頸椎小關(guān)節(jié)切除對頸椎穩(wěn)定性影響的實驗研究

頸椎小關(guān)節(jié)切除對頸椎穩(wěn)定性影響的實驗研究

【摘要】

比較正常頸椎標本和切除頸椎C5-6小關(guān)節(jié)標本的前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)等生物力學(xué)指標。確定小關(guān)節(jié)切除是否對頸椎穩(wěn)定性造成影響。在日本島津萬能試驗機上對正常和切除小關(guān)節(jié)的標本進行前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎實驗，在扭轉(zhuǎn)試驗機上進行扭轉(zhuǎn)實驗。以2mm/min的實驗速度分別對標本施加載荷，測量位移數(shù)據(jù)。以50mm/min的實驗速度對標本施加扭矩，測得標本的扭轉(zhuǎn)角。得出正常對照組和小關(guān)C5-6節(jié)切除標本的各項力學(xué)性能指標。小關(guān)節(jié)切除25%對各項運動范圍無顯著變化，小關(guān)節(jié)切除50%、75%、100%對各項運動范圍顯著增大。雙側(cè)小關(guān)節(jié)全切除后運動范圍顯著增大，較其它各組間差異顯著（P＜0.05）。小關(guān)節(jié)切除50%以上，尤其雙側(cè)小關(guān)節(jié)切除，打亂了頸椎的平衡關(guān)系，對頸椎的穩(wěn)定性造成影響?！娟P(guān)鍵詞】

正常；小關(guān)節(jié)切除；頸椎；穩(wěn)定性影響

Abstract：Tocomparethebiomechnicalindicatorsofextension,theleftsidebend,therightsidebend,bendtotheleft,bendtotheright,reversingofnormalcervicalsamplesandthesampleswithremovalofthecervicalC5-6facetjointflexionanddeterminewhethertheremovalofthesmalljointshasanimpactonthestabilityofthecervicalspine.Wecarriedtheanteflexion,extend,theleftsidebend,therightsidebendexperimentonnormalandthesmalljointexcisionspecimensontheShimadzuelectronicuniversaltestingmachine,andthereversingexperimentonthemachinefortestingtorsion.Weexertedtheloadseparatelyonthespecimensbythe2mm/minexperimentspeed,tosurveydisplacementdata.Weexertedthetorqueonthespecimensbythe50mm/minexperimentspeed,toobtaintheangleoftorsionofthespecimens.WegotthemechanicalpropertiesofnormalcontrolgroupandsmallclearancesectionC5-6resectionspecimens.Thesmalljointexcision25%，eachmovementscopehadnoremarkablechanges,thesmalljointexcision50%,75%,100%，eachmovementscopeobviouslyincreased.Bilateraljointrangeofmotionincreasedsignificantlyafterallresection,andthedifferencesbetweenthegroupswereremarkble(P＜0.05).Itprovesthatfacetjointremovalofmorethan50%,inparticular,bilateralfacetjointexcision,upsetthebalanceoftherelationship,hasanimpactoncervicalspondylosisstability.

Keywords：Normal;Smalljointsremoved;Cervicalvertebra;Thestabilityinfluence

1

引

言

頸椎是由椎間盤、椎體、椎弓、椎板、上、下關(guān)節(jié)突及連接它的韌帶構(gòu)成的活動體，具有前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)的功能。外傷引起的頸椎脫臼、骨折及間盤脫出等病變都會造成頸椎不穩(wěn)定，需實施手術(shù)進行以恢復(fù)脊椎的穩(wěn)定性。關(guān)于脊椎穩(wěn)定性的研究，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究和報道［1-9］，但對頸椎小關(guān)節(jié)單獨部分切除后的生物力學(xué)評價甚少。本研究對頸關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)分級切除后的穩(wěn)定性進行研究。旨在探討關(guān)節(jié)切除范圍與頸椎失穩(wěn)之間的關(guān)系，為臨床提供實驗數(shù)據(jù)。

2

材料與方法

2.1

材料

實驗標本取自正常國人急性外傷致死的新鮮尸體頸椎標本8個，均為男性，年齡23～30歲，由白求恩醫(yī)科大學(xué)解剖教研室提供。2.2

標本制備

新鮮尸體C3-T1頸椎標本8個，標本兩端由牙托粉固定。

2.3

測試方法

先對完整標本9個進行實驗，之后切除小關(guān)節(jié)25%進行實驗，再依次切除小關(guān)節(jié)50%、75%進行實驗。

2.3.1

前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎實驗

將實驗標本置于電子萬能試驗機工作臺上，標本裝夾固定于夾具中進行前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎實驗。首先對標本進行預(yù)調(diào)處理之后進行實驗［10］。施加最大載荷為100N,依次測出10N、20N、30N、40N、50N、60N、70N、80N、90N、100N所對應(yīng)位移數(shù)據(jù)。

2.3.2

扭轉(zhuǎn)實驗

標本兩端由夾具固定，將夾具兩端裝入扭轉(zhuǎn)試驗機的夾頭內(nèi)，設(shè)定試驗機以0.1度/S的速度對標本施加扭矩，最大扭矩為3Nm。分別測出0.5Nm、1.0Nm、1.5Nm、2.0Nm、2.5Nm、3.0Nm所對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角值。

2.4

統(tǒng)計分析

我們應(yīng)用SPSS/300統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理，數(shù)據(jù)結(jié)果以X±S的形式給出。采用隨機分組的單元法分析，采用DUNNETT3方法進行兩兩比較，檢驗顯著性為P＜0.05或P＜0.01。

3

結(jié)果

各組標本前屈、后伸、左側(cè)彎、右傾彎、扭轉(zhuǎn)實驗結(jié)果見表1、表2、表3、表4、表5。[1]

4

討論

研究頸椎前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性質(zhì)，為臨床手術(shù)和內(nèi)固定的實施提供了重要的實驗數(shù)據(jù)。一般認為脊柱失穩(wěn)是指在生理載荷的條表1

各組標本前屈實驗結(jié)果(位移l/mm)表2

各組標本后伸實驗結(jié)果（位移l/mm）表3

各組標本左側(cè)彎實驗結(jié)果（位移l/mm)表4

各組標本右側(cè)彎實驗結(jié)果（位移l/mm）表5

各組標本扭轉(zhuǎn)實驗結(jié)果（扭轉(zhuǎn)角°）件下，脊柱出現(xiàn)節(jié)段間過度和異?；顒樱?3-14］。頸椎的生理功能前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)的運動范圍能較好地反映頸椎結(jié)構(gòu)的變化對頸椎穩(wěn)定性的影響。本研究以載荷—位移運動范圍作為指標，探討頸椎雙側(cè)小關(guān)節(jié)25%、50%、75%、100%切除后對頸椎穩(wěn)定性的影響。實驗結(jié)果表明，正常組前屈最大位移為(3.24±0.11)mm，25%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(3.28±0.14)mm，50%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(3.32±0.16)mm，75%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(3.66±0.15)mm，100%關(guān)節(jié)切除組最大位移為(3.74±0.11)mm。正常組后伸最大位移為(6.13±0.21mm)，25%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(6.15±0.16)mm，50%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(6.28±0.19)mm，75%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(7.02±0.22)mm，100%關(guān)節(jié)切除組最大位移為(7.19±0.21)mm。正常組左側(cè)彎最大位移為(12.62±0.08)mm，25%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(12.68±0.08)mm，50%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(13.19±0.32)mm，75%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(14.21±0.41)mm，100%關(guān)節(jié)切除組最大位移為(15.80±0.31)mm。正常組右側(cè)彎最大位移為(13.12±0.38)mm，25%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(13.19±0.43)mm，50%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(13.81±0.41)mm，75%小關(guān)節(jié)切除組最大位移為(14.96±0.42)mm，100%關(guān)節(jié)切除組最大位移為(13.88±0.46)mm。扭轉(zhuǎn)正常組最大扭轉(zhuǎn)角為(12.36±0.34)°，小關(guān)節(jié)切除25%組最大扭轉(zhuǎn)角為(12.41±0.39)°，小關(guān)節(jié)切除50%組最大扭轉(zhuǎn)角為(13.22±0.36)°，小關(guān)節(jié)切除75%組最大扭轉(zhuǎn)角為(16.87±0.49)°，關(guān)節(jié)切除100%組最大扭轉(zhuǎn)角為(19.22±0.62)°。實驗結(jié)果顯示：雙側(cè)小關(guān)節(jié)切除25%以后前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)各運動方向的最大位移和最大扭轉(zhuǎn)角與正常組對照組差異不顯著(P＞0.05)。雙側(cè)小關(guān)節(jié)切除50%、75%、100%后前屈、后伸、左側(cè)彎、右側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)最大位移和最大扭轉(zhuǎn)角與正常對照組比差異顯著(P＜0.05)。頸椎完全失穩(wěn)扭轉(zhuǎn)角增加幅度最大，其次是前屈和后伸，左側(cè)彎和右側(cè)彎影響較小。表明雙側(cè)小關(guān)節(jié)的力偶作用主要在于限制旋轉(zhuǎn)方向的運動［13］。Zdeblick等對雙側(cè)小關(guān)節(jié)部分切除后扭轉(zhuǎn)強度實驗顯示，當雙側(cè)小關(guān)節(jié)切除25%、和50%后，扭轉(zhuǎn)強度與完整組標本差異不顯著，雙側(cè)小關(guān)節(jié)切除75%、和100%后，扭轉(zhuǎn)強度與完整組標本對照顯著降低［14］，本實驗結(jié)果顯示，單側(cè)小關(guān)節(jié)切除50%后以造成頸椎失穩(wěn)，單側(cè)小關(guān)節(jié)切除50%和75%及100%均差異顯著。臨床除頸神經(jīng)減壓術(shù)需要切除小關(guān)節(jié)外，頸椎創(chuàng)傷、頸椎矯形手術(shù)均可造成部分或全部小關(guān)節(jié)破壞。本實驗結(jié)果表明：單側(cè)小關(guān)節(jié)切除50%以上可導(dǎo)致頸椎失穩(wěn)，需要進行植骨融合或采用內(nèi)固定器械固定，以恢復(fù)頸椎穩(wěn)定性。尤其是對雙側(cè)小關(guān)節(jié)全部切除對頸椎的穩(wěn)定性破壞尤其嚴重，臨床上應(yīng)盡量避免使用［15］?！尽?/p>

［1］WilkeHJ,KettlerA,ClaesL.Preliminarystabilizingeffectofinterbodyfusiondevicesforthecervicalspine:aninvitrocomparisonbetweenthreedifferentcagetypesandbonecement.［J］．EurSpine,2000,9:410-416.

［2］HackerRJ，CauthenJC,GilbertTJ,etal.Aprospectiverandomizedmulticenterclinicalevaluationofanteriorcervicalfusioncage［J］．Spine,2000,25:2646-2655.

［3］ProfetaG,deFalcoR,IannicielloG,etal.Preliminaryexperiencewithanteriorcervicalmicrodiscectomyandinterbodytitaniumcage［J］.Neurol,2000,53:417-426.

［4］KandzioraF,PflugmacherR,SchaferJ,etal.Biomechanicalcomparisonofcervicalspineinterboryfusioncages［J］．Spine,2001,26:1850-1857.

［5］LeeCK.Accelerateddegenerationofthesegmentadjacenttoalumberfusion［J］．Spine,1998，13（3）：375-378.

［6］NagataH,SchendelMJ,TransfeldtEEetal.Theeffectofimmobilizationoflongsegmentofthespineontheadjacentanddistalfacetforceandlumbosacralmotion［J］．Spine,1993,18:2471.

［7］FrymoyerJW,HanelyE,HoweJ,Discexcisionandspinefusioninthemanagementoflnmbardiscdisease［J］．Spine,1978，3:1.

［8］WimmerCGluchH,KrismerM,etal.APtranslationintheproximaldiscadjacenttolumbarspinefusion.Aretrospectivecomparisonofmon