尸体植入新型人工腰椎间盘腰椎节段生物力学测试
作者：黄东生 刘尚礼 朱青安 欧阳钧 李春海 马若凡 麦金成
单位：黄东生 刘尚礼 李春海 马若凡 麦金成 中山医科大学孙逸仙纪念医院骨科； 广州，510120；朱青安 欧阳钧 第一军医大学全军医学生物力学重点实验室； 广州， 510515
关键词：人工器官；椎间盘；外科学；生物力学
中山医科大学学报990410
摘 要 目的：评价植入新型人工腰椎间盘的腰椎节段的稳定性和压缩力学性能。方法：将人工腰椎间盘植入6具新鲜青壮年尸体标本的L4-5椎间隙，进行三维运动范围和压缩刚度测试，并与植入前和髓核切除后进行比较。结果：新型人工腰椎间盘植入后，腰椎节段的三维运动范围为前屈14.6°，后伸6.6°，左侧弯7.9°，右侧弯8.9°，左轴向旋转8.5°，右轴向旋转8.7°。其压缩刚度比髓核切除后高(P<0.05)。结论：新型人工腰椎间盘植入后既保证了腰椎节段的三维运动功能，又起到了稳定脊柱的功能。
, 百拇医药
中图号 R 684.8
Biomechanical Study of Lumbar Spine Following Insertion of a New
Artificial Intervertebral Disc on Cadavers
Huang Dongsheng1 Liu Shangli1 Zhu Qingan2 Ouyang Jun2 Li Chunhai1 Ma Ruofan2 Mai Jincheng
( 1 Department of Orthopaedics, Memorial Hospital, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou, 510120
, 百拇医药
2 Medical Biomechanics Laboratory of PLA, the First Military University, Guangzhou, 510515)
Abstract Objective: To evaluate the stability and compressive mechanical functions of the lumbar spine following insertion of a new artificial intervertebral disc. Methods: The 3-dimensional ranges of motions and compressive stiffness were measured at L 4-5 lumbar spine on six adult human cadavers following insertion of a new artificial disc and compared with that of before and after resection of the nucleus pulposus. Results: The 3-dimensional ranges of motions of lumbar spine after inserting a new artificial disc were 14.6° in flexion, 6.6° in extension,7.9° in left lateral bending, 8.9° in right lateral bending, 8.5° in left axial rotation, 8.7° in right axial rotation. The test also revealed that the compressive stiffness after inserting a new artificial disc increased significantly compared with that of nucleus pulposus removed. Conclusions: The new artificial lumbar intervertebral disc not only can preserve the 3-dimensional movement of the lumbar spine, but also can improve the stability of the lumbar spine.
, 百拇医药
Subject headings artificial organ; intervertebral disk/surgery; biomechanics
临床上通常采用器械固定和植骨融合术来解决腰椎间盘切除术后所致的腰椎不稳，但却改变了脊柱的运动能力和载荷特性。人工椎间盘除能维持正常椎间隙高度外，还能恢复脊柱节段的运动学和动力学特性，避免了器械固定和植骨融合对邻近节段的影响。在我们研制的新型人工腰椎间盘进入临床应用之前，我们对其进行了一系列测试，包括静态力学、疲劳强度和离体脊柱标本的生物力学测试。有关材料的生物相容性、假体的几何形状及面积、如何与上下椎骨固定等问题，已作过报道[1]。由于人类脊柱的受力情况与任何动物相比均有很大差别，故离体脊柱标本的生物力学测试十分重要。为了评价新型人工腰椎间盘的运动和稳定性能，我们将其植入离体脊柱的L4-5节段，进行三维运动测试和压缩刚度测试，并将其与正常脊柱功能单位(functional spinal unit, FSU)和髓核摘除术后的FSU进行比较。以便了解人工腰椎间盘在人体腰椎节段的生物力学性能。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 标本制备
实验用6例生前无脊柱疾患的成人男性(20～35岁)新鲜尸体脊柱标本，剔除附着的肌组织，保留其全部连接结构，制成包括L4-5椎间盘在内的FSU。将每个标本两端用聚甲基丙烯酸甲脂(牙托材料)包埋在圆形的有机玻璃盒中，制备后用塑料包装贮存于-20 ℃低温冰柜中，测试前解冻。
1.2 三维运动测试
本实验所有的运动测试均在脊柱三维运动试验机上进行。用1.5 mm厚的有机玻璃制成L形标尺，在标尺上设置有不共线的三个圆形标志，供计算机图像处理系统识别、定位。将每个标尺用小螺丝钉固定于椎体前缘及下端包埋盒上。将标本放置于试验机的底座，上端连于加载盘。缠绕于加载盘上的两根线通过滑轮系统连于电动缸，在电动缸的端部安放有拉力传感器。通过电动缸的拉伸，在加载盘上产生一对大小相等，方向相反且平行的力，形成作用在脊柱标本上的纯力偶，所施加力的大小可由力传感器显示。对腰椎标本施加的最大力矩为10.0 Nm，共计有前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左轴向旋转和右轴向旋转6个方向的力偶矩，摹拟腰骶部的生理运动形式，使L4-5节段产生相应的运动。由两个互成角度的摄像机同时摄取标本上各标志点的移动，将图像存入计算机，通过计算机图像处理系统识别、定位和计算标志点的空间位置，从而重建L4-5节段的三维运动，计算出节段间的角度运动。
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1.3 压缩刚度测试
在SWD-10型材料试验机上进行压缩刚度测试，施加的最大压缩载荷为1 300 N。从X-Y记录仪(走纸速度200 mm/min)上描出载荷-变形曲线，并可计算出压缩刚度。
1.4 实验步骤
在椎间盘完整情况下，测定L4-5节段的三维运动范围和压缩刚度，作为正常值；然后在椎间盘前方纵行切开前纵韧带，在纤维环上行0.8 cm垂直切口，摘除全部髓核组织后重复测定；最后将全部椎间盘组织切除并安装人工椎间盘后在相同条件下重复测定其三维运动范围和压缩刚度。
2 结 果
2.1 三维运动范围
在10.0 Nm载荷下测定三组的前屈/后伸、左/右侧屈和左/右轴向旋转运动范围，以自身完整状态的节段运动为对照组，对髓核摘除组和人工椎间盘组进行配伍组设计多个样本均数间的两两比较，结果见表1。
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表1 L4-5节段的三维运动范围
Table 1 The 3-dimensional ranges of motions of L 4-5 segment
[(
±s)，α/(°)] Types of motion
Intact segment
Nucleus pulposus removed
P
, 百拇医药
Artificial disc
P
Flexion
13.4±2.3
13.8±2.3
14.6±3.8
Extension
4.0±1.0
6.1±2.2
<0.051)
6.6±3.8
<0.051)
, 百拇医药
Left lateral bending
7.5±2.6
7.9±1.6
7.9±1.7
Right lateral bending
7.0±0.8
8.8±2.3
8.9±0.9
Left axial rotation
3.6±0.4
5.0±1.2
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<0.051)
8.5±4.2
<0.051)，2)
Right axial rotation
3.3±0.7
4.3±0.8
<0.051)
8.7±5.0
<0.051)，2)
1) Compared with group of intact segment; 2)compared with group of nucleus pulposus removed
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2.2 压缩刚度测试
在1 300 N载荷下测得的L4-5节段完整状态，髓核摘除以及安装人工椎间盘后的压缩刚度见表2。
表2 L4-5压缩刚度的比较
Table 2 The comparison of compressive stiffness at L4-5 segment
[λ/(N/mm)] Number
Intact segment
Nucleus pulposus removed
Artificial disc
, 百拇医药
P
1
835.1
445.9
567.3
2
796.9
410.2
602.3
3
1 028.2
804.5
1 099.3
, 百拇医药
4
950.4
463.4
785.4
5
897.5
551.3
870.6
6
1 120.3
705.1
1 090.8±s
, 百拇医药
941.1±118.5
563.4±167.5
836.0±230.1
>0.051)，<0.052)
1) Compared with group of intact segment; 2) compared with group of nucleus pulposus removed
3 讨 论
3.1 髓核摘除对腰椎三维运动的影响
椎间盘纤维环的相邻纤维层交叉排列，紧密附着于软骨终板，限制脊柱的异常活动，使脊柱在运动中作为一个整体，保持脊柱的稳定性。髓核填充于纤维环中，在相邻椎骨间的运动中起支点作用，如同滚珠，随脊柱运动而运动，在生理负荷下髓核内有很大的内压力[2]，使得纤维环能更多地承受应力。髓核摘除后，纤维环的完整性部分受破坏，椎间盘内压力骤减，椎体间纤维环的交叉纤维松驰，椎间盘塌陷，高度降低，导致脊柱的内源性稳定因素被破坏，当承受载荷时不能维持正常位置而产生异常活动。
, 百拇医药
本实验采用健康成人新鲜L4-5节段为实验标本，测定了髓核切除对L4-5节段的三维运动范围的影响。结果表明髓核摘除后节段的后伸和左右轴向旋转有显著性影响，使其活动度增大。由于髓核摘除后椎间盘后部空虚，使L4-5节段的后伸运动范围有显著性增大；又由于纤维环纤维松弛，使L4-5节段的轴向旋转运动都出现显著性增大。
3.2 新型人工腰椎间盘在腰椎节段的活动功能
通过我们对安装新型人工腰椎间盘的L4-5节段三维运动范围的测定并与完整状态和髓核摘除的L4-5节段进行比较。可以看出，新型人工腰椎间盘植入腰椎节段后确实保证了脊柱的三维运动，其平均运动范围是前屈14.6°、后伸6.6°、左侧弯7.9°、右侧弯8.9°、左旋转8.5°、右旋转8.7°。除了后伸和旋转运动范围比正常节段增大外，前屈和左右侧弯运动均与正常节段和髓核摘除节段相比无显著差异。至于安装新型人工腰椎间盘后腰椎后伸和旋转运动范围增大的原因，我们认为：①我们所研制的新型人工腰椎间盘在体外的运动范围各向均为12°。其在腰椎节段的三维运动范围达到了设计要求，也已比Butter-Janz[3]所采用的Charite假体的20°改进了很多。我们估计在人工腰椎间盘植入椎间隙一段时间后，由于纤维环与周围组织的互相长入，将会自动缩小其运动范围。②纤维环的完整性对脊柱节段的运动影响很大。纤维环紧密连接于上下椎体，外面还有一层坚实的前纵韧带保护，从而限制脊柱的运动特别是旋转运动。髓核摘除也是由于使纤维环失去张力而导致椎间盘高度丧失和纤维环膨出而影响腰椎的稳定性[4]。Acaroglu[5]等证实了不同部位的纤维环，其张力特性不同。放射状排列的纤维环比环状排列者重要，外层纤维环的张力系数是内层的8倍，而前方纤维环的张力系数是后方的3倍。说明了前外侧纤维环在稳定椎间关节方面非常重要。Krismer[6]等采用三维运动学方法测定了纤维环对腰椎节段运动的影响。在8.5 Nm力矩下，纤维环完整时左轴向旋转2°，右轴向旋转1.7°。当纤维环损伤时，左轴向旋转4°，右轴向旋转2.3°，同时，椎体节段发生0.8 mm的位移，经统计学处理，差异有显著性。说明了纤维环在限制脊柱旋转运动方面非常重要。虽然我们在安装新型人工腰椎间盘后也将纤维环缝合起来，但未能使纤维环与椎骨及周围组织互相长入，故对腰椎节段的运动有一定的影响。本实验也提醒我们在做人工腰椎间盘置换时，一定要将纤维环仔细缝合好，使纤维环与假体周围组织结合，更好控制腰椎节段的运动。
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3.3 新型人工腰椎间盘在腰椎节段的稳定性能
髓核摘除术后可使腰椎功能单位的压缩及剪切刚度下降[7]。髓核摘除后纤维环松弛，使椎间盘丧失了对垂直压力的缓冲作用，故椎间盘压缩刚度下降。刚度的下降表示在相同负荷下椎间隙变窄，使后柱承受更大的载荷，引起或加速关节突关节的增生，黄韧带肥厚等退行性变。也可继发椎管和椎间孔狭窄，使马尾及神经根受到卡压，这可能是某些椎间盘突出症术后症状长期不缓解，甚至加重的重要原因。人工腰椎间盘植入后，由于恢复了椎间隙的高度，加上所采用的低摩擦滑动表面设计和具有粘弹性特征的滑动核。可以保持大部分正常椎间盘的功能，起到稳定脊柱的功能。故人工腰椎间盘植入后，脊柱功能单位的压缩刚度与髓核切除组相比有明显提高(P<0.05)，与完整状态相比无显著性差异(P>0.05)。
作者认为，新型人工腰椎间盘植入腰椎节段后，既具有前屈、后伸、左右侧弯和旋转功能，又具有一定的稳定脊柱的功能。
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参考文献
1 黄东生，郝松林，刘尚礼，等. 新型人工腰椎间盘的研制及其静态力学性能. 中山医科大学学报，1998，19(2)：124
2 黄东生，刘尚礼. 椎间盘的生物力学. 医用生物力学杂志， 1997，12(3)：175
3 Buttner-Janz, Schellnack K, Zipple H. Biomechanics of the SB Charite lumbar intervertebral disc endoprosthesis. Int Orthop, 1989,13(3):173
4 龚耀成，汤华丰，张伟滨，等. 椎间盘切除对椎间盘高度和纤维环膨出的影响. 上海第二医科大学学报， 1993，13(3)：189
5 Acaroglu E R, Iatridis J C, Setton L A, et al. Degeneration and aging affect the tensile behavior of human lumbar anulus fibrosus. Spine, 1995,20(24):2690
6 Krismer M, Haid C, Rabi W. The contribution of anulus fibers to torque resistance. Spine, 1996,21(22):2551
7 张建发，刘尚礼，朱青安，等. 腰椎间盘刚度和强度的实验研究. 医用生物力学杂志，1996，11(3)：160
(1999 - 04 - 01收稿 1999 - 06 - 18修回), 百拇医药
单位：黄东生 刘尚礼 李春海 马若凡 麦金成 中山医科大学孙逸仙纪念医院骨科； 广州，510120；朱青安 欧阳钧 第一军医大学全军医学生物力学重点实验室； 广州， 510515
关键词：人工器官；椎间盘；外科学；生物力学
中山医科大学学报990410
摘 要 目的：评价植入新型人工腰椎间盘的腰椎节段的稳定性和压缩力学性能。方法：将人工腰椎间盘植入6具新鲜青壮年尸体标本的L4-5椎间隙，进行三维运动范围和压缩刚度测试，并与植入前和髓核切除后进行比较。结果：新型人工腰椎间盘植入后，腰椎节段的三维运动范围为前屈14.6°，后伸6.6°，左侧弯7.9°，右侧弯8.9°，左轴向旋转8.5°，右轴向旋转8.7°。其压缩刚度比髓核切除后高(P<0.05)。结论：新型人工腰椎间盘植入后既保证了腰椎节段的三维运动功能，又起到了稳定脊柱的功能。
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中图号 R 684.8
Biomechanical Study of Lumbar Spine Following Insertion of a New
Artificial Intervertebral Disc on Cadavers
Huang Dongsheng1 Liu Shangli1 Zhu Qingan2 Ouyang Jun2 Li Chunhai1 Ma Ruofan2 Mai Jincheng
( 1 Department of Orthopaedics, Memorial Hospital, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou, 510120
, 百拇医药
2 Medical Biomechanics Laboratory of PLA, the First Military University, Guangzhou, 510515)
Abstract Objective: To evaluate the stability and compressive mechanical functions of the lumbar spine following insertion of a new artificial intervertebral disc. Methods: The 3-dimensional ranges of motions and compressive stiffness were measured at L 4-5 lumbar spine on six adult human cadavers following insertion of a new artificial disc and compared with that of before and after resection of the nucleus pulposus. Results: The 3-dimensional ranges of motions of lumbar spine after inserting a new artificial disc were 14.6° in flexion, 6.6° in extension,7.9° in left lateral bending, 8.9° in right lateral bending, 8.5° in left axial rotation, 8.7° in right axial rotation. The test also revealed that the compressive stiffness after inserting a new artificial disc increased significantly compared with that of nucleus pulposus removed. Conclusions: The new artificial lumbar intervertebral disc not only can preserve the 3-dimensional movement of the lumbar spine, but also can improve the stability of the lumbar spine.
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Subject headings artificial organ; intervertebral disk/surgery; biomechanics
临床上通常采用器械固定和植骨融合术来解决腰椎间盘切除术后所致的腰椎不稳，但却改变了脊柱的运动能力和载荷特性。人工椎间盘除能维持正常椎间隙高度外，还能恢复脊柱节段的运动学和动力学特性，避免了器械固定和植骨融合对邻近节段的影响。在我们研制的新型人工腰椎间盘进入临床应用之前，我们对其进行了一系列测试，包括静态力学、疲劳强度和离体脊柱标本的生物力学测试。有关材料的生物相容性、假体的几何形状及面积、如何与上下椎骨固定等问题，已作过报道[1]。由于人类脊柱的受力情况与任何动物相比均有很大差别，故离体脊柱标本的生物力学测试十分重要。为了评价新型人工腰椎间盘的运动和稳定性能，我们将其植入离体脊柱的L4-5节段，进行三维运动测试和压缩刚度测试，并将其与正常脊柱功能单位(functional spinal unit, FSU)和髓核摘除术后的FSU进行比较。以便了解人工腰椎间盘在人体腰椎节段的生物力学性能。
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1 材料和方法
1.1 标本制备
实验用6例生前无脊柱疾患的成人男性(20～35岁)新鲜尸体脊柱标本，剔除附着的肌组织，保留其全部连接结构，制成包括L4-5椎间盘在内的FSU。将每个标本两端用聚甲基丙烯酸甲脂(牙托材料)包埋在圆形的有机玻璃盒中，制备后用塑料包装贮存于-20 ℃低温冰柜中，测试前解冻。
1.2 三维运动测试
本实验所有的运动测试均在脊柱三维运动试验机上进行。用1.5 mm厚的有机玻璃制成L形标尺，在标尺上设置有不共线的三个圆形标志，供计算机图像处理系统识别、定位。将每个标尺用小螺丝钉固定于椎体前缘及下端包埋盒上。将标本放置于试验机的底座，上端连于加载盘。缠绕于加载盘上的两根线通过滑轮系统连于电动缸，在电动缸的端部安放有拉力传感器。通过电动缸的拉伸，在加载盘上产生一对大小相等，方向相反且平行的力，形成作用在脊柱标本上的纯力偶，所施加力的大小可由力传感器显示。对腰椎标本施加的最大力矩为10.0 Nm，共计有前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左轴向旋转和右轴向旋转6个方向的力偶矩，摹拟腰骶部的生理运动形式，使L4-5节段产生相应的运动。由两个互成角度的摄像机同时摄取标本上各标志点的移动，将图像存入计算机，通过计算机图像处理系统识别、定位和计算标志点的空间位置，从而重建L4-5节段的三维运动，计算出节段间的角度运动。
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1.3 压缩刚度测试
在SWD-10型材料试验机上进行压缩刚度测试，施加的最大压缩载荷为1 300 N。从X-Y记录仪(走纸速度200 mm/min)上描出载荷-变形曲线，并可计算出压缩刚度。
1.4 实验步骤
在椎间盘完整情况下，测定L4-5节段的三维运动范围和压缩刚度，作为正常值；然后在椎间盘前方纵行切开前纵韧带，在纤维环上行0.8 cm垂直切口，摘除全部髓核组织后重复测定；最后将全部椎间盘组织切除并安装人工椎间盘后在相同条件下重复测定其三维运动范围和压缩刚度。
2 结 果
2.1 三维运动范围
在10.0 Nm载荷下测定三组的前屈/后伸、左/右侧屈和左/右轴向旋转运动范围，以自身完整状态的节段运动为对照组，对髓核摘除组和人工椎间盘组进行配伍组设计多个样本均数间的两两比较，结果见表1。
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表1 L4-5节段的三维运动范围
Table 1 The 3-dimensional ranges of motions of L 4-5 segment
[(
±s)，α/(°)] Types of motionIntact segment
Nucleus pulposus removed
P
, 百拇医药
Artificial disc
P
Flexion
13.4±2.3
13.8±2.3
14.6±3.8
Extension
4.0±1.0
6.1±2.2
<0.051)
6.6±3.8
<0.051)
, 百拇医药
Left lateral bending
7.5±2.6
7.9±1.6
7.9±1.7
Right lateral bending
7.0±0.8
8.8±2.3
8.9±0.9
Left axial rotation
3.6±0.4
5.0±1.2
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<0.051)
8.5±4.2
<0.051)，2)
Right axial rotation
3.3±0.7
4.3±0.8
<0.051)
8.7±5.0
<0.051)，2)
1) Compared with group of intact segment; 2)compared with group of nucleus pulposus removed
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2.2 压缩刚度测试
在1 300 N载荷下测得的L4-5节段完整状态，髓核摘除以及安装人工椎间盘后的压缩刚度见表2。
表2 L4-5压缩刚度的比较
Table 2 The comparison of compressive stiffness at L4-5 segment
[λ/(N/mm)] Number
Intact segment
Nucleus pulposus removed
Artificial disc
, 百拇医药
P
1
835.1
445.9
567.3
2
796.9
410.2
602.3
3
1 028.2
804.5
1 099.3
, 百拇医药
4
950.4
463.4
785.4
5
897.5
551.3
870.6
6
1 120.3
705.1
1 090.8
±s, 百拇医药
941.1±118.5
563.4±167.5
836.0±230.1
>0.051)，<0.052)
1) Compared with group of intact segment; 2) compared with group of nucleus pulposus removed
3 讨 论
3.1 髓核摘除对腰椎三维运动的影响
椎间盘纤维环的相邻纤维层交叉排列，紧密附着于软骨终板，限制脊柱的异常活动，使脊柱在运动中作为一个整体，保持脊柱的稳定性。髓核填充于纤维环中，在相邻椎骨间的运动中起支点作用，如同滚珠，随脊柱运动而运动，在生理负荷下髓核内有很大的内压力[2]，使得纤维环能更多地承受应力。髓核摘除后，纤维环的完整性部分受破坏，椎间盘内压力骤减，椎体间纤维环的交叉纤维松驰，椎间盘塌陷，高度降低，导致脊柱的内源性稳定因素被破坏，当承受载荷时不能维持正常位置而产生异常活动。
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本实验采用健康成人新鲜L4-5节段为实验标本，测定了髓核切除对L4-5节段的三维运动范围的影响。结果表明髓核摘除后节段的后伸和左右轴向旋转有显著性影响，使其活动度增大。由于髓核摘除后椎间盘后部空虚，使L4-5节段的后伸运动范围有显著性增大；又由于纤维环纤维松弛，使L4-5节段的轴向旋转运动都出现显著性增大。
3.2 新型人工腰椎间盘在腰椎节段的活动功能
通过我们对安装新型人工腰椎间盘的L4-5节段三维运动范围的测定并与完整状态和髓核摘除的L4-5节段进行比较。可以看出，新型人工腰椎间盘植入腰椎节段后确实保证了脊柱的三维运动，其平均运动范围是前屈14.6°、后伸6.6°、左侧弯7.9°、右侧弯8.9°、左旋转8.5°、右旋转8.7°。除了后伸和旋转运动范围比正常节段增大外，前屈和左右侧弯运动均与正常节段和髓核摘除节段相比无显著差异。至于安装新型人工腰椎间盘后腰椎后伸和旋转运动范围增大的原因，我们认为：①我们所研制的新型人工腰椎间盘在体外的运动范围各向均为12°。其在腰椎节段的三维运动范围达到了设计要求，也已比Butter-Janz[3]所采用的Charite假体的20°改进了很多。我们估计在人工腰椎间盘植入椎间隙一段时间后，由于纤维环与周围组织的互相长入，将会自动缩小其运动范围。②纤维环的完整性对脊柱节段的运动影响很大。纤维环紧密连接于上下椎体，外面还有一层坚实的前纵韧带保护，从而限制脊柱的运动特别是旋转运动。髓核摘除也是由于使纤维环失去张力而导致椎间盘高度丧失和纤维环膨出而影响腰椎的稳定性[4]。Acaroglu[5]等证实了不同部位的纤维环，其张力特性不同。放射状排列的纤维环比环状排列者重要，外层纤维环的张力系数是内层的8倍，而前方纤维环的张力系数是后方的3倍。说明了前外侧纤维环在稳定椎间关节方面非常重要。Krismer[6]等采用三维运动学方法测定了纤维环对腰椎节段运动的影响。在8.5 Nm力矩下，纤维环完整时左轴向旋转2°，右轴向旋转1.7°。当纤维环损伤时，左轴向旋转4°，右轴向旋转2.3°，同时，椎体节段发生0.8 mm的位移，经统计学处理，差异有显著性。说明了纤维环在限制脊柱旋转运动方面非常重要。虽然我们在安装新型人工腰椎间盘后也将纤维环缝合起来，但未能使纤维环与椎骨及周围组织互相长入，故对腰椎节段的运动有一定的影响。本实验也提醒我们在做人工腰椎间盘置换时，一定要将纤维环仔细缝合好，使纤维环与假体周围组织结合，更好控制腰椎节段的运动。
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3.3 新型人工腰椎间盘在腰椎节段的稳定性能
髓核摘除术后可使腰椎功能单位的压缩及剪切刚度下降[7]。髓核摘除后纤维环松弛，使椎间盘丧失了对垂直压力的缓冲作用，故椎间盘压缩刚度下降。刚度的下降表示在相同负荷下椎间隙变窄，使后柱承受更大的载荷，引起或加速关节突关节的增生，黄韧带肥厚等退行性变。也可继发椎管和椎间孔狭窄，使马尾及神经根受到卡压，这可能是某些椎间盘突出症术后症状长期不缓解，甚至加重的重要原因。人工腰椎间盘植入后，由于恢复了椎间隙的高度，加上所采用的低摩擦滑动表面设计和具有粘弹性特征的滑动核。可以保持大部分正常椎间盘的功能，起到稳定脊柱的功能。故人工腰椎间盘植入后，脊柱功能单位的压缩刚度与髓核切除组相比有明显提高(P<0.05)，与完整状态相比无显著性差异(P>0.05)。
作者认为，新型人工腰椎间盘植入腰椎节段后，既具有前屈、后伸、左右侧弯和旋转功能，又具有一定的稳定脊柱的功能。
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参考文献
1 黄东生，郝松林，刘尚礼，等. 新型人工腰椎间盘的研制及其静态力学性能. 中山医科大学学报，1998，19(2)：124
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(1999 - 04 - 01收稿 1999 - 06 - 18修回), 百拇医药