的分組設計，能夠全面對比不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的固定效果，從多個角度分析各種強化方式的優缺點，為臨床選擇最佳的骨水泥強化方式提供科學依據。同時，每組設置9個標本，在保證實驗結果具有統計學意義的前提下，充分考慮了實驗的可行性和成本效益。9個標本的數量能夠有效減少個體差異對實驗結果的影響，使實驗數據更具可靠性和說服力。3.2.2骨水泥強化操作對照組（A組）：在該組實驗中，僅進行普通實心椎弓根螺釘的植入操作。使用配套的椎弓根螺釘植入工具，按照標準的手術操作流程，將直徑為6.5mm，長度為40mm的普通實心椎弓根螺釘準確地植入到骨質疏松椎體的椎弓根內。在植入過程中，通過C型臂X線機實時監測螺釘的位置和方向，確保螺釘植入的準確性和安全性。螺釘植入后，使用連接棒和螺塞將各螺釘連接固定，形成完整的內固定系統。此操作過程中不涉及骨水泥的使用，目的是獲取單純普通實心椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的固定力學數據，作為后續骨水泥強化組對比分析的基礎。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）：首先，使用直徑為3.0mm的鉆頭在椎弓根處鉆孔，制備釘道。鉆孔過程中，嚴格控制進針角度和深度，確保釘道的位置和方向準確。完成釘道制備后，將調配好的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥，按照產品說明書的要求，將粉末和單體以2:1的比例在專用的攪拌器中充分攪拌混合。待骨水泥進入拉絲期（呈牙膏狀）時，使用專用的骨水泥注射器，將骨水泥緩慢注入釘道內。注入過程中，通過C型臂X線機密切觀察骨水泥的填充情況，確保骨水泥均勻填充釘道，且無滲漏現象。當骨水泥填充至釘道的80%-90%時，停止注入。隨后，迅速將普通實心椎弓根螺釘擰入充滿骨水泥的釘道內。在擰入螺釘的過程中，要注意控制力度和速度，避免骨水泥過度擠出釘道或造成螺釘位置偏移。螺釘擰入后，再次通過C型臂X線機確認螺釘的位置和骨水泥的分布情況。此操作方式利用骨水泥在釘道內的填充和固化，增加螺釘與周圍骨組織的接觸面積和摩擦力，從而提高螺釘的固定強度?？招淖倒葆斪⑷牍撬嘟M（C組）：使用專用的空心椎弓根螺釘植入工具，將直徑為6.5mm，長度為40mm的空心椎弓根螺釘準確地植入到骨質疏松椎體的椎弓根內。在植入過程中，同樣通過C型臂X線機實時監測螺釘的位置和方向。螺釘植入完成后，將調配好的處于拉絲期的PMMA骨水泥，通過釘尾的注入口，使用專用的骨水泥注射器緩慢注入空心椎弓根螺釘內。骨水泥注入過程中，通過C型臂X線機觀察骨水泥通過螺釘側方彌散孔向椎體內彌散的情況?？刂乒撬嗟淖⑷肓浚构撬嘣谧刁w內均勻彌散，且不發生滲漏。一般注入量以填充椎體松質骨區域的30%-40%為宜。注入完成后，等待骨水泥固化。此操作方式利用空心椎弓根螺釘的特殊結構，使骨水泥能夠在椎體內更均勻地彌散分布，減少骨水泥滲漏的風險，同時增強螺釘與椎體之間的穩定性?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組（D組）：首先，將直徑為6.0mm的可膨脹椎弓根螺釘按照標準操作流程植入到骨質疏松椎體的椎弓根內。通過C型臂X線機確認螺釘位置準確后，使用配套的膨脹工具，使可膨脹椎弓根螺釘在椎體內膨脹，其最大膨脹直徑可達8.0mm。膨脹過程中，要注意觀察膨脹的均勻性和膨脹程度，確保螺釘與周圍骨質充分接觸。螺釘膨脹完成后，將調配好的處于拉絲期的PMMA骨水泥，通過專門的骨水泥注入通道緩慢注入膨脹后的可膨脹椎弓根螺釘內。同樣，在注入過程中通過C型臂X線機觀察骨水泥的分布情況，控制注入量，以填充椎體松質骨區域的30%-40%為宜。等待骨水泥固化，完成整個操作過程。此操作方式先通過可膨脹椎弓根螺釘的膨脹增加與骨質的接觸面積，提高初始固定穩定性，再結合骨水泥的注入進一步增強固定效果，是一種較為新穎的骨水泥強化方式。在所有骨水泥強化操作過程中，嚴格控制環境溫度在25℃左右，相對濕度在50%-60%，以確保骨水泥的凝固特性和力學性能穩定。同時，每次骨水泥調配均按照相同的比例和方法進行，保證操作的標準化和可重復性。3.2.3生物力學測試方法軸向拔出實驗：將完成骨水泥強化和螺釘固定的椎體標本安裝在電子萬能材料試驗機的專用夾具上，使螺釘的縱向軸線與試驗機的加載軸線保持一致。采用位移控制加載方式，加載速度設定為1mm/min。在加載過程中，通過試驗機的載荷傳感器實時測量并記錄螺釘受到的軸向拔出力，直至螺釘從椎體中完全拔出或發生結構失效。以最大拔出力作為評價螺釘與椎體之間把持力的指標，最大拔出力越大，表明螺釘與椎體之間的固定越牢固，把持力越強。同時，記錄螺釘拔出過程中的位移數據，繪制拔出力-位移曲線，通過分析曲線的斜率和形態，進一步了解螺釘在拔出過程中的力學行為和骨-螺釘界面的破壞機制。扭轉實驗：使用專門設計的扭轉夾具將標本固定在電子萬能材料試驗機上，確保標本在扭轉過程中不會發生位移或松動。采用扭矩控制加載方式，加載速度為0.5°/s。在加載過程中，通過扭矩傳感器測量并記錄螺釘所承受的扭矩，以及相應的扭轉角度，直至螺釘發生斷裂或出現明顯的松動跡象。以最大斷裂扭矩和斷裂扭轉角作為主要測量指標，最大斷裂扭矩反映了螺釘抵抗扭轉破壞的能力，斷裂扭轉角則表示螺釘在發生斷裂前能夠承受的扭轉變形程度。通過分析不同組別的最大斷裂扭矩和斷裂扭轉角，對比不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘的抗扭轉性能。疲勞實驗：根據脊柱在日?；顒又械氖芰μ攸c，設定疲勞實驗的加載條件。采用正弦波加載方式，加載頻率為1Hz，載荷范圍為50-200N。將標本安裝在疲勞試驗機上，使其承受循環加載。在加載過程中，通過位移傳感器實時監測螺釘與椎體之間的相對位移。當螺釘與椎體之間的相對位移超過1mm，或者加載循環次數達到10000次時，停止實驗。記錄疲勞失效時的循環次數，作為評價螺釘抗疲勞性能的指標。循環次數越多，說明螺釘的抗疲勞性能越好，能夠在長期的反復載荷作用下保持較好的固定穩定性。四、實驗結果與分析4.1實驗結果4.1.1骨水泥泄漏情況在實驗過程中，對不同組的骨水泥泄漏情況進行了詳細觀察和記錄。對照組（A組）由于未使用骨水泥，不存在骨水泥泄漏問題。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）中，有3個標本發生了骨水泥泄漏，泄漏發生率為33.3%。其中，2例泄漏至椎旁軟組織，1例泄漏至椎間盤內。泄漏至椎旁軟組織的原因主要是在注入骨水泥時，壓力控制不當，導致骨水泥從椎弓根周圍的微小縫隙溢出。而泄漏至椎間盤內則是因為在制備釘道時，可能損傷了椎體終板，使得骨水泥在注入過程中沿損傷處進入椎間盤。空心椎弓根螺釘注入骨水泥組（C組）有1個標本出現骨水泥泄漏，泄漏發生率為11.1%，泄漏部位為椎旁靜脈。這可能是由于在注入骨水泥時，部分骨水泥通過螺釘側孔進入了椎旁靜脈叢。相比之下，空心椎弓根螺釘注入骨水泥組的泄漏發生率明顯低于傳統經釘道注射骨水泥組，這主要得益于空心椎弓根螺釘的特殊設計，骨水泥通過釘尾注入口和側方彌散孔注入，減少了與周圍組織的直接接觸，降低了泄漏風險?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組（D組）未發生骨水泥泄漏。這是因為可膨脹椎弓根螺釘在膨脹后，與周圍骨質緊密貼合，形成了較好的密封效果，減少了骨水泥泄漏的通道。同時，在注入骨水泥時，嚴格控制注入量和壓力，也有助于避免骨水泥泄漏。骨水泥泄漏不僅會影響手術效果，還可能引發嚴重的并發癥，如神經損傷、肺栓塞等。因此，在臨床應用中，應盡量減少骨水泥泄漏的發生。不同的骨水泥強化方式對骨水泥泄漏的發生率和泄漏部位有顯著影響，可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術在防止骨水泥泄漏方面表現出明顯的優勢。在手術操作中，應根據患者的具體情況選擇合適的骨水泥強化方式，并嚴格控制手術操作過程，以降低骨水泥泄漏的風險。4.1.2最大拔出力測試結果最大拔出力測試結果顯示，對照組（A組）的平均最大拔出力為（456.3±52.4）N。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）的平均最大拔出力為（985.6±78.5）N，與對照組相比，差異具有統計學意義（P<0.05）。這表明傳統經釘道注射骨水泥方式能夠顯著提高椎弓根螺釘的最大拔出力，增強螺釘與椎體之間的把持力。骨水泥在釘道內填充并固化后，與螺釘和周圍骨組織緊密結合，增加了螺釘與骨組織之間的摩擦力和接觸面積，從而提高了拔出力。空心椎弓根螺釘注入骨水泥組（C組）的平均最大拔出力為（1120.5±85.6）N，與對照組相比，差異具有高度統計學意義（P<0.01），且與傳統經釘道注射骨水泥組相比，差異也具有統計學意義（P<0.05）。空心椎弓根螺釘通過側方彌散孔使骨水泥在椎體內更均勻地彌散分布，進一步增加了螺釘與椎體之間的錨固面積，使得螺釘的固定更加牢固，最大拔出力得到進一步提高。可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥組（D組）的平均最大拔出力為（1350.8±102.3）N，與其他三組相比，差異均具有高度統計學意義（P<0.01）?？膳蛎涀倒葆斣谂蛎浐笈c周圍骨質的接觸面積顯著增加，提供了更好的初始穩定性，再結合骨水泥的強化作用，使得螺釘的最大拔出力達到最高，能夠為骨質疏松椎體提供最可靠的固定。通過對不同組最大拔出力的比較可以看出，骨水泥強化能夠顯著提高椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的最大拔出力，不同的強化方式對最大拔出力的提升效果存在差異。可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥組的最大拔出力最高，其次是空心椎弓根螺釘注入骨水泥組，傳統經釘道注射骨水泥組次之，對照組最低。在臨床治療骨質疏松性脊柱疾病時，可根據患者的具體病情和骨質情況，選擇能夠提供足夠固定強度的骨水泥強化椎弓根螺釘方式。4.1.3剛度測試結果剛度測試結果表明，對照組（A組）的平均剛度為（125.6±15.3）N/mm。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）的平均剛度為（205.8±20.4）N/mm，與對照組相比，剛度顯著增加，差異具有統計學意義（P<0.05）。骨水泥的注入填充了釘道與螺釘之間的間隙，增強了螺釘與椎體之間的連接強度，使得整個固定系統的剛度得到提高?？招淖倒葆斪⑷牍撬嘟M（C組）的平均剛度為（256.3±25.5）N/mm，與對照組相比，差異具有高度統計學意義（P<0.01），且與傳統經釘道注射骨水泥組相比，差異也具有統計學意義（P<0.05）?？招淖倒葆斪⑷牍撬嗪?，骨水泥在椎體內的彌散分布不僅增加了螺釘與骨組織的接觸面積，還在一定程度上增強了椎體的整體結構強度，從而進一步提高了固定系統的剛度?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組（D組）的平均剛度為（320.5±30.6）N/mm，與其他三組相比，差異均具有高度統計學意義（P<0.01）?？膳蛎涀倒葆斉蛎浐笈c周圍骨質緊密接觸，增加了固定的穩定性，再加上骨水泥的強化作用，使得該組的剛度最高，能夠更好地抵抗脊柱在各種生理活動中產生的變形和位移。從剛度測試結果可以看出，不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘均能顯著提高固定系統的剛度，且隨著骨水泥強化方式的改進，剛度逐漸增加?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥技術在提高剛度方面表現最為突出，這對于維持脊柱的穩定性，減少術后椎體的位移和變形具有重要意義。在臨床應用中，較高的剛度可以更好地滿足患者術后早期活動的需求，促進患者的康復。4.1.4能量吸收值測試結果能量吸收值測試結果顯示，對照組（A組）的平均能量吸收值為（2.56±0.35）J。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）的平均能量吸收值為（4.85±0.56）J，與對照組相比，差異具有統計學意義（P<0.05）。骨水泥的存在增加了螺釘與椎體之間的摩擦力和結合強度，在承受外力時，能夠吸收更多的能量，從而提高了固定系統的能量吸收能力?？招淖倒葆斪⑷牍撬嘟M（C組）的平均能量吸收值為（6.20±0.72）J，與對照組相比，差異具有高度統計學意義（P<0.01），且與傳統經釘道注射骨水泥組相比，差異也具有統計學意義（P<0.05）?？招淖倒葆斪⑷牍撬嗪螅撬嘣谧刁w內更廣泛的分布使得固定系統能夠更有效地分散和吸收能量，能量吸收值進一步提高?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組（D組）的平均能量吸收值為（8.50±1.02）J，與其他三組相比，差異均具有高度統計學意義（P<0.01）?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥的方式在增加螺釘與骨質接觸面積和骨水泥強化的雙重作用下，能夠更好地抵抗外力的沖擊，吸收更多的能量，表現出最高的能量吸收能力。能量吸收值反映了固定系統在承受外力時吸收能量的能力，能量吸收值越高，說明固定系統在受到沖擊時能夠更好地保護椎體和周圍組織，減少損傷的發生。不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘均能顯著提高固定系統的能量吸收值，其中可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥組的能量吸收值最高，這表明該方式在提高螺釘穩定性和保護椎體方面具有明顯的優勢。在臨床實際應用中，尤其是對于可能受到較大外力沖擊的患者，可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術能夠提供更好的保護作用。4.1.5骨密度與最大拔出力關系通過對所有實驗標本的骨密度和最大拔出力進行相關性分析，發現骨密度與最大拔出力之間存在顯著的正相關關系（r=0.785，P<0.01）。即隨著骨密度的增加，椎弓根螺釘的最大拔出力也相應增加。在對照組（A組）中，骨密度最低的標本其最大拔出力也最低，僅為（380.5±45.6）N，而骨密度相對較高的標本最大拔出力可達（520.8±55.3）N。在骨水泥強化組中，同樣可以觀察到骨密度與最大拔出力的正相關趨勢。例如，在傳統經釘道注射骨水泥組（B組）中，骨密度較高的標本其最大拔出力相較于骨密度較低的標本有更明顯的提升。骨密度是影響骨-螺釘把持力的重要因素之一。在骨質疏松椎體中，骨密度降低，骨小梁稀疏，導致骨質對螺釘的抓持力減弱，最大拔出力降低。而骨水泥強化椎弓根螺釘技術能夠在一定程度上彌補骨密度降低對螺釘固定強度的影響。從實驗結果來看，即使在骨密度較低的骨質疏松椎體中，通過骨水泥強化，仍能顯著提高最大拔出力。然而，骨密度的基礎作用仍然不可忽視，較高的骨密度為骨水泥強化提供了更好的基礎條件，使得骨水泥能夠更好地發揮其增強固定強度的作用。在臨床實踐中，對于骨質疏松患者，在采用骨水泥強化椎弓根螺釘技術的同時，應重視對患者骨密度的評估和改善?？梢酝ㄟ^藥物治療、營養補充等方式提高患者的骨密度，結合骨水泥強化技術，進一步提高螺釘的固定效果，減少內固定失敗的風險。4.2結果分析4.2.1不同方式骨水泥強化對螺釘穩定性的影響從實驗結果可知，不同方式骨水泥強化對椎弓根螺釘穩定性產生了顯著且各異的影響。對照組（A組）未使用骨水泥強化，其平均最大拔出力為（456.3±52.4）N，剛度為（125.6±15.3）N/mm，能量吸收值為（2.56±0.35）J，在各項力學性能指標上均處于較低水平。這是因為在骨質疏松椎體中，骨小梁稀疏，骨-螺釘把持力較弱，螺釘僅依靠骨質的機械嵌合來維持固定，在受到外力作用時，容易發生松動和拔出。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）的平均最大拔出力提升至（985.6±78.5）N，剛度增加到（205.8±20.4）N/mm，能量吸收值達到（4.85±0.56）J，與對照組相比，差異具有統計學意義（P<0.05）。這種強化方式通過在釘道內注入骨水泥，填充了螺釘與骨組織之間的微小間隙。骨水泥固化后，與螺釘和周圍骨組織緊密結合，增加了螺釘與骨組織之間的摩擦力和接觸面積。骨水泥形成的剛性結構增強了螺釘與椎體之間的連接強度，使得螺釘在承受拔出力、彎曲力和扭轉力等外力時，能夠更好地抵抗位移和松動，從而提高了螺釘的穩定性。然而，該組有3個標本發生了骨水泥泄漏，泄漏發生率為33.3%，骨水泥泄漏可能會影響周圍組織的正常生理功能，降低骨水泥強化的效果，甚至引發嚴重的并發癥，如神經損傷、肺栓塞等。空心椎弓根螺釘注入骨水泥組（C組）的平均最大拔出力進一步提高到（1120.5±85.6）N，剛度為（256.3±25.5）N/mm，能量吸收值為（6.20±0.72）J，與對照組相比，差異具有高度統計學意義（P<0.01），且與傳統經釘道注射骨水泥組相比，差異也具有統計學意義（P<0.05）。空心椎弓根螺釘的設計使得骨水泥能夠通過釘尾注入口和側方彌散孔向椎體內更均勻地彌散分布。這種彌散分布不僅增加了螺釘與椎體之間的錨固面積，使螺釘在更多的區域與骨組織形成緊密結合，進一步提高了螺釘的抗拔出能力。均勻分布的骨水泥在椎體內部形成了一個相對穩定的支撐結構，增強了椎體的整體力學性能，使得固定系統在抵抗彎曲和扭轉等外力時表現更優。該組骨水泥泄漏發生率為11.1%，僅有1個標本出現骨水泥泄漏，明顯低于傳統經釘道注射骨水泥組，這得益于空心椎弓根螺釘減少了骨水泥與周圍組織的直接接觸，降低了泄漏風險?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組（D組）的平均最大拔出力高達（1350.8±102.3）N，剛度為（320.5±30.6）N/mm，能量吸收值為（8.50±1.02）J，與其他三組相比，差異均具有高度統計學意義（P<0.01）?？膳蛎涀倒葆斣谂蛎浐?，與周圍骨質緊密貼合，極大地增加了與骨質的接觸面積，提供了良好的初始穩定性。在此基礎上注入骨水泥，骨水泥進一步填充了膨脹后螺釘與骨質之間的間隙，形成了一個更為牢固的錨固體系。這種雙重強化機制使得該組在各項力學性能指標上均表現最佳，能夠為骨質疏松椎體提供最可靠的固定。該組未發生骨水泥泄漏，這是因為膨脹后的螺釘與骨質緊密接觸，減少了骨水泥泄漏的通道，同時嚴格控制注入量和壓力也有效避免了泄漏的發生。不同方式骨水泥強化對螺釘穩定性的影響主要通過增加螺釘與骨組織的接觸面積、摩擦力以及增強椎體整體力學性能來實現?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組在提高螺釘穩定性方面效果最為顯著，空心椎弓根螺釘注入骨水泥組次之，傳統經釘道注射骨水泥組也有一定的提升作用，但需關注骨水泥泄漏問題。在臨床應用中，應根據患者的具體情況，如骨質疏松程度、椎體結構等，綜合考慮選擇合適的骨水泥強化方式，以提高手術效果和患者預后。4.2.2骨水泥特性對生物力學性能的影響骨水泥的特性在骨水泥強化椎弓根螺釘技術中對生物力學性能起著關鍵作用，不同特性的骨水泥會導致固定系統在力學性能上產生明顯差異。本實驗選用的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥，其獨特的成分和固化特性決定了它在增強椎弓根螺釘穩定性方面的效果。PMMA骨水泥主要由聚甲基丙烯酸甲酯粉末和甲基丙烯酸甲酯單體組成。在固化過程中，引發劑和促進劑引發單體的聚合反應，使骨水泥逐漸從液態轉變為固態。這種固化特性使得骨水泥能夠在較短時間內達到一定的強度，為椎弓根螺釘提供及時的支撐。在傳統經釘道注射骨水泥組（B組）中，骨水泥在注入釘道后迅速固化，填充了螺釘與骨組織之間的間隙，形成了緊密的結合。其固化后的高強度特性有效增加了螺釘與骨組織之間的摩擦力，提高了螺釘的抗拔出力。研究表明，PMMA骨水泥固化后的抗壓強度通常在70-120MPa之間，抗折強度在15-30MPa之間，這種高強度使得骨水泥能夠承受較大的外力，從而增強了固定系統的穩定性。骨水泥的流動性對其在椎體內的分布和生物力學性能也有重要影響。在空心椎弓根螺釘注入骨水泥組（C組）和可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥組（D組）中，骨水泥需要通過特定的通道注入椎體內并實現均勻彌散。PMMA骨水泥在調配過程中，其流動性適中，在拉絲期（呈牙膏狀）時，既能夠順利通過螺釘的注入口和側方彌散孔，又不會過于稀薄導致難以控制分布范圍。這種合適的流動性使得骨水泥能夠在椎體內均勻分布，增加了螺釘與椎體之間的錨固面積。均勻分布的骨水泥能夠更有效地分散應力，避免應力集中在螺釘周圍，從而提高了固定系統的抗彎曲和抗扭轉性能。通過有限元分析可以觀察到，在骨水泥均勻分布的模型中，螺釘周圍的應力分布更加均勻，最大應力值明顯降低，這表明骨水泥的均勻分布有助于提高固定系統的穩定性。骨水泥的固化時間也會影響手術操作和生物力學性能。PMMA骨水泥的固化時間相對較短，通常在幾分鐘內即可達到初始固化，10-15分鐘左右完全固化。這一特性在手術中具有重要意義，較短的固化時間可以縮短手術操作時間，減少患者的麻醉時間和手術風險。在快速固化的同時，骨水泥能夠及時為螺釘提供穩定的支撐，確保內固定系統在術后能夠立即發揮作用。然而，較短的固化時間也對手術操作提出了較高的要求，術者需要在骨水泥固化前準確完成螺釘的植入和骨水泥的注入等操作，否則可能會影響骨水泥的分布和固定效果。從生物相容性角度來看，PMMA骨水泥具有較好的組織相容性，植入體內后一般不會引起嚴重的免疫排斥反應。這使得骨水泥能夠在體內長期存在并維持其力學性能，為椎弓根螺釘提供持久的固定作用。但PMMA骨水泥為生物惰性材料，不具有骨傳導性和骨誘導性，不能與骨組織形成生物性結合。在長期的力學作用下，骨-水泥界面可能會出現纖維組織包裹，這可能會影響骨水泥與骨組織之間的穩定性，增加后期松動的風險。在一些長期隨訪研究中發現，部分患者在使用PMMA骨水泥后，隨著時間的推移，骨-水泥界面的結合強度有所下降，這提示在選擇骨水泥時，除了考慮其短期的力學性能外，還需要關注其長期的生物相容性和穩定性。骨水泥的成分、固化特性、流動性以及生物相容性等特性對骨水泥強化椎弓根螺釘的生物力學性能有著多方面的影響。在臨床應用中，應充分了解骨水泥的這些特性，根據患者的具體情況和手術需求，選擇合適的骨水泥類型和操作方法，以優化骨水泥強化椎弓根螺釘技術的效果，提高手術的成功率和患者的預后質量。4.2.3實驗結果的臨床意義本實驗的結果為臨床治療骨質疏松性脊柱疾病時選擇骨水泥強化椎弓根螺釘方式提供了重要的科學依據，對手術效果有著直接而顯著的影響。在臨床實踐中，骨質疏松性脊柱疾病患者由于骨密度降低，骨小梁稀疏，常規椎弓根螺釘固定往往難以提供足夠的穩定性，容易導致螺釘松動、拔出等內固定失敗的情況。從實驗結果來看，骨水泥強化能夠顯著提高椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的穩定性，這對于改善手術效果、減少并發癥具有重要意義。對照組（A組）未進行骨水泥強化，其螺釘的最大拔出力、剛度和能量吸收值均較低，這意味著在實際臨床中，這類患者術后內固定失敗的風險較高。而骨水泥強化組在各項力學性能指標上均有顯著提升，表明骨水泥強化能夠有效增強螺釘的固定強度，降低內固定失敗的風險。不同的骨水泥強化方式在臨床應用中各有優劣。傳統經釘道注射骨水泥組（B組）雖然能夠顯著提高螺釘的穩定性，但骨水泥泄漏的發生率相對較高，為33.3%。骨水泥泄漏是骨水泥強化椎弓根螺釘技術中較為嚴重的并發癥之一，可導致神經損傷、肺栓塞等嚴重后果。因此，在臨床應用傳統經釘道注射骨水泥方式時，應嚴格掌握手術適應證和操作技巧，密切觀察骨水泥的注入情況，盡量減少骨水泥泄漏的發生。對于一些對手術風險耐受性較低的患者，如高齡、心肺功能較差的患者，應謹慎選擇該方式?？招淖倒葆斪⑷牍撬嘟M（C組）在提高螺釘穩定性方面表現良好，其平均最大拔出力、剛度和能量吸收值均高于傳統經釘道注射骨水泥組，且骨水泥泄漏發生率明顯降低，僅為11.1%。這使得該方式在臨床應用中具有一定的優勢，尤其適用于那些既需要提高螺釘固定強度，又對骨水泥泄漏風險較為關注的患者?？招淖倒葆數奶厥庠O計使得骨水泥能夠更均勻地彌散分布，增加了螺釘與椎體之間的錨固面積，進一步提高了固定效果。在臨床操作中，應注意控制骨水泥的注入量和彌散范圍，確保骨水泥在椎體內均勻分布，同時避免骨水泥注入過多導致壓力過高，增加泄漏風險。可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥組（D組）在實驗中展現出了最佳的力學性能，其平均最大拔出力、剛度和能量吸收值均顯著高于其他三組，且未發生骨水泥泄漏。這表明該方式能夠為骨質疏松椎體提供最可靠的固定，對于一些骨質疏松程度較為嚴重、對螺釘穩定性要求較高的患者，可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術是一種較為理想的選擇。然而，該技術的操作相對復雜，對術者的技術要求較高，且可膨脹椎弓根螺釘的價格相對昂貴，在一定程度上限制了其廣泛應用。在臨床應用時，應根據患者的經濟狀況和手術團隊的技術水平，綜合考慮是否選擇該方式。骨密度與最大拔出力之間存在顯著的正相關關系，這提示在臨床治療中，應重視對患者骨密度的評估和改善。對于骨質疏松患者，在采用骨水泥強化椎弓根螺釘技術的同時，可以通過藥物治療、營養補充等方式提高患者的骨密度，以進一步提高螺釘的固定效果。抗骨質疏松藥物如雙膦酸鹽類、甲狀旁腺激素類似物等，可以抑制破骨細胞活性，促進骨形成，從而提高骨密度。合理的營養補充，如攝入足夠的鈣、維生素D等，也有助于維持骨健康。通過綜合治療措施，能夠提高骨水泥強化椎弓根螺釘技術的療效，減少內固定失敗的發生，改善患者的預后。本實驗結果對于臨床選擇骨水泥強化方式具有重要的指導意義。臨床醫生應根據患者的具體情況，包括骨質疏松程度、骨密度、身體狀況、經濟條件等，綜合考慮各種骨水泥強化方式的優缺點，選擇最適合患者的治療方案，以提高手術成功率，減少并發癥，改善患者的生活質量。五、臨床應用與展望5.1臨床應用現狀在臨床實踐中，不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘已在骨質疏松性脊柱疾病的治療中得到了廣泛應用，為提高手術成功率、改善患者預后提供了重要手段。對于骨質疏松性椎體骨折，骨水泥強化椎弓根螺釘技術已成為常用的治療方法之一。傳統經釘道注射骨水泥方式，在早期的臨床應用中較為普遍。該方式操作相對簡單，通過在釘道內注入骨水泥，能夠在一定程度上增強螺釘與椎體之間的把持力，從而穩定骨折椎體。在一些基層醫療機構，由于設備和技術條件的限制，傳統經釘道注射骨水泥方式仍在廣泛使用。然而，如前文所述，該方式存在較高的骨水泥滲漏風險，可能導致神經損傷、肺栓塞等嚴重并發癥。據相關臨床研究報道，傳統經釘道注射骨水泥在骨質疏松性椎體骨折治療中的骨水泥滲漏發生率可達10%-40%。在一項對100例骨質疏松性椎體骨折患者采用傳統經釘道注射骨水泥強化椎弓根螺釘治療的研究中，有25例發生了骨水泥滲漏，其中3例出現了神經損傷癥狀，1例發生了肺栓塞。這表明在使用傳統經釘道注射骨水泥方式時，需要嚴格掌握手術適應證和操作技巧，密切關注骨水泥滲漏的風險?？招淖倒葆斪⑷牍撬嗉夹g因其在降低骨水泥滲漏風險方面的優勢，近年來在臨床上的應用逐漸增多。在一些大型綜合性醫院和?？漆t院，空心椎弓根螺釘注入骨水泥技術已成為治療骨質疏松性椎體骨折的重要選擇之一。該技術通過空心椎弓根螺釘的特殊結構，使骨水泥能夠通過釘尾注入口和側方彌散孔向椎體內均勻彌散分布。這種彌散分布不僅增加了螺釘與椎體之間的錨固面積，提高了螺釘的穩定性，還減少了骨水泥與周圍組織的直接接觸，從而降低了骨水泥滲漏的風險。臨床研究顯示，空心椎弓根螺釘注入骨水泥在骨質疏松性椎體骨折治療中的骨水泥滲漏發生率明顯低于傳統經釘道注射骨水泥方式，一般在5%-15%之間。在一項對比研究中，將120例骨質疏松性椎體骨折患者分為傳統經釘道注射骨水泥組和空心椎弓根螺釘注入骨水泥組，結果顯示傳統組的骨水泥滲漏發生率為28%，而空心組僅為8%。這充分體現了空心椎弓根螺釘注入骨水泥技術在降低骨水泥滲漏風險方面的顯著優勢?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥技術作為一種新型的強化方式，在臨床上也逐漸嶄露頭角。該技術主要應用于骨質疏松程度較為嚴重、對螺釘穩定性要求較高的患者。在一些高端醫療機構，可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術已被用于治療復雜的骨質疏松性脊柱骨折、脊柱畸形矯正等疾病?？膳蛎涀倒葆斣谂蛎浐笈c周圍骨質緊密貼合，增加了與骨質的接觸面積，提供了良好的初始穩定性。在此基礎上注入骨水泥，進一步增強了固定效果，能夠為骨質疏松椎體提供最可靠的固定。雖然該技術的操作相對復雜，對術者的技術要求較高，且可膨脹椎弓根螺釘的價格相對昂貴，在一定程度上限制了其廣泛應用。但隨著技術的不斷成熟和成本的逐漸降低，可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術有望在臨床上得到更廣泛的應用。在手術適應證方面，不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘主要適用于骨質疏松性椎體骨折、腰椎退行性疾?。ㄈ缪祷?、腰椎管狹窄等）合并骨質疏松、脊柱腫瘤（尤其是轉移性腫瘤導致的椎體破壞）等情況。對于骨質疏松性椎體骨折，無論骨折類型如何，只要患者的身體狀況能夠耐受手術，均可考慮采用骨水泥強化椎弓根螺釘技術進行治療。對于腰椎退行性疾病合并骨質疏松的患者，骨水泥強化椎弓根螺釘技術可以在減壓和融合的基礎上，增強內固定的穩定性，提高手術成功率。在脊柱腫瘤的治療中，骨水泥強化椎弓根螺釘技術不僅可以提供穩定的固定，還可以填充腫瘤切除后的骨缺損，減輕疼痛，提高患者的生活質量。然而，對于存在嚴重心肺功能障礙、凝血功能異常、局部感染等手術禁忌證的患者，應謹慎選擇骨水泥強化椎弓根螺釘手術。手術操作要點對于保證手術效果和減少并發癥至關重要。在所有骨水泥強化椎弓根螺釘手術中，準確的椎弓根螺釘置入是基礎。術前應通過影像學檢查（如X線、CT、MRI等）精確評估椎弓根的解剖結構，確定進針點、角度和深度。在手術過程中，可借助C型臂X線機或導航系統實時監測螺釘的位置，確保螺釘準確無誤地置入椎弓根內。對于骨水泥的注入，要嚴格控制注入量和注入時機。注入量過少可能無法達到預期的強化效果，而注入量過多則會增加骨水泥滲漏的風險。一般來說，每個椎弓根的骨水泥注入量以2-3ml為宜。在注入時機上，應在骨水泥處于合適的黏稠度時進行注入，避免在骨水泥過于稀薄或過于黏稠時操作。在傳統經釘道注射骨水泥時，要注意避免骨水泥在釘道內形成氣泡，影響強化效果。在空心椎弓根螺釘注入骨水泥時，要確保骨水泥通過側方彌散孔均勻彌散，避免局部聚集。在可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術中，要注意膨脹過程的均勻性和安全性，避免對周圍骨質造成損傷。并發癥方面，除了骨水泥滲漏這一常見且嚴重的并發癥外，還可能出現螺釘松動、斷裂、感染等情況。螺釘松動和斷裂主要與骨水泥強化效果不佳、螺釘的抗疲勞性能不足以及術后患者的活動不當等因素有關。為減少螺釘松動和斷裂的發生，應選擇質量可靠的螺釘，優化骨水泥強化方式，同時指導患者術后合理活動，避免過度負重和劇烈運動。感染是手術的另一重要并發癥，雖然發生率相對較低，但一旦發生，會給患者帶來嚴重的后果。預防感染的關鍵在于嚴格遵守無菌操作原則，術前做好皮膚準備，術中注意手術器械和手術區域的消毒，術后合理使用抗生素。對于骨水泥滲漏導致的并發癥，如神經損傷，應根據損傷的程度及時采取相應的治療措施，如減壓、營養神經等。對于肺栓塞，應立即進行急救處理，包括吸氧、抗凝、溶栓等。不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘在臨床應用中各有特點和適應證，手術操作要點和并發癥的防治對于手術的成功至關重要。臨床醫生應根據患者的具體情況，綜合考慮各種因素，選擇最適合的骨水泥強化方式，以提高手術效果，改善患者預后。5.2面臨的挑戰與解決方案盡管不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘技術在臨床上取得了一定的應用成果，但仍面臨諸多挑戰，需要針對性地提出解決方案，以進一步提高手術的安全性和有效性。骨水泥滲漏是該技術面臨的最主要挑戰之一。骨水泥滲漏可導致神經損傷、肺栓塞等嚴重并發癥，嚴重影響患者的預后。從實驗結果來看，傳統經釘道注射骨水泥組的骨水泥滲漏發生率相對較高，為33.3%。其主要原因包括手術操作不當，如注射骨水泥時壓力過高，導致骨水泥通過椎弓根周圍的微小縫隙或損傷的椎體終板溢出。在一項臨床研究中，對發生骨水泥滲漏的病例進行分析發現，約60%的滲漏是由于注射壓力過高引起的。椎體本身的解剖結構異常，如椎基靜脈孔較大、椎體骨折導致骨質破壞等，也會增加骨水泥滲漏的風險。椎基靜脈孔是椎體后壁近中央處的皮質缺損區，直接通于椎體骨髓腔，是椎基動、靜脈與神經的通道，形態結構復雜且個體差異明顯，骨水泥容易通過此處滲漏至椎管。為解決骨水泥滲漏問題，可采取多種預防措施。術前應進行全面的影像學評估，包括X線、CT和MRI檢查，通過三維CT重建和MRI檢查了解椎體的完整性，明確骨折類型和椎體的解剖結構，對于伴有椎體后壁嚴重破損、椎基靜脈孔異常等高危因素的患者，應謹慎選擇手術方式或采取相應的預防措施。選擇合適的骨水泥和注射技術也至關重要。高黏度骨水泥在混合后即刻成為穩定的糊狀物，并可在其凝固前8-10min內保持此種狀態，能夠有效降低骨水泥的流動性，減少滲漏風險。研究表明，使用高黏度骨水泥可使骨水泥滲漏發生率降低約30%-50%。采用分次灌注骨水泥技術，能夠很好地降低椎體前方骨皮質破裂患者的骨水泥滲漏率。在注入骨水泥前應用明膠海綿堵塞骨皮質破裂處，也可取得良好的效果。改進穿刺技術，如采用經橫突-關節突移行部穿刺技術，該技術穿刺點偏外，骨水泥注入點一般位于椎體前、中部，對骨折的椎體后壁激惹較少，能夠降低骨水泥的滲漏率。肺栓塞是骨水泥滲漏引發的嚴重并發癥之一，雖然發生率相對較低，但一旦發生，后果嚴重。骨水泥進入椎旁靜脈叢后，可隨血流進入肺動脈，導致肺栓塞?；颊呖沙霈F呼吸困難、胸痛、咯血等癥狀，嚴重時可危及生命。對于肺栓塞的治療，應強調早期診斷和及時治療。一旦懷疑發生肺栓塞，應立即進行相關檢查，如肺動脈CT血管造影（CTPA）等，以明確診斷。治療方法包括吸氧、抗凝、溶栓等。對于病情嚴重的患者，可能需要進行手術取栓。在預防方面，除了減少骨水泥滲漏的發生外，還可在手術過程中采取一些措施，如在注入骨水泥前，先進行短暫的低血壓麻醉，降低靜脈壓力，減少骨水泥進入靜脈的風險。手術操作難度也是一個重要挑戰。不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘技術對術者的操作要求較高，尤其是可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術，其操作相對復雜，需要術者具備豐富的經驗和熟練的技術。在可膨脹椎弓根螺釘的膨脹過程中，如果操作不當，可能導致膨脹不均勻，影響螺釘與骨質的接觸面積和固定效果。為提高手術操作的準確性和安全性，應加強對術者的培訓。術者應熟練掌握各種骨水泥強化方式的操作要點和技巧，通過模擬手術、動物實驗等方式進行反復練習。術中可借助先進的手術導航系統，提高椎弓根螺釘置入的準確性，減少手術誤差。手術導航系統能夠實時顯示螺釘的位置和方向，幫助術者準確地將螺釘置入椎弓根內，同時也有助于控制骨水泥的注入位置和量。患者個體差異也是影響手術效果的重要因素。骨質疏松患者的骨質情況各不相同，骨密度、骨小梁結構等存在差異，這會影響骨水泥強化的效果。骨密度較低的患者，骨水泥滲漏的風險相對較高，且骨水泥與骨組織的結合可能不夠牢固。對于骨質嚴重疏松的患者，即使采用骨水泥強化，仍可能存在內固定失敗的風險。在臨床實踐中，應根據患者的個體差異制定個性化的治療方案。對于骨密度極低的患者，可在手術前先進行抗骨質疏松治療，提高骨密度，改善骨質情況。選擇合適的骨水泥強化方式也應考慮患者的個體差異，對于骨質條件較差的患者，可優先選擇固定效果更好的可膨脹椎弓根螺釘結合骨水泥技術。5.3未來研究方向未來骨水泥強化椎弓根螺釘技術的研究可以從以下幾個關鍵方向展開，以進一步優化該技術，提高其在骨質疏松性脊柱疾病治療中的安全性和有效性。在骨水泥材料改進方面，研發新型骨水泥是重要方向之一。當前臨床常用的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥雖有一定優勢，但也存在不足，如無骨傳導性和骨誘導性，聚合時產熱可能造成周圍組織熱損傷。因此，開發具有良好骨傳導性和骨誘導性的新型骨水泥至關重要。例如，磷酸鈣（CP）骨水泥雖具有骨傳導和骨誘導特性，但存在凝固時間長、早期強度低的問題。未來研究可致力于優化CP骨水泥的配方和制備工藝，通過添加合適的添加劑或采用新的合成方法，縮短其凝固時間，提高早期強度。有研究嘗試在CP骨水泥中添加納米材料，如納米羥基磷灰石，結果顯示能有效改善骨水泥的力學性能和生物活性。還可探索其他新型骨水泥材料，如生物活性玻璃骨水泥、可降解聚合物骨水泥等，使其兼具良好的生物相容性、力學性能和骨整合能力。對骨水泥與骨組織和螺釘界面結合機制的深入研究也很關鍵。目前骨水泥與骨組織主要通過機械嵌合實現結合，這種結合方式在長期力學作用下可能導致界面松動。未來研究應探究如何促進骨水泥與骨組織形成更牢固的化學鍵合，提高界面結合強度。可以從骨水泥的成分設計入手，引入具有生物活性的成分，如含羧基、氨基等活性基團的化合物，使其能與骨組織中的礦物質發生化學反應，增強結合力。研究骨水泥與螺釘表面的優化處理方法，提高兩者的結合穩定性。通過在螺釘表面進行微納結構處理或涂層改性，增加螺釘與骨水泥的接觸面積和化學親和力，從而提高整個固定系統的穩定性。優化注射技術與器械是另一重要研究方向。在注射技術改進上，精準控制骨水泥的注射量和分布是核心目標?？衫孟冗M的影像學技術，如術中CT導航、磁共振成像（MRI）實時監測等，在注射過程中實時觀察骨水泥的流動和分布情況，確保骨水泥均勻分布在預定區域，避免局部聚集或滲漏。開發智能化的注射設備，通過傳感器實時監測注射壓力、流量等參數，并根據預設的參數自動調整注射過程，實現更精確的注射控制。研發新型注射器械也具有重要意義。設計專門針對骨質疏松椎體的注射器械，使其能夠更好地適應椎體的解剖結構和骨質量特點。開發具有特殊結構的注射針，如可彎曲、可調節角度的注射針，便于在復雜的椎體結構中準確注入骨水泥。還可探索采用微注射技術，實現骨水泥的微量、精確注射，減少對周圍組織的損傷。開展多中心、大樣本的臨床研究也是未來的重要方向。目前關于骨水泥強化椎弓根螺釘技術的臨床研究大多為單中心、小樣本研究，研究結果的代表性和可靠性存在一定局限性。未來應組織多中心、大樣本的臨床研究，納入不同地區、不同年齡段、不同病情嚴重程度的患者，全面評估不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘技術的臨床療效、安全性和長期預后。通過多中心研究，可以更好地觀察該技術在不同臨床環境下的應用效果，分析影響手術效果的各種因素，為制定更科學、更規范的臨床治療方案提供有力依據。在多中心研究中，應統一研究方案、手術操作規范、療效評價標準等，確保研究結果的可比性和可靠性。同時，加強長期隨訪研究，跟蹤患者術后5年、10年甚至更長時間的情況，了解骨水泥強化椎弓根螺釘的長期穩定性、骨水泥與骨組織的相互作用變化以及遠期并發癥的發生情況。未來骨水泥強化椎弓根螺釘技術的研究需要從材料改進、注射技術優化和臨床研究拓展等多個方面協同推進，以不斷完善該技術，為骨質疏松性脊柱疾病患者提供更優質的治療選擇。六、結論6.1研究成果總結本研究通過生物力學實驗，系統地對比了不同方式骨水泥強化椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的固定效果，明確了各種強化方式的生物力學特性、骨水泥分布特點以及對螺釘穩定性的影響。研究結果表明，骨水泥強化能夠顯著提高椎弓根螺釘在骨質疏松椎體中的穩定性，不同的強化方式在增強螺釘穩定性方面存在差異?？膳蛎涀倒葆斀Y合骨水泥組在各項力學性能指標上表現最佳，其平均最大拔出力、剛度和能量吸收值均顯著高于其他三組，且未發生骨水泥泄漏。這主要得益于可膨脹椎弓根螺釘膨脹后與周圍骨質緊密貼合，增加了與骨質的接觸面積，提供了良好的初始穩定性，在此基礎上注入骨水泥，進一步增強了固定效果。空心椎弓根螺釘注入骨水泥組的力學性能次之，該組通過特殊的結構設計使骨水泥在椎體內更均勻地彌散分布，增加了螺釘與椎體之間的錨固面積，提高了螺釘的抗拔出能力和固定系統的整體穩定性，骨水泥泄漏發生率也相對較低。傳統經釘道注射骨水