人工椎间盘理论、设计、原理PPT课件

1、.,1,人工椎间盘(The artificial disc)理论、设计、原理,.,2,脊柱的结构和功能特点,坚固性、活动性 保护神经：大脑 外周,.,3,24块椎骨+75个关节,三个平面的活动,屈、伸 轴向旋转 左右侧弯,.,4,三关节复合体(The triple joint complex),上下椎体+椎间盘 后方一对小关节,.,5,.,6,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,.,7,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,.,8,.,9

2、,.,10,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),.,11,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)。,.,12,.,13,.,14,.,15,退变过程(The degenerative cascade),30岁开始

3、，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）,.,16,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。（Fu

4、jita K 1993，Spilopoulou I 1994）,.,17,.,18,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）,.,19,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),.,20,.,21,退变过程

5、(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）,.,22,.,23,.,24,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,.,25,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。

6、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。,.,26,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？,2020/8/14,.,27,.,28,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。,.,29,假体 理想的治疗方法,全椎间盘置换（Total disc replacements） 髓核置换（nucleus substitutes）,.,30,假体 理想的治疗方法,

7、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。,.,31,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。,.,32,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）,.,33,.,34,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。

8、 真正的“人工椎间盘”。,.,35,.,36,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。,.,37,.,38,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。,.,39,.,40,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。

9、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）,.,41,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。,.,42,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）,.,43,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）,.,44,.,45,