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椎弓螺釘與皮質螺釘聯合治療之椎間融合後部固定系統生物力學探討

為了解決MT15 中 柱 PTT的問題，作者黃爾怡 這樣論述：

針對椎間盤退化或破壞的病患，腰椎椎間融合搭配椎弓固定系統之後位固定手術是最常見的治療方式。其術後常發現上下鄰近節椎間盤退化產生，導致需要再手術的情形。近年來臨床提出皮質骨路徑螺釘固定方式，可以單純進行椎間融合術使用外，也可針對病患在第一次使用傳統椎弓螺釘固定系統失敗後的救援使用。通常會在固定椎節病變上方或下方打入皮質骨路徑螺釘來進行第二次的融合手術。但目前對於混合兩種椎弓螺釘固定系統與皮質骨路徑螺釘固定系統的生物力學效應仍未清楚。因此，本研究的目的是利用有限元素分析探討純椎弓螺釘固定系統、純皮質骨路徑螺釘固定系統、上皮質骨下椎弓螺釘固定系統以及上椎弓下皮質骨螺釘固定系統在腰椎不同程度融合的生

物力學效應。搭配不同程度的融合椎節與四種腰椎運動，本研究共有216組有限元素分析模型。材料參數根據文獻進行設定，至於邊界條件則固定在薦椎的髖薦關節面處。整體有限元素腰椎模型包括第11節胸椎骨至薦椎骨、椎間盤、小面關節與椎弓路徑螺釘、皮質骨路徑螺釘、固定桿以及連結器。根據不同固定系統與融合節段模型之收斂分析後的元素與節點數目，短距融合模型其元素與節點數量為311228與601731，至於長距融合模型其元素與節點數量為526920與1015236。 分析結果顯示，四大類的各融合組別均對椎間盤造成退化風險，並以上鄰近節椎間盤最為顯著。進一步於單路徑螺釘的結果中發現皮質骨路徑螺釘固定系統具有降低上鄰近

段軟組織退化的風險，但對下鄰近節段軟組織卻增加了退化風險。而椎弓路徑螺釘在研究皮質骨應力分析結果中顯示較差的內固定能力，並有造成應力轉移至椎骨與椎弓內的現象，相對下皮質骨路徑螺釘於內固定能力上顯示較優良的結果。聯合固定系統的結果中確認聯合系統對於鄰近上下椎間盤於屈曲與伸展運動時均可降低退化風險產生，但在側向彎曲與軸向旋轉運動時，對於皮質骨路徑螺釘配置較少的組別較不利，易產生較高椎間盤退化風險。聯合組別鄰近小面關節結果中顯示上皮質骨下椎弓路徑螺釘的配置對於鄰近小面關節有退化風險下降的趨勢，但相反配置的上椎弓下皮質骨路徑螺釘固定組別卻產生高於單種路徑螺釘固定系統的鄰近小面關節退化風險。根據研究結果

確認，後固定系統的導入均會對鄰近軟組織產生退化風險，並以上鄰近節段軟組織較為顯著，而聯合固定系統相較於單螺釘固定系統來說具有降低鄰近椎間盤退化的風險，並且以上固定段皮質骨路徑螺釘配置數量比例的高低影響較大。研究中發現螺釘的上下配置的差異對於鄰近小面關節的退化風險影響較高，以上椎弓下皮質骨路徑的配置方式對鄰近小面關節破壞風險是較為顯著，但相反配置的上皮質下椎弓路徑配置組別卻顯著降低鄰近小面關節退化的風險。因此本研究針對骨鬆性患者長跨距椎間融合治療上，建議選擇採用上皮質骨下椎弓路徑螺釘配置的後固定系統，認為其應具有較高術後降低患者鄰近節段軟組織退化風險的能力，其次則是建議使用單皮質路徑螺釘後固定系

統。而椎弓路徑螺釘固定系統與上椎弓下皮質路徑螺釘固定系統於研究中不建議使用，因其於骨鬆性患者椎間融合治療中具有較高鄰近軟組織退化風險產生，並且以上椎弓下皮質骨路徑螺釘配置的固定系統最顯著。