[发明专利]弹性脊柱固定系统及可调压固定棒

说明书

本发明涉及一种骨科临床应用的弹性脊柱固定系统及可调压固定棒，其包括任意2个可调压固定棒，2个连接横杆(50)、4个固定钩(51)和多个椎弓根螺钉(46)，其中，所述可调压固定棒包括：调节杆、滑配螺套、弹性装置和固定杆。本发明的弹性脊柱固定系统及可调压固定棒具有可调节压力的、固定牢固、操作简单、调节容易的，有效防止应力遮挡，避免骨质疏松，加快骨折愈合的优点。

技术领域

本发明涉及骨科临床应用的装置，尤其涉及一种可调压固定棒，以及包括可调压固定棒的弹性脊柱固定系统。

背景技术

脊柱由椎骨和椎间盘链接而成，上连颅骨，下部和髋骨连接，当脊柱出现脊柱骨折、椎间盘突出、脊 柱先天性畸形等、椎体滑脱等疾病时，常需要对脊柱进行减压、复位、固定，术后相应节段的固定十分重 要，相应的固定技术及材料也在不断进步与更新，如过去应用的哈氏棒、鲁戈氏棒、steef钢板、目前常 用的钉棒系统等固定器械，哈氏棒用于脊柱骨折脱位的治疗，其手术固定范围大、创伤大，还存在脱钩、 断棒、复位不良等弊端；鲁戈氏棒缺乏牵张力、不能对抗纵向压力、不适宜单独用于治疗爆裂性、严重粉 碎性、压缩性椎体骨折，此两种固定器械已基本淘汰。现在常用的钉棒固定系统固定牢固、复位好等优点， 但存在固定后已出现固定节段由于应力遮挡而出现骨质疏松、固定物松动、甚至内固定物断棒等弊端，内 固定失败后不得不进行二次手术甚至多次手术，严重影响疗效。

骨折愈合过程复杂，国内外学者对骨折愈合理论的认识在不断完善，早期所倡导的骨折坚强固定的观 点经过几十年的临床实践及实验研究证实，由于固定物的应力遮挡效应，固定骨骼易出现骨质疏松，固定物 折断等问题，提出的生物的合理的接骨术观点逐渐被接受，骨折愈合受到患者年龄，力学环境，局部血运，内 分泌等诸多因素影响，应力是主要因素之一，现有的各种固定器械虽然形状、结构各异，但无法进行微动调 节，应用时易产生应力遮挡、出现骨质疏松，有的虽能微动，但不能精确限制微动的范围、方向、及应力的大小，

应力与骨折愈合方面：骨组织是一种粘弹性固体材料，力学特性复杂，其结构及功能与其力学特征及 力学环境状态密切相关，决定了不同的应力刺激对骨代谢和骨愈合有不同影响力。在应力作用机制方面： 应力影响骨折愈合过程中的细胞信号转导通路，可以通过位于细胞膜表达或跨膜存在的钙离子通道、整合 素、生长因子等，将细胞外基质信号传递入细胞内。成骨细胞的机械信号偶联、细胞增殖与细胞内和细胞 间Ca2+水平的升降有关，整合素是联系细胞内外信号的主要物质，外界张应力刺激下可以诱导成骨细胞内 生理、生化改变，做出应答和传导信号、激活基因表达、合成并释放细胞因子和激素，调控对机械刺激的 感应及增殖、分化和矿化。整合素表达水平具有时限变化的特点。应力对成骨细胞代谢及细胞因子的调节 应力引起的生长因子的分泌可以是直接通过促进生长因子或在体内促进具有生长作用的激素的分泌，间接 促进细胞生长，转化生成因子是成骨细胞中含量较多的生长因子，可以调节成骨细胞的增殖和分化，另一方 面，促使合成型胶原纤维连接素，促使成骨细胞合成I型胶原、纤维连接素、骨连接素及蛋白聚糖。

在应力作用的方式、时机、种类、大小等方面目前研究认为：间歇性应力刺激较连续性应力刺激更 能激发成骨细胞活性；研究认为，骨愈合早期为力学因素促进骨愈合的最有效时期，当骨折愈合恢复原始 结构和硬度后，力学因素是骨重塑的唯一因素，骨愈合早期应保证骨折断端间适当的应力和应变，骨愈合 早期，轴向载荷产生的压应力能驱动成骨细胞及成纤维细胞向分化成骨方向发展，对骨愈合有利，剪切和 扭转载荷产生剪应力，宜造成骨折端动态摩擦，对形成的毛细血管和骨痂有较大伤害，并驱动成纤维细胞 增殖，产生纤维组织，不利于骨愈合，在骨愈合中后期各种应力对骨痂的形成和改建均有一定促进作用； 骨愈合需适当的生物力学环境或最佳应力水平，只有当骨折端应力水平与愈合区组织刚度互相平衡协调时 组织才能良好分化和愈合，应力过大，超过组织承受能力，活体骨将在骨-骨界面或骨-内固定物界面发生 反应性表面吸收，骨折端压力减小，导致骨萎缩，且压力越大，骨折端压力减小越迅速，反之，不足以引 起弹性变形，组织分化力学诱导降低，难于产生，可能导致骨延迟愈合、骨不连。一般以为骨折端压应力 不超过生理体重为宜。