人工椎间盘理论、设计与原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,人工椎间盘,(The artificial disc),理论、设计、原理,1,-,脊柱的结构和功能特点,坚固性、活动性,保护神经：大脑 外周,2,-,24块椎骨+75个关节,三个平面的活动,屈、伸,轴向旋转,左右侧弯,3,-,三关节复合体,(The triple joint complex),上下椎体+椎间盘,后方一对小关节,4,-,5,-,上下椎体+椎间盘,传递轴向应力,后方小关节,小幅度屈伸,限制旋转,减小对椎间盘的剪切应力,6,-,椎体-椎间盘关节,(The disc-vertebral joint),髓核+纤维环,髓核 多糖蛋白 含水80%,纤维环 多层胶原纤维交叉排列,7,-,8,-,9,-,椎体-椎间盘关节,(The disc-vertebral joint),3岁以前有 滋养血管直接营养。,3岁以后靠上下椎体终末毛细血管深透。,髓核含水量与轴向载荷成正比。（pump or“bellows”effect),10,-,神经结构,（The neural elements),椎体间隙有 对神经根从神经根管发出。,椎体间隙高度降低 神经根管狭窄 神经根激若。,Kusloich et al.纤维环的外层分布有窦椎神经末梢（sinu-vertebral never)。,11,-,12,-,13,-,14,-,退变过程,(The degenerative cascade),30岁开始，组成髓核的多糖蛋白存水能力 。（Farfan HF 1975，Akeson WH 1977）,髓核脱水、干燥，承受轴向载荷能力 。（McNally DS 1992，Ordway NR 1994）,外周纤维环承受轴向载荷 。,外周纤维环损伤（板层间或放射状）。（Osti OL 1992）,15,-,退变过程,(The degenerative cascade),髓核渗出达外层纤维环刺激窦椎神经 下腰痛。（Low back pain）,髓核突破全层纤维环 “,椎间盘突出,”,(disc herniation)刺激神经根 放射痛（radicular pain)。,诱发免疫系统炎症反应 疼痛加剧。（Fujita K 1993，Spilopoulou I 1994）,16,-,17,-,退变过程,(The degenerative cascade),年龄增长 椎体终板硬化、孔隙减少 水、营养物通透性 。,代谢产物 环境酸化、PH值 。,免疫反应 前列腺素 化学性腰痛。（Buckwalter JA 1995）,18,-,退变过程,(The degenerative cascade),椎间隙高度 神经孔狭窄 神经根激若。,椎体间活动性 稳定性 韧带、骨增生、关节囊增厚。,椎管狭窄、神经孔狭窄.（spinal stenosis、neuroformen stenosis),19,-,20,-,退变过程,(The degenerative cascade),正常小关节 16%压缩载荷 （Adams MA 1983）,椎间盘退变 小关节压缩载荷 关节软骨磨损、关节囊松弛 小关节损坏 抗剪切 。（Dunlop RB 1984）,椎间盘退变加剧。,临近节段同时不同程度的退变期。（Yong-Hing K 1990，Kim Y 1991）,21,-,22,-,23,-,传统的治疗方法,单纯纤维环撕裂、椎间盘完全退变、畸形、不稳定、神经激若 腰痛。（Low back pain）,保守治疗,手术治疗,24,-,传统的治疗方法,手术治疗指症和方法：,1、保守治疗失败。2、病史、体检、神经体症符合影象学检查。3、正常生理活动出现神经症状、过度活动出现明显的不稳定。,1、减压。2、融合。3、减压+融合。,25,-,假体,理想的治疗方法,人工椎间盘（artificial disc）能否保证脊柱的生理功能？,人工椎间盘能否防止相临节段的继续退变？,26,-,假体,理想的治疗方法,设计要求：,1，完全模仿自然结构，生物相容性好。,2，长期耐受压缩蠕变、磨损，持续使用40年以上，安置取出容易安全。,27,-,假体,理想的治疗方法,全椎间盘置换,（Total disc replacements）,髓核置换,（nucleus substitutes）,28,-,假体,理想的治疗方法,全椎间盘类型：,1，低摸擦表面球臼系统。,2，弹簧、铰链系统。,3，液体球囊系统。,4，橡胶、硅胶系统。,29,-,假体,理想的治疗方法,全金属椎间盘特点：,1，耐用、长寿。承受1亿次疲劳测试，相当于40年生命。,2，生物相容性好。,30,-,假体,理想的治疗方法,1988年，Hedman et al。,弹簧铰链系统。,钛合金弹簧+钴铬钼合金终板。,屈伸活动，改变生物力学环境，阻止退变。,未恢复椎间盘的的灵活性。（flexibility）,31,-,32,-,假体,理想的治疗方法,1990年，Lee et al。,软弹性体中心覆有羟基磷灰石的金属终板。,首次类似自然椎间盘，能承受压-扭载荷。,真正的“人工椎间盘”。,33,-,34,-,假体,理想的治疗方法,1991年，Steffee et al。,美国第一个人工椎间盘，应用了6例患者。,聚烯烃橡胶核心+多孔表面喷涂层终板。,6例患者中2例因橡胶核心断裂而失败。,35,-,36,-,假体,理想的治疗方法,80年代，Buttner-Jane etal和Zippel发明，LINK 制造。,临床使用最多的假体。,SB Charite I-III型欧洲最流行的人工椎间盘。,高分之聚乙烯核心+钴铬钼合金终板。,37,-,38,-,假体,理想的治疗方法,髓核置换要求：,1，恢复椎间盘的高度及纤维环的自然长度。,2，恢复髓核的正常压应力分布。,3，促进纤维环和退变小关节的恢复。,4，恢复自然髓核的“风琴”效应。（“bellows”effect）,39,-,假体,理想的治疗方法,髓核置换要求：,5，小切口、经皮、易安置。,6，椎间盘退变早期。,7，退变晚期、纤维环以撕裂是手术禁忌症。,40,-,假体,理想的治疗方法,60年代早期，Nachemson提出人工髓核的概念。,自凝硅胶注入尸体椎间盘。,1977年，RoyCamille用硅胶注入先置入尸体椎间盘的乳胶袋中。,1988年，Horst设计自锁凝胶装置。,1990年，Ashida、1991年，Garcia，硅胶假体。1991-1994年，侯铁胜最早将硅胶假体置入人体。（30例病人、随访4年）,41,-,假体,理想的治疗方法,1991年，Bao 和Higham。,聚乙烯乙醇水凝胶。,具有自然髓核的机械学和生理学特性。,能根据水压动力学效应调节人工髓核的水含量。,70%的含水量最佳。（1993）,55%的含水量最佳。（2000年）,42,-,43,-,44,-,45,-,46,-,47,-,假体,理想的治疗方法,1988年，Ray和Corbin。,圆拄状并列安置。,髓核由组织能长入的纤维外壳+触变胶。,后路用空心钻置入纤维外壳。,注射器打入触变胶。,外壳可加入促进组织生长和抗炎缓释药物。,48,-,49,-,谢谢,50,-,