脊柱腰骶段生物力学特性及内固定材料的应用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.16.020

摘要/Abstract

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文题释义：

金属内固定材料：在腰骶段脊柱结核内固定材料中，医用不锈钢凭借优良的综合性能在临床及医疗领域得到了广泛应用，成为脊柱内固内植物产品的首选材料。不锈钢具有优异的力学性能、耐蚀性能和加工性能，被广泛应用于段脊柱内固定器械的制造。高氮无镍奥氏体不锈钢、不锈钢表面改性、抗菌不锈钢是近年来国内外的主要研究热点。目前在硬组织修复和替换方面，医用不锈钢仍然具有钴基合金、钛合金及复合型生物陶瓷等材料无法替代的作用。

脊柱腰骶段生物力学特性：腰骶部是胸腰椎活动度最大的部分。腰椎减压会破坏腰椎现有的稳定结构或加重其不稳定性，造成神经压迫，因此需进行腰椎融合或内固定来加强腰椎的稳定性。在腰骶段脊柱结核内固定中，常规方法是实行短节段或长节段固定或融合。这种方法牺牲了一个以上正常运动单元，限制了脊柱正常运动功能，导致相邻节段小关节的退变。脊柱结核后路重建中，短节段或长节段固定和/或融合限制了脊柱的正常运动，导致邻近关节退变，减少椎骨固定数量并最大程度保留脊柱运动是脊柱结核内固定的主要原则。
背景：近年来，建立在脊柱生物力学和材料科学基础上的脊柱内固定技术取得了迅猛发展。
目的：综述脊柱腰骶段生物力学特点，以及不同内固定材料在腰骶段脊柱结核稳定性重建中的作用。
方法：应用计算机检索Medline、中国期刊全文数据库中的相关文献，检索关键词为“腰骶段脊柱结核，生物材料，内固定，lumbo-sacral spinal tuberculosis， Biomaterials，fixation”。
结果与结论：坚强内固定是腰骶段结核的常规固定手段，内固定材料的应用提高了腰骶段脊柱结核治疗时重建脊柱序列和稳定性的疗效。金属材料如不锈钢、钛及钛合金因坚强内固定而被广泛应用，金属内固定材料最大的缺点是内固定后沉降、不透光性、应力遮挡效应和骨质疏松，影响了融合效果及内固定后影像学观察；可吸收材料具有良好的生物相容性和可降解性，是近年来用于骨科内固定的新兴材料。应根据椎体破坏程度和腰骶稳定性改变，研究其固定的生物力学结果，选择合适的内固定材料。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程
ORCID:0000-0002-2684-9032(孙弘昊)

关键词: 生物材料, 骨生物材料, 内固定, 金属材料, 可吸收材料, 腰骶段脊柱结核, 稳定性, 生物力学

Abstract:

BACKGROUND: In recent years, the spinal internal fixation technology has made rapid development based on biomechanics and material sciences.

OBJECTIVE: To review the biomechanical characteristics of the lumbosacral spine and the application of various internal fixation materials in the reconstruction of spinal stability after lumbosacral spinal tuberculosis.

METHODS: A computer-based search of Medline and Chinese Journal Full-Text Database was performed for relevant articles using the keyword of “lumbosacral spinal tuberculosis, biomaterials materials, fixation” in English and Chinese, respectively.

RESULTS AND CONCLUSION: Rigid internal fixation is a conventional treatment for lumbosacral tuberculosis, which improves the spinal alignment and stability during the spinal reconstruction. Metallic materials such as stainless steel, titanium and titanium alloys have been widely used in rigid internal fixation, but metal sedimentation, non-transparency, stress shielding and osteoporosis after internal fixation impact the fusion effects and imaging observation. Absorbable materials as newly-developing materials have good biocompatibility and biodegradability in orthopedic internal fixation. To select the appropriate material for internal fixation, the biomechanical properties of internal fixation materials will be investigated according to the degree of vertebral damage and lumbosacral stability.
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Internal Fixators, Spine, Biomechanics, Tissue Engineering

孙弘昊，郭庆升，朱志勇. 脊柱腰骶段生物力学特性及内固定材料的应用[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(16): 2425-2432.

Sun Hong-hao, Guo Qing-sheng, Zhu Zhi-yong. Biomechanical properties of the lumbosacral spine and application of internal fixation materials[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(16): 2425-2432.

图/表（结果） 1

2.1 脊柱腰骶段内固定力学特点从腰椎的生物力学角度分析，腰骶部是胸腰椎活动度最大的部分。腰椎减压会破坏腰椎现有的稳定结构或加重其不稳定性，造成神经压迫，因此需进行腰椎融合或内固定来加强腰椎的稳定性。在腰骶段脊柱结核内固定中，常规方法是实行短节段或长节段固定或融合。这种方法牺牲了一个以上正常运动单元，限制了脊柱正常运动功能，导致相邻节段小关节的退变。脊柱结核后路重建中，短节段或长节段固定和/或融合限制了脊柱的正常运动，导致邻近关节退变，减少椎骨固定数量并最大程度保留脊柱运动是脊柱结核内固定的主要原则。用单节段固定和短段固定，单节段固定植入融合时间较短，短节段固定的损失率较低，可保持相邻脊柱的正常运动，促进固定后脊柱功能的恢复。如何减少融合、固定节段，最大限度地保留脊柱运动功能，是脊柱结核内固定治疗中亟待解决的问题之一^[17-18]。内固定后的生物力学稳定性，对植骨区是否能获得骨性融合非常重要。

现有的生物力学检测方法包括动物实验、物理实验、体外实验、体内实验及计算机模拟实验。三维有限元分析法是一种计算机模拟实验，可以模拟脊柱结构形状，是较新的脊柱生物力学研究方法，其与传统生物力学方法相互补充和验证的作用越来越受到重视^[19]。运用生物力学原理全面分析脊柱及内固定器的力学改变，辅助设计、分析一些新的脊柱器械，对于合理使用内固定器械，验证其有效性具有重要意义。有研究设计一种新型脊柱动态内固定系统，既能适应脊柱的多向活动又能设计保留棘上韧带，从设计理念而言，更能满足人体脊柱的正常活动，该棘间多向动态稳定器，可安于棘突根部，实现棘间、棘-板间弹性承载并能多向活动，有望克服现有技术的诸多不足并降低其价格，以促进临床的广泛应用^[20]。

Fleischer等^[21]通过生物力学探讨了腰骶部内固定对减轻骶骨螺钉应力和L₅/S₁运动范围的影响。研究证实，一个最佳的固定方法可减少骶骨螺钉应力和腰椎活动度，降低螺钉松动的发生率和长期腰骶融合潜在的失败率，具有显著临床意义。作者应用6具尸体腰骶椎标本进行标准生物力学测试，对如下4种固定技术进行评估，单独应用L₂-S₁椎弓根螺钉固定，或与如下3种固定进行组合：前路椎间融合器、前路轴向椎间螺纹杆和髂骨螺钉。结果表明，L₂-S₁椎弓根螺钉固定合并前路轴向椎间螺纹杆或髂螺钉后，骶骨螺钉载荷和L₅/S₁运动范围最小，其次是同时应用前路融合器，而以单独应用椎弓根螺钉为最大。在实验条件下观察统计学差异，L₅/S₁运动范围的差异一般较小，约0.5°，缺乏临床意义；实验条件下骶骨螺钉负载的差异达到了约0.7 N•m。实验方案包括采用高达7.5 N•m的曲伸、侧弯和轴向扭矩，应用椎体运动跟踪标记，采用椎弓根螺钉应变计测量骶骨螺钉负荷。每个标本采用自身对照方法，不进行预压。在矢状位的椎间盘旋转中心施加一个预压，对于测量非融合完整脊柱标本的运动影响不大。但当模拟损伤和应用各种固定方法后，可能会改变矢状位椎间旋转中心。未来的研究中可能会应用脊柱预压的实验方法，而且需要进一步研究体内侧弯和轴向旋转实验的预压方法^[22]。

2.2 金属内固定材料在腰骶段脊柱结核内固定材料中，医用不锈钢凭借优良的综合性能在临床及医疗领域得到了广泛应用，成为脊柱内固内植物产品的首选材料。不锈钢具有优异的力学性能、耐蚀性能和加工性能，被广泛应用于段脊柱内固定器械的制造。高氮无镍奥氏体不锈钢、不锈钢表面改性、抗菌不锈钢是近年来国内外的主要研究热点^[23-24]。目前在硬组织修复和替换方面，医用不锈钢仍然具有钴基合金、钛合金及复合型生物陶瓷等材料无法替代的作用。瞿东滨等^[25]临床研究发现，采用钛合金或不锈钢材料植入物进行一期内固定均安全，可以完成脊柱结核内固定治疗的基本环节，具有明显的优越性，但需根据患者具体情况选择合适方式。

现有医用不锈钢材料由于优良的综合性能被广泛应用于医疗领域，但其中含有的镍元素会因腐蚀溶出，除对人体产生过敏反应外，还存在致畸、致癌的危害性。近年来，对新型不锈钢材料在耐蚀性、耐磨损性及生物相容性方面的研究有了很大进展，奥氏体不锈钢的出现成为人们日益关注的研究开发课题。为了解决传统不锈钢耐磨性较差的问题，研究人员对奥氏体不锈钢进行了表面硬化处理^[26-27]。奥氏体不锈钢表面硬化处理的关键是如何控制好被处理工件的温度，若温度偏低则渗速慢，甚至氮或碳原子渗入不进基体内；若处理温度偏高，渗入的氮或碳就会形成铬的氮化物或碳化物，使不锈钢表面自由铬的浓度降低，不锈钢的耐蚀性能下降。因此，奥氏体不锈钢表面硬化处理的温度必须严格控制在±5 ℃范围内，这在一般的离子热处理设备内是难以实现的。因而对于新型腰骶段脊柱内固定材料的开发，进一步提高或改善了不锈钢的生物安全性、力学性能、耐蚀性能，甚至带来了一些生物功能化，为医用不锈钢的临床应用带来了新的机遇。

纯钛及钛合金由于具有良好的抗腐蚀性和机械性能而被广泛应用于人体病损及内固定材料。大量研究证实，钛及钛合金具有良好的生物相容性和较强的耐腐蚀性，其中钛合金为目前脊柱内固定系统中常用材料，组织相容性良好，质量轻，强度好^[28-29]。钛合金中常见的合金化元素主要包括α相稳定元素、β相稳定元素和中性元素3类。β钛合金因其抗拉强度高、抗拉强度与屈服强度接近等，成为脊柱内固定植入物产品的首选材料^[30-31]。

对腰骶段脊柱结核行一期后路病灶清除内固定并用钛网进行植骨融合，经24-59个月随访，有1例患者延迟愈合，腰骶角和椎间隙高度内固定后明显增加，目测类比评分2周后明显减少，红细胞沉降率在6个月恢复至正常水平，4-8个月达到坚强内固定，平均6个月达到坚强固定，无复发和钛网下沉的情况。经后路钛网内固定在腰骶段脊柱结核中有较好的稳定性，可达到脊柱重建的目^[17]。为了探讨脊柱结核内固定的安全性，矢庆明等^[32]通过体外实验观察结核杆菌和不同内固定材料的黏附情况，统计分析结果显示，结核杆菌相对于同一种材料的黏附数量均较表皮葡萄球菌少，而在不同材料的结核杆菌黏附比较中，钛及钛合金的细菌黏附数量少于不锈钢，说明在脊柱结核患者体内内固定是相对安全的，内固定材料选用钛或钛合金优于不锈钢。钛合金是目前最具有吸引力的金属生物医学应用材料。

镁及镁合金作为医用材料很早就应用于人体，但过快的降解速度限制了其广泛应用。镁合金具有可降解吸收性、优良的力学性能和生物相容性等优点，成为植入医疗器械领域的研究热点。作为潜在的生物降解内固定材料，镁合金及其复合材料具有优于传统医用金属的突出特点，如生物可降解性、良好的力学和生物相容性。但由于其在生理环境中的腐蚀降解速度过快，限制了临床应用产品的开发，降低镁合金过快的腐蚀速度成为其作为植入医疗器械材料应用的关键。近年来，生物可降解镁合金再次成为研究热点，与其作为骨科植入物的先天优势有关。近年开发出不含机体有害元素的镁合金，经表面改性技术提升力学性能和生物相容性，预示新型镁合金材料在未来骨科临床的巨大优越性和应用潜力。相较于体内实验及临床研究，体外实验能更快速、直观地得到结论，并且反馈到体内实验及临床研究中，吸引了越来越多研究者的关注^[33-34]。随着冶金技术及表面处理技术的不断进步，镁及其合金的医学应用研究得到了快速发展。

马立敏等^[35]通过统计学分析，应用CT扫描获取上颈椎空间结构信息建立的上颈椎模型可用于生物力学实验，结果表明镁合金和钛合金固定材料有显著性差异，镁合金材料比钛合金材料临床固定效果更好，值得在临床进一步推广应用。张余等^[36]研究发现采用现有的钛合金内固定系统治疗寰枢椎脱位，保持寰椎前弓、后弓完整，侧块处植骨融合确实，可以更好保持寰枢椎的稳定性；寰枢椎融合后，相邻节段的关节突受力增加，加速退变，应密切随访；相对于钛合金内固定系统，采用镁合金材料制备内固定系统进行复位固定，前述应力集中区域的峰值降低，应力分布均匀性提高，镁合金与钛合金制备的内固定系统在相应的力学分布上差异有统计学意义。孔祥东等^[37]通过动物实验探讨新型高性能医用镁合金的生物安全性，血液学检测结果显示，医用镁合金材料对血常规各项指标、凝血功能、肝肾功能及心功能等均无明显影响；组织学观察显示，各脏器形态学上无明显的病理性改变，同时也未引起局部肌肉软组织的炎症、异物反应；X射线片显示，螺钉周围未见明显气体积聚，且降解速度较为缓慢，至6个月时螺钉依然清晰可见，近骨皮质区见明显的密度增高影，表明此处骨形成较活跃，说明医用镁合金是一种生物安全性良好的新型医用可降解镁合金材料。

2.3 可吸收内固定材料金属内固定材料最大的缺点是内固定后沉降、不透光性、应力遮挡效应和骨质疏松。可吸收性内固定物是由高分子聚合物经特殊加工制成，与传统的不锈钢等金属材料相比，可吸收材料在体内一段时间后能自行降解吸收，避免了再次取出内固定物等问题。由可生物降解的共聚物(聚L-乳酸和聚-L-乙醇酸)组成固定板和螺钉显示出了良好的稳定性和坚强内固定^[38]。刘建宇等^[40]采用深圳医学工程研究所试制的聚酰胺类可降解高聚物材料和可吸收人工椎体进行了12只绵羊的脊椎部位置入试验研究，效果良好，证实可吸收人工椎体作为钛合金人工椎体替代物有很好的应用前景。用骨水泥内固定进行脊柱重建和融合效果较好，无并发症，但骨水泥螺钉对骨重建的不良反应及聚合作用对神经的热损伤限制了其应用。与骨水泥螺钉相比，可注射性生物可降解钙磷酸盐(Ca-P) 骨替代物经前路椎骨螺钉内固定后，螺钉弯曲刚性增加，可注射性生物可降解钙磷酸盐(Ca-P) 骨替代物的拔出强度较高^[39]。

可吸收性脊柱融合器，由具有生物降解性、可消毒性及可以加工性的生物降解高分子材料制备而成，相比传统椎间融合器，它具有更好的刚度和弹性系数，对影像学评估干扰更小等诸多优势。可吸收椎间融合器具有早期的确实制动作用，可有效维持椎体生理弧度和椎间隙的高度，提供初始及中间时期的稳定性，以实现骨性融合，有效防止下沉，稳定融合节段^[41]。

由PEEK-OPTIMA聚合物材料制成的脊柱内固定系统已获得临床验证。PEEK-OPTIMA聚合物材料制成的脊柱棒系统弥补了刚性系统和动态系统的不足，能够恢复足够的脊柱稳定性，且失效率远远低于钛材质的脊柱棒。采用聚合物制造的脊柱植入物拥有许多临床优点，如在相邻节段产生更符合生理状态的载荷，从而减缓相邻节段退变；可减少骨和螺钉界面的应力，以防止骨钉拔出，对于骨质有问题的患者尤其有益；清晰无伪影的成像特点，能够帮助医生更好地进行器械置入及临床观察。有研究应用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66笼进行前路脊柱重建，除1例患者因纳米羟基磷灰石/聚酰胺66笼移位出现颈椎骨折，其他无脱落或断裂发生。脊柱结核患者平均融合时间为5.5个月，融合率为94.0%，下沉率为5.9%，纳米羟基磷灰石/聚酰胺66笼能够促进骨融合，减少下沉，可有效保留和维持椎间隙高度^[42-43]。

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引言

由于脊髓和邻近神经根受压而引发的脊柱结核，在全身骨与关节结核中发病率最高，占43.9%，脊柱结核属于一种骨骼肌结核，发病部位以腰椎为主，胸椎次之，胸腰段、腰骶段、颈椎和骶尾椎较少[1-4]。脊柱结核病灶清除后稳定性重建和内固定的安全性是临床骨科医生最关心重要问题，由于某些特殊部位脊柱结核如颈胸段椎体前方心脏及大血管阻挡，造成病灶显露困难，以及椎体体积较小，难以找到合适钢板进行有效内固定，而由于腰髓段椎体有骸动静脉分叉及版前静脉丛存在及髓骨本身形状不规则，难以使用钢板进行固定，容易发生血气胸及交感神经损伤等并发症[5-8]。
腰骶段脊柱结核临床较少，发生率仅占脊柱结核的2%-3%，但腰骶段脊柱结核能造成椎体结构破坏，脓肿形成，压迫脊髓，造成患者残疾[9-10]。近年来腰骶段脊柱结核发病率有逐渐增高趋势，由于腰骶段(L4-S1)独特的解剖结构及生物力学特点，在内固定材料和内固定系统选择上均有其特殊之处，内固定及植骨融合失败等现象是目前的热点问题。随着材料学的发展，不同内固定材料和入路方式使脊柱结核内固定得到更好的应用[11]。研究表明，脊柱在失稳状态下不但会进一步加重手术节段的病损，同时邻近节段也将受累[12-14]，因此，重建脊柱内固定稳定性是不可忽视的重要环节之一。前路病灶清除椎间植骨融合和骶骨棒内固定可有效重建脊柱，对腰骶段结核有较好的效果。内固定后患者的腰骶角显示增加，目测类比评分和红细胞沉降率明显下降，6-12个月出现骨融合[15]。完全清除病灶后，用大块髂骨移植物经单钉棒内固定由前路内固定，内固定时无血管、神经、输尿管损伤等严重并发症，经6-42个月随访，内固定无松动、断裂，骨移植物无移位并愈合良好，血沉及C-反应蛋白正常，腰骶部结核未复发，说明前路病灶清除、植骨融合及单钉棒内固定重建腰骶椎稳定性好[16]。一期后路椎间孔病灶清除360°植骨融合后路内固定腰骶部脊柱结核，3个月后血沉和C-反应蛋白值恢复到正常水平，有1°-3°腰骶角的丢失[18]。
近20年来，建立在脊柱生物力学和材料科学基础上的脊柱内固定技术取得了迅猛发展，特别是近10年来，新理论和新器械不断涌现，为脊柱外科医生提供了更大选择空间，拓宽了治疗领域，为实现脊柱畸形矫正、维持节段稳定和促进脊柱融合发挥了积极作用。随着内固定材料的不断发展，其在临床方面的应用也越来越广泛。脊柱内固定材料一般需要应用椎弓根螺钉、棒系统固定或者前路人工椎体、钛网、椎间融合器和钛板固定，统称为脊柱内固定金属材料，这些材料的作用是起到临时稳定脊柱作用，有助于患者在短期内活动，为脊柱骨与骨界面的融合提供有利条件。
以往内固定材料大多是由医用不锈钢制成的，近年来生物可吸收材料在脊柱外科应用逐渐增多。生物可吸收内固定材料避免了金属材料的缺点，如松动、移位和妨碍放射检查等，显示了在脊柱应用的可能性和潜在优势。文章将对脊柱腰骶段生物力学特点，以及不同内固定材料在腰骶段脊柱结核稳定性重建中的作用进行综述。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

材料方法

1.1 文献检索和筛选要求

1.1.1 检索数据库美国《医学索引》(Medline)、中国期刊全文数据库等。

1.1.2 检索数据库的选择理由 Medline是美国国立医学图书馆生产的国际性综合生物医学信息书目数据库，是当前国际上最权威的生物医学文献数据库。中国期刊全文数据库是中国文献量最大、信息最全的数据库。

1.1.3 检索途径、检索词、检索词的逻辑关系为全面、准确地检索出撰写综述的相关文献，文章写作过程中综合考虑了检索途径选择、检索词选择和各检索词间逻辑关系的配置，制定了科学的检索策略。在检索方案中讨论了检索途径、检索词、检索词逻辑关系的理由，首先应用关键词检索，在数据库中检索与腰骶段脊柱结核内固定和内固定材料应用相关的文献，初筛文题和摘要，剔除重复研究，对最终纳入的文献下载全文进行全面分析。

检索途径：关键词检索、摘要检索、全文检索等。

检索词：腰骶段脊柱结核，生物材料，内固定，lumbo-sacral spinal tuberculosis，Biomaterials，fixation。

检索词的逻辑组配：应正确选用逻辑算符来表达检索词之间的逻辑关系，如逻辑或(OR)扩大检索范围，逻辑与(AND)缩小检索范围。

检索途径、检索词、检索词的逻辑组配的确定理由：首先以关键词检索，检索词组配为腰骶段脊柱结核和内固定，腰骶段脊柱结核和内固定和生物材料，这样可以分别检索出腰骶段脊柱结核内固定研究进展和内固定中用到的生物材料。

检索的时间范围：1993至2015年。

1.1.4 文献筛选流程和筛选标准

文献筛选流程：按照图1的步骤进行。

文献的筛选标准：与腰骶段脊柱结核内固定相关的文献；脊柱结核内固定材料应用的相关文献。

文献的筛选标准的制定理由：初筛文题和摘要，筛选与主题相关的文献，剔除重复研究的内容。

排除的文献：不相关的文献，重复的文献，数据不完整，结果效应不明确的文章。

筛选偏离的描述、原因及对结果的影响：根据研究主题制定的纳入标准和排除标准会有选择性偏倚，为避免选择性偏倚，采用多人质量控制的原则，即所有作者共同评估确定筛选和最终纳入的文献。

文献筛选结果的输出形式：文献检索和筛选结果的输出采用文献的引用形式，且保持了格式的一致性，文献的引用形式包括作者、题名、期刊名称、发表年代、卷数(期数)、页码等。经筛选纳入评价的文献提供了全文。所有纳入的文献均下载全文，并按期刊格式引用。

检索偏离的描述、原因及对结果的影响：检索过程中会对纳入的文献干预措施、主要结局指标和结果进行严格的分析和评价，以减少检索偏倚。

讨论

脊柱结核是骨与关节结核病中发病率最高的一种常见病，占所骨骼肌结核的50%。对脊柱结核，完全清除病灶并减压后内固定是获得稳定性重建的关键，随着内固定材料和器械的广泛应用，使脊柱结核内固定不稳的问题得到了很好解决。腰骶段脊柱结核虽较少见，但其早期症状不典型，容易误、漏诊，故临床发现往往较晚。腰骶段脊柱结核内固定又是脊柱结核治疗中最难的部位之一，坚强内固定技术是腰骶段结核的常规固定手段，内固定材料的应用提高了重建脊柱序列和稳定性的疗效。金属材料如不锈钢、钛及钛合金因坚强内固定而被广泛应用，目前临床上以纯钛制作的接骨板和螺钉最为常用，其稳定的固定效果和优越的生物相容性为骨组织愈合提供了良好内环境，能维持骨段在正常解剖位置上愈合，较好地恢复功能和形态，但其存在应力遮挡、不能降解吸收、金属离子释出等缺点，影响了融合效果及内固定后影像学观察，这就给予可吸收椎间融合器发展的契机。近年来，国内外学者把目光投向了生物降解材料，可吸收材料因其良好的生物相容性和可降解性成为骨科内固定的新兴材料。

目前脊柱结核内固定多采用植骨融合内固定，内固定材料多为金属材料，可吸收材料是一个有前景的研究方向，但目前还不能完全替代金属内固定材料。从生物力学角度设计更加适合腰骶段生物力学特点的内固定器材，应具有操作简便、力学性能良好的特点，还应该充分考虑腰骶角的恢复问题。目前在临床工作中，腰骶段脊柱结核治疗中合适内固定材料的选择，应根据患者椎体破坏程度和腰骶稳定性改变，研究其固定的生物力学结果，可能获得较好的疗效。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程