Nya pedikelskruvar som används för korrigerande kirurgi vid ryggradsdeformitet

Kyfos eller skolios är en deformitet av ryggradens tredimensionella struktur orsakad av lateral eller bakre förskjutning av ryggraden. Enligt befolkningsstatistiken är antalet patienter med ryggradsdeformitet i Kina mer än 3 miljoner. Den kontinuerliga utvecklingen av obehandlad eller felaktig ryggradsdeformitet orsakar inte bara allvarlig deformitet, utan komprimerar också hjärtat, lungan, ryggmärgen och andra viktiga organ, vilket leder till hjärt- och lungsvikt, paraplegi och till och med död, vilket medför en enorm ekonomisk och social börda för landet och samhälle.

Konventionell ryggradsortos använder vanliga pedikelskruvar och stavar för att räta ut den vridna ryggraden genom att vrida stängerna och trycka och dra skruvar (flera skruvar ett stångläge). Jämfört med utvecklade länder finns det ett stort antal patienter med måttlig till svår ryggradsdeformitet i Kina, och det finns många problem med konventionella ortopediska tekniker:(1) svår ryggradsdeformitetsstyvhet, som ofta kräver osteotomi med tre kolumner, ryggmärgsförvrängning och klippning under ortopedisk och stängning, och förekomsten av neurologiska komplikationer ökade signifikant (8%-23%); (2) Spänningen mellan skruvar och stavar är koncentrerad, och risken för fraktur efter traditionell intern fixering är högre (5%-22%); (3) Komplexa ryggradsmissbildningar (som lumbosakral eller cervix- och bröstmissbildningar), installationen av ortopedisk stav är svår, tidskrävande och mödosam operation. Därför är det nödvändigt att uppfinna nya ortopediska interna fixeringsanordningar och tekniker för säker och effektiv behandling av många patienter med måttlig och svår komplex ryggradsdeformitet i Kina.

Utvecklingen av tredimensionell ortopedisk teori om spinal deformitet och tillämpningen av tre-kolonn spinal osteotomi har avsevärt förbättrat den kirurgiska effekten av svår spinal deformitet. De senaste åren har den mest använda trekolumnens spinal osteotomi främst pedikelsubtraktionsosteotomi (PSO) och total kotpelarosteotomi (VCR), som båda kan uppnå god effekt. Korrigeringsgraden var cirka 50–70 %. Med den breda utvecklingen av osteotomi i ryggraden med tre kolumner och ortopedisk kirurgi ökar dock antalet patienter som behöver revisionsoperation på grund av komplikationerna av inre fixeringsfel, såsom trasig stav. Tidigare litteratur rapporterade att komplikationsfrekvensen för trasig stav efter allvarlig ryggradsdeformitet var cirka 3,7%-15%. Suk et al. rapporterade att incidensen av stavbrott efter posterior videobandspelare för allvarlig ryggradsdeformitet var 7,1 % (5/70). Smith et al. rapporterade att förekomsten av bruten stav efter PSO hos vuxna patienter med ryggradsdeformitet var 15,8 %. Lv et al. diskuterade riskfaktorer och hanteringsstrategier för stavbrott efter posterior VCR-operation för allvarlig ryggradsdeformitet, och fann att incidensen av stavbrott efter operation var 3,7 %. Wang Fei et al. retrospektivt analyserade 7 patienter med stavbrott efter posterior VCR och fann att stavbrott mestadels inträffade inom 2 år efter operationen, och kvarvarande kyfos var en viktig riskfaktor för stavbrott efter operation. Andra riskfaktorer inkluderade trauma, främre kolumndefekt, svänggång, fixering av enkelstav och förskjutning av titannät, etc. Hos patienter med tri-kolumn spinal osteotomi är osteotomiområdet och angränsande övre och nedre segment mestadels stresskoncentrerade områden, och den stabila benfusionen har inte bildats på kort sikt efter operationen, och den inre fixeringsstaven är benägen att få utmattningsfraktur . Därför krävs förstärkning av osteotomiområdet och intilliggande segment för att minska risken för stavfraktur. Tidigare, för att minska förekomsten av postoperativa komplikationer av stavbrott, innefattade de vanligaste förbättringsmetoderna främst främre stöd, ökande implantatdensitet och användning av tjocka stavar. Främre titannätstöd har nackdelar som svårigheter med placering och postoperativa sättningar, medan ökad implantatdensitet och användning av tjocka stavar kommer att öka kostnaderna för patienterna, och kan fortfarande inte helt undvika förekomsten av postoperativ stavbrott.

I det internationella skolioskirurgiska ortosläget sätts en lång stång på vänster och höger sida av ryggraden i allmänhet in i en inre låsfixering med en enda slitsskruv. En viktig egenskap hos svår skolios är dock den allvarliga obalansen i ryggraden och stelheten i det missbildade segmentet, vilket gör ovanstående traditionella ortopediska modell svår att uppnå. För närvarande har forskare allmänt erkänt att användningen av satellitstavteknologi i periosteotomiområdet kan minska risken för postoperativ intern fixeringsfel vid ortopedisk kirurgi av spinal deformitet. Scheer et al. visade in vitro biomekaniska resultat att, jämfört med enbart bakre intern fixering, användningen av satellitstavsteknologi i det perifert frakturerade stavområdet kunde återställa spinalstyrkan under flexion, extension och vänster-högerrotation, och positionen för satellitstaven var oberoende av spinal styrka efter revision. År 2012 tog det sökande laget ledningen när det gäller att tillämpa satellitstavteknologin i den trekolumniga osteotomi för svår ryggradsdeformitet i Kina. Pedikelskruvarna i de övre och nedre segmenten av osteotomiområdet ersattes av dubbelskruvar, vilket gjorde skruvplaceringen enkel. Dessutom ökar inte denna teknik implantatdensiteten hos pedikelskruvar, och satellitstavarna är för det mesta avskurna korta stavar, så det finns ingen extra kostnad för patienterna. Relevanta forskningsresultat har publicerats i Spine and Chinese Journal of Orthopetics m.fl.

I den traditionella satellitstavstekniken förlitar sig dock fixeringen och anslutningen av huvudstaven och satellitstaven på den traditionella enkelslitsskruven och den traditionella dubbelslitsanslutningen, som är separerade och inte en helhet i den mekaniska strukturen, stabiliteten hos stången är relativt dålig och skruvens stabilitet är otillräcklig. Sökande team tidigt för att lösa det kliniska problemet, uppfann en sorts helt nya monomerer med dubbelspår pedikelskruvar och inre fixeringsanordning, den nya skruven är alltid skruv, på basis av de traditionella enkelslitsskruvarna och dubbla spåranslutningskombinationer, konstruerade en ny typ av monomerer med dubbelspår pedikelskruvar (hädanefter kallade dubbelskruvar av ny typ). Den dubbelhåriga spiken består av en fast ände och en anslutningsände, och anslutningsänden är försedd med två anslutningsslitsar: huvudanslutningsslitsen och den extra anslutningsslitsen. Under osteotomi i mitten och baksidan implanterades dubbelhåriga naglar i huvudet och svansen av osteotomiområdet, och satellitstavar placerades tvärs över osteotomiområdet och låstes i det extra anslutningsspåret för att hålla osteotomiområdet i ett stabilt tillstånd under osteotomiprocessen. Sedan stängdes osteotomipunkten genom att justera satellitstavarna, och huvudfixeringsstaven monterades slutligen.

Syftet med denna studie:(1) att undersöka om den ortopediska flerstavstekniken med en ny dubbelskruvad skruv efter PSO-osteotomi kan förbättra rörelseomfånget och biomekaniska egenskaper hos huvudstavstammen. (2) Att undersöka möjligheten att applicera den nya dubbelhövdade skruven vid PSO-kirurgi för allvarlig ryggradsdeformitet hos vuxna, och att utvärdera om denna teknik kan minska förekomsten av komplikationer såsom trasig stav och förbättra patienternas livskvalitet.