1.3  材料  选取18只市售9月龄新鲜小牛L_3-5脊柱标本，所有标本在宰杀后第一时间剔除适量肌肉及脂肪组织，并保持韧带、椎间盘及关节突的完整性，在X射线下排除创伤性、肿瘤性或代谢性等其他疾病，确认标本完整后，在标本两端各钻入30 mm螺钉增加稳定性，并用牙托粉(义齿基托树脂II型)将两端包埋固定，在维持腰椎正常生理曲度的同时确定两端包埋平行(图1)。包埋完成后，用保鲜膜包裹存放于-20 ℃的环境中^[18]。在实验测试前，将标本在室温24 ℃的环境下自然解冻至可以完全屈伸。测量采用MTS脊柱运动测试机(图2)、三维动态捕捉仪器，由天津骨科研究所提供。椎弓根钉棒由北京威高亚华人工关节开发有限公司提供，椎间融合器由北京理贝尔生物工程研究生有限公司提供，见图3，表1。



1.3  材料  选取18只市售9月龄新鲜小牛L_3-5脊柱标本，所有标本在宰杀后第一时间剔除适量肌肉及脂肪组织，并保持韧带、椎间盘及关节突的完整性，在X射线下排除创伤性、肿瘤性或代谢性等其他疾病，确认标本完整后，在标本两端各钻入30 mm螺钉增加稳定性，并用牙托粉(义齿基托树脂II型)将两端包埋固定，在维持腰椎正常生理曲度的同时确定两端包埋平行(图1)。包埋完成后，用保鲜膜包裹存放于-20 ℃的环境中^[18]。在实验测试前，将标本在室温24 ℃的环境下自然解冻至可以完全屈伸。测量采用MTS脊柱运动测试机(图2)、三维动态捕捉仪器，由天津骨科研究所提供。椎弓根钉棒由北京威高亚华人工关节开发有限公司提供，椎间融合器由北京理贝尔生物工程研究生有限公司提供，见图3，表1。



1.3  材料  选取18只市售9月龄新鲜小牛L_3-5脊柱标本，所有标本在宰杀后第一时间剔除适量肌肉及脂肪组织，并保持韧带、椎间盘及关节突的完整性，在X射线下排除创伤性、肿瘤性或代谢性等其他疾病，确认标本完整后，在标本两端各钻入30 mm螺钉增加稳定性，并用牙托粉(义齿基托树脂II型)将两端包埋固定，在维持腰椎正常生理曲度的同时确定两端包埋平行(图1)。包埋完成后，用保鲜膜包裹存放于-20 ℃的环境中^[18]。在实验测试前，将标本在室温24 ℃的环境下自然解冻至可以完全屈伸。测量采用MTS脊柱运动测试机(图2)、三维动态捕捉仪器，由天津骨科研究所提供。椎弓根钉棒由北京威高亚华人工关节开发有限公司提供，椎间融合器由北京理贝尔生物工程研究生有限公司提供，见图3，表1。



1.3  材料  选取18只市售9月龄新鲜小牛L_3-5脊柱标本，所有标本在宰杀后第一时间剔除适量肌肉及脂肪组织，并保持韧带、椎间盘及关节突的完整性，在X射线下排除创伤性、肿瘤性或代谢性等其他疾病，确认标本完整后，在标本两端各钻入30 mm螺钉增加稳定性，并用牙托粉(义齿基托树脂II型)将两端包埋固定，在维持腰椎正常生理曲度的同时确定两端包埋平行(图1)。包埋完成后，用保鲜膜包裹存放于-20 ℃的环境中^[18]。在实验测试前，将标本在室温24 ℃的环境下自然解冻至可以完全屈伸。测量采用MTS脊柱运动测试机(图2)、三维动态捕捉仪器，由天津骨科研究所提供。椎弓根钉棒由北京威高亚华人工关节开发有限公司提供，椎间融合器由北京理贝尔生物工程研究生有限公司提供，见图3，表1。

1.4.1  实验分组  A组：完整组；B组：双侧椎弓根螺钉固定组；C组：单侧椎弓根螺钉固定组(图4A)；D组：单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突螺钉固定组(图4B)。

2.1  各组后伸关节活动度和刚度值的测试结果  对于融合节段L_4-5后伸下的关节活动度，A组>C组>D组>B组；A组同B、C、D组比较差异均有显著性意义(P < 0.000 1)；C、D两组对比结果相似(P=0.092)；B组最小，与C、D两组比较差异有显著性意义(P < 0.000 1)，见表2。

对于融合节段L_4-5后伸下的刚度值，B组>D组>C组>A组；B组同A、C、D组比较差异均有显著性意义(P < 0.000 1)；C、D两组均大于A组(P=0.002，P < 0.000 1)；C、D组比较差异无显著性意义(P=0.53)，见表3。

对于邻近节段L_3-4后伸下的关节活动度，B组>D组>C组>A组；B组同A、C、D组比较差异均有显著性意义(P < 0.000 1)；A与C、D组比较差异无显著性意义(P=0.159，P=0.430)；C、D组比较差异无显著性意义(P=0.530)，见表4。

      腰椎退行性病变是脊柱外科最常见的疾病，发病机制多由脊柱的失稳或椎间盘的退变造成神经压迫，传统手术观点是对压迫的神经根进行充分减压，早期给予有效固定达到椎间融合，重建脊柱稳定性，所以减压-固定-融合是脊柱外科手术的关键。通过椎弓根钉棒系统恢复腰椎生理曲度^[1-2]，椎间融合防止高度丢失椎体不稳，是术后远期疗效的保证^[3-4]。既往双侧椎弓根螺钉技术是金标准，但随着脊柱外科的发展，坚强固定带来的并发症逐渐引起外科医生的重视，由于手术节段融合固定使相邻节段间盘压力和关节突应力异常集中，邻近节段超负荷的代偿性活动，导致邻近节段椎间盘突出、椎体失稳甚至椎体滑脱等^[5]。而对于单侧神经根症状的患者，双侧固定会破坏对侧的完整结构，造成不必要的出血和手术时间的延长，增加了手术并发症^[6-9]。针对双侧固定的缺点，KABINS等^[10]与SUK等^[11]先后采用单侧椎弓根螺钉固定治疗腰椎退行性疾病，并取得了与双侧固定相同的临床疗效，之后也大量被应用于临床当中^[12-14]。但也有学者认为单侧椎弓根螺钉固定为非对称固定，并质疑其稳定性^[15-16]。结合两种技术的优缺点，有学者提出通过对侧关节突的固定配合单侧椎弓根固定来弥补单侧椎弓根螺钉固定的不足，减少双侧椎弓根螺钉固定过强的应力。BEST等^[17]首次将单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突螺钉固定组成的混合型结构应用于临床，取得了良好的远期疗效，但该技术的风险较高，如稍有不慎就会导致椎板及硬膜的破坏，需要术者具有丰富的手术经验及解剖理论知识。查阅国内外近20年文献，关于报道单侧椎弓根螺钉的生物力学研究较多，而关于单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突螺钉固定的生物力学报道仅限于有限元方面，并未有学者同时比较3种固定技术行融合节段和邻近节段的生物力学变化。为了更好地应用于临床，充分发展微创理念，提供临床依据，实验针对3种固定技术的融合节段稳定性和邻近节段影响做生物力学比较研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

1.1  设计  模型研究与力学测试。

1.2  时间及地点  于2019年9至12月在天津市骨科研究所(室内温度为21 ℃，湿度60%)进行实验的标本筛选制作、数据采集和数据结果分析。

1.3  材料  选取18只市售9月龄新鲜小牛L_3-5脊柱标本，所有标本在宰杀后第一时间剔除适量肌肉及脂肪组织，并保持韧带、椎间盘及关节突的完整性，在X射线下排除创伤性、肿瘤性或代谢性等其他疾病，确认标本完整后，在标本两端各钻入30 mm螺钉增加稳定性，并用牙托粉(义齿基托树脂II型)将两端包埋固定，在维持腰椎正常生理曲度的同时确定两端包埋平行(图1)。包埋完成后，用保鲜膜包裹存放于-20 ℃的环境中^[18]。在实验测试前，将标本在室温24 ℃的环境下自然解冻至可以完全屈伸。测量采用MTS脊柱运动测试机(图2)、三维动态捕捉仪器，由天津骨科研究所提供。椎弓根钉棒由北京威高亚华人工关节开发有限公司提供，椎间融合器由北京理贝尔生物工程研究生有限公司提供，见图3，表1。

1.4  实验方法

1.4.1  实验分组  A组：完整组；B组：双侧椎弓根螺钉固定组；C组：单侧椎弓根螺钉固定组(图4A)；D组：单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突螺钉固定组(图4B)。

1.4.2  实验顺序  每个标本均按照A组→B组→C组→D组的顺序进行。

A组在完整状态下进行数据测量；B组：在A组测量后，对标本行经椎间孔腰椎椎间融合术，破坏右侧关节突关节及椎间盘，采用横突中线与上关节突外侧缘交点为椎弓根螺钉进针点，植入双侧椎弓根钉棒后，用尖刀及髓核钳取出髓核，刮匙和铰刀处理终板，置入恰当的椎间融合器，进行数据测量；C组：在B组测量后，将左侧椎弓根钉棒取出，进行数据测量；D组：在C组测量后，通过使用Magerl技术(经同侧棘突中上1/3入针点，经对侧椎板、上位椎体下关节突、下位椎体上关节突轨迹植入)植入螺钉，进行数据测量。在每组标本测试完后，均进行X射线及CT扫描，确保植入物的位置良好。

1.5  主要观察指标  将各组腰椎标本安放在MTS多自由脊柱力学试验机(MTS 858 Bionix II 脊柱运动测试系统)上进行力学加载，给予轴向恒定压力50 N，扭矩大小控制在7.5 N·m，加载速率1 (°)/s控制标本活动^[18]，分别在每个节段左右两侧横突贴有一个红外线发光二极管(marker点)，通过NDI三维动态捕捉系统(NDI Optrotrak Certus 三维动态捕捉系统)得到的空间坐标值计算标本活动范围。实验过程中每10 s用生理盐水喷洒标本，保持标本的湿润。每个实验标本完成6个方向活动为一个活动周期，共进行3个周期，为了更好地增加标本的柔韧性和观察标本的稳定性，确保实验数据的准确^[19]，取第3次周期的结果进行比较。刚度值计算通过MTS机传输到计算机的中扭矩和角度的数值，绘制出双相载荷-位移曲线，通过曲线的斜率计算标本的刚度值^[18，20]。

1.6  统计学分析  数据分析应用SPSS 25.0统计学软件，融合节段活动度和刚度值和临近节段活动度均采用x(_)±s表示，采用单因素方差对4个实验组、6个运动方向的数据进行分析，以P < 0.05为差异有显著性意义。

3.1  椎弓根螺钉固定的生物力学研究  单侧椎弓根螺钉固定技术由KABINS等^[10]首次提出，并与双侧椎弓根螺钉固定进行临床对比，得出两者可以达到相似的临床疗效。随后几十年的发展中，支持者认为单侧椎弓根螺钉固定的整体强度低于双侧椎弓根螺钉固定，但可以达到重建腰椎生物力学稳定性的要求。反对学者认为单侧固定是非对称、不均衡固定，钉棒间抗剪切力弱，在脊柱旋转侧弯过程中必将产生钉棒间、椎体和融合器之间的不平衡受力及偏轴运动，对椎体间融合、固定效果产生不可控的因素，导致单侧椎弓根螺钉融合率低及椎间融合器移位率高的风险。近10年学界专家针对双侧固定存在的缺点，设计出了增加对侧关节突固定来提高单侧椎弓根螺钉稳定性的技术。

在体外生物力学角度分析理论上，椎间融合前测量其椎体的活动度及刚度值可以预测椎体间固定的初步稳定性，衡量标准是至少达到完整标本组的柔韧性，但因为椎体间重建后初期的不稳定，仅仅完整组的强度并不利于后期融合，必须达到更高的稳定性才能重现脊柱稳定性，这在既往生物力学实验中得到了充分的验证。

实验通过4组模型的融合节段比较结果中得出，双侧椎弓根螺钉固定组表现的活动度最小，稳定性最大；单侧椎弓根联合经椎板对侧关节突固定组次之，并且同双侧椎弓根螺钉固定组具有相似的旋转稳定性；单侧椎弓根螺钉固定可能由于固定的不对称，所表现的稳定性显著降低，尤其在抵抗左侧弯和右旋转方面能力不足，仅略高于完整组。虽然双侧椎弓根螺钉固定组表现出的关节活动度最小、稳定性最高，但良好椎间的融合是需要合适而不是过度的刚度和活动度。稳定性较差会导致椎间融合器的移位，椎体间再次失稳导致椎弓根钉棒断裂二次手术的风险。稳定性过高，导致椎弓根钉棒的应力过大，同样存在钉棒断裂的风险^[21]，还可能造成邻近节段的超负荷活动导致邻近节段的退变(adjacent segment degeneration，ASD)。

腰椎在前屈、后伸时，椎间盘的承受的压力明显高于其他动作，实验中屈伸运动下，C、D两组要明显低于B组，同时高于A组，说明C、D两组在屈伸方面既可以维持腰椎稳定性又可以提供较理想的融合强度，同时实验采取的是椎间孔椎间融合而非腰椎后路融合手术，所以对于腰椎后柱的稳定性破坏极低，保留了棘上棘间韧带、椎板间黄韧带的连续性，这对腰椎前屈、后伸也起到了良好的限制作用。在旋转、侧弯方面，由于椎间孔椎间融合技术本身需要切除关节突，所以造成了一侧关节突的破坏，而关节突的破坏对于旋转运动影响要大于屈伸、侧弯，而实验中也证实了这点，C组旋转的稳定性较差，而D组在固定另一侧关节突后旋转稳定性明显提升，甚至达到双侧椎弓根螺钉固定组，同时也提高了侧弯的稳定性，所以D组可以提供良好的腰椎稳定性。

对比单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定的其他研究结果，此次实验与LUO等^[22]的实验结果相似，其通过有限元分析双侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定3种方式在短期及长期18 000周期循环负荷下的结果，所有内固定结构的活动范围都显著减小，单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定在短期和长期负荷后实现了与双侧椎弓根螺钉固定相似的运动范围。然而在各个方向运动中，单侧椎弓根螺钉固定的对侧关节突位移明显大于单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定和双侧固定，表明其稳定性差。张昊等^[23]通过比较双侧和单侧联合对侧关节突螺钉两种固定模型，认为两者均可以达到脊柱稳定性，但后者在右侧弯和左旋转方向活动性略差。GONG等^[21]通过有限元分析双侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定3者的椎弓根钉棒的应力值分布，单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定应力主要集中在连接杆和穿透的关节面区域，而非经过椎板整个区域，避免了椎板断裂而造成椎管内容物的侵袭，但其实验结果认为单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定的稳定性大于双侧椎弓根螺钉固定，由于其单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定形成的3点固定优于双侧椎弓根螺钉固定形成的4点平行四边形，认为双侧椎弓根螺钉固定即使在屈伸侧弯也伴有旋转的趋势，三角形的结构更稳定，与此次实验的结果略有不同。作者认为用三角形和四边形理论不能完全解释其稳定性，因为三角形只是局限于后柱的固定而忽略了椎体的活动是前中柱的活动，其属于立体的模型而并非简单的平面三角形能够解释的，而且双侧椎弓根螺钉固定的钉棒固定的范围涉及前中柱，而椎板螺钉只涉及后柱，所以此次实验结果中双侧椎弓根螺钉固定的活动度最小。YANG等^[24]通过椎间孔椎间融合和椎间孔外腰椎椎体间融合互相比较双侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定的稳定性，得出所有固定组的稳定性均大于完整组，椎间孔椎间融合下的单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定具有同双侧椎弓根螺钉固定相似的稳定性。

对于单侧椎弓根螺钉固定组的分析，作者认为单侧固定组在右侧弯和左旋转方向的稳定性不足，但是活动度还是低于完整状态组，说明在破坏一侧的关节突和髓核后，附加的一侧椎弓根钉棒和椎间融合器后其稳定性是有提高的。而发生右侧弯下的稳定性较左侧弯活动度大的原因，作者考虑是由于右侧关节突的破坏及右侧入路减压造成椎间盘右侧丢失的多导致，左旋转活动度大是因为左侧的关节突存在左右不对称，左侧旋转时关节突可以提供固定的旋转中心，导致椎间容易旋转活动，而右侧旋转时，虽然右侧关节突破坏，但由于右侧钉棒固定的作用导致右侧旋转难度增大，虽然在活动度实际数值上表现的差异甚至不到1°，活动度之差微乎其微，但考虑标本仅仅进行了短期活动，长期活动后钉棒疲劳度增加，断钉短棒的风险也会随之提高。而其他学者通过单侧固定的体外实验结果也略有不同。何蔚等^[25]通过人体尸体标本进行单侧与双侧固定力学的比较，认为单侧椎弓根螺钉固定并不适用于2个以上的节段固定。GODZIK等^[19]通过体外生物力学实验认为，使用单侧椎弓根螺钉固定可以替代双侧椎弓根螺钉固定，在单侧固定组置入椎间融合器后，达到了双侧固定的稳定性。ZHAO等^[26]通过有限元分析比较单、双侧椎弓根螺钉固定，得出单侧固定的活动度大于双侧固定，但两者与完整组相比均明显减少，认为单侧椎弓根螺钉固定可以满足脊柱稳定性的要求。SLUCKY等^[15]比较双侧与单侧固定的稳定性，得出单侧固定的活动度在屈伸和侧弯时是双侧固定的2倍，左右旋转1.4倍，认为单侧固定组的稳定性差。陈志明等^[27]通过有限元分析单侧和双侧固定在各方向活动中的螺钉应力改变及椎间压力变化，得出单侧组椎间融合器的承受应力大于双侧椎弓根螺钉固定模型，提示可能出现融合器塌陷、融合率降低的风险。

3.2  相邻节段退变的研究状况  虽然腰椎融合术后引起邻近节段退变的原因尚存很多争议，但普遍观点认为坚强的刚性固定及椎间正常结构的退变是主要原因之一。病灶节段融合后，腰椎活动时需要上下相邻节段超负荷活动来代偿原有融合节段，这就使邻近节段压力异常增高，加剧了邻近节段退变，严重者则需要二次手术。为解决此矛盾，临床上虽然有人工间盘置换、关节突关节置换和动态钉棒系统等技术来减少退变的发生，但由于费用过高及普及度欠缺，临床大部分患者仍采用椎弓根钉棒这种静态的固定方法，所以通过减少融合节段的刚度来降低邻近节段的活动和间盘压力、减少退变的速度仍是预防邻近节段退变的有效治疗方式之一。

邵高海等^[28]对单侧椎弓根固定椎间融合患者随访未发现邻近节段存在高度变化，通过MRI未见髓核明显的脱水变性及纤维环后方出现高信号影，结果表明单侧椎弓根螺钉固定组邻近间盘退变程度低。何蔚等^[29]的研究发现，单侧固定组的刚性度适中，既能维持腰椎的稳定性又小于双侧固定组的坚强度，对邻近节段退变的预防起到一定作用。既往实验结果证明在融合节段稳定的前提下，提高融合节段的活动度来减少相邻节段的活动度，是避免相邻节段的退变的关键。

实验中双侧椎弓根螺钉固定的相邻节段活动度最大，明显高于其他组，原因是由于融合节段活动度小，相邻节段必然增加活动度来达到整体的活动，而且这仅限于融合前，如融合后邻近活动度必然再次增加，而椎间盘的压力和退变也有进一步增加。然而，单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定组和单侧椎弓根螺钉固定组的邻近节段活动度虽大于完整组，但结果非常相近，这与既往实验结果相似^[30-31]，在融合节段达到融合条件的同时减少了相邻节段的负荷代偿，利于减少相邻节段的退变。实验仅从减少邻近节段退变方面分析，认为对比双侧椎弓根螺钉固定，单侧椎弓根螺钉固定和单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定组均可以减少相邻节段的退变。

3.3  临床应用前景  临床上面对单侧神经压迫需要行手术的患者，如果能通过单侧入路植入行内固定，这样既可以减少手术时间、术中出血量及健侧的软组织的剥离，还能减少费用。曾忠友等^[32-33]通过临床研究分析经椎间孔椎间融合行双侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉固定、单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定3种方式的治疗效果，得出单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定和单侧椎弓根螺钉固定可达到与双侧椎弓根螺钉固定相似的临床疗效，并且在手术创伤方面，单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定和单侧椎弓根螺钉固定均优于双侧固定组，并发症方面单侧固定组明显低于其他两者，但单侧固定组在适应证方面受限，如在严格把握适应证的条件下同样可获得良好的临床疗效。曾忠友等^[34]通过对277例腰椎滑脱、腰椎间盘突出症或腰椎椎管狭窄症的患者进行单侧与单侧联合对侧螺钉固定，认为两者均具有创伤小、手术时间短、稳定性可靠的优点，并具有相似的融合率、临床疗效。单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定是较好的手术方式，但要求术者具有丰富的脊柱外科手术经验、术中严谨的操作、充分利用影像辅助系统，以有效降低手术并发症的发生。

实验对3种固定方式的力学结果分析显示，单侧椎弓根螺钉固定存在因早期稳定性不足造成椎间不融合，或因长期反复的运动发生融合器移位和终板塌陷的风险。作者建议在应用单侧椎弓根螺钉固定技术时应严格把握适应证：①单纯外侧型腰椎间盘突出症，或者单侧关节突内聚增生骨赘形成伴有侧隐窝狭窄引起一侧下肢的根性症状者，对侧解剖结构完整，无潜在失稳风险者；②Ⅰ度退行性滑脱伴有腰痛单下肢症状；③复发性腰椎间盘突出症；④适用于单节段病变患者，对于双节段患者谨慎选择。禁忌证包括：中央伴有巨大间盘突出伴有钙化，双侧均有神经根症状，椎弓根峡部不连的真性滑脱，Ⅱ度以上(包括Ⅱ度)的退行性变滑脱，脊柱代偿性侧弯伴有多节段突出脊柱不稳，严重骨质疏松，对侧解剖结构不完整，严重椎管狭窄，后方椎板广泛减压切除手术史的患者，肥胖、重体力劳动者，脊柱结核肿瘤，均不适用于单侧椎弓根螺钉固定。单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定弥补了单侧固定的不足，可以获得良好的稳定性，由于对侧关节突的固定使其稳定性具有同双侧组相似的旋转稳定性，但在屈伸和侧弯方向中虽不及双侧椎弓根螺钉固定组，但明显高于完整组，所以可以达到融合的标准。单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定组在充分达到腰椎稳定的同时，又避免了双侧固定的组较小的活动范围，减少了椎间的整体刚度，这也符合重建有效的脊柱稳定性，达到椎间植骨融合和防止椎间融合器移位的标准。单侧椎弓根螺钉联合经对侧椎板关节突固定符合所有单侧椎弓根螺钉固定的适应证，但对于对侧关节突不完整及严重退变增生者、对侧椎板骨量少或不完整者应禁用。临床实际中，每位术后的患者都遵医嘱佩戴腰围护具活动，所以会进一步提高术后腰椎的稳定性，但对于依从性较差的患者，并不建议行这种不对称的固定，避免造成二次手术的风险。

3.4  实验的局限性  由于人体尸源紧张，获得新鲜尸体标本第一时间测量的难度较大，人体标本数量、年龄、大小不易统一，而且甲醛浸泡会增加标本的刚度和黏性，对实验存在一定影响。动物标本可用于循环操作，骨骼强度高。所以实验选用新鲜小牛腰椎替代，但大于1岁龄的关节突会发生明显内聚，小于1岁龄小牛的较接近人类腰椎，但由于属于爬行动物，解剖上的差异一定程度影响了实验结果的可靠性。但大量文献表示，虽然小牛腰椎与人体相比有一定差异，但在生理功能及椎体韧性方面与人类相似，且容易获得，可以成为人体腰椎的良好替代品。由于测试顺序是由一个标本完成，同一个标本需要进行至少12次测试，也会增加标本的疲劳性，随着时间的延长，肌肉韧带和髓核的水分也会随之减少，也会对实验结果带来误差。人类脊柱活动是耦合运动，在屈伸的同时也伴有旋转和侧弯，而骨、关节、肌肉的复合运动也是相互协助的，体外生物实验并不能最真实地反映人体脊柱现实的运动，体内的腰椎伴有肌肉的维持，使稳定性会进一步的提升，因此也为此实验带来了局限性，但为了更接近整体的真实性，可以增加其他活动方向的测量及实验测量的周期数。

结论：单侧椎弓根螺钉固定和单侧椎弓根螺钉联合对侧经椎板关节突螺钉固定均可有效的增加椎体的稳定性，但由于单侧椎弓根螺钉固定早期存在右侧弯和左旋转稳定性不足的风险，在临床选择上应慎用。而单侧椎弓根螺钉联合对侧经椎板关节突螺钉固定的手术方式可以有效弥补单侧椎弓根螺钉固定侧弯和旋转稳定性不足的缺点，又可以避免双侧椎弓根螺钉固定造成邻近节段退变的影响，可以成为临床的一种有效手术治疗方式。

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文题释义：#br# 生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支，分为体外和体内生物力学。体外生物力学实验通常将测试的内固定器械与动物标本共同组成的标本单位，采用此形式对离体标本进行脊柱屈伸、侧弯和旋转等生理载荷模式下的力学测试，可更加精确、方便和准确地获得内固定器械稳定性的指标参数。#br# 经椎间孔椎间融合内固定术：通过切除部分关节突关节扩大椎间孔，行椎体间减压植骨，再给予椎弓根钉棒系统来增加椎体间稳定性，促进骨性融合。该入路不需要过度牵拉硬膜和走形神经根，减少硬膜和神经根的副损伤，同时保留了脊柱后方韧带复合体增加稳定性。#br# 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

双侧椎弓根螺钉固定是目前治疗腰椎退行性疾病的常规方法，但存在创伤较大，费用较高，术后并发症及远期疗效欠佳的缺点。单侧椎弓根螺钉固定可以避免双侧固定的缺点，通过体外生物力学实验对同一标本不同模型进行运动测评，可以验证单侧固定的科学性，可行性和临床应用性。互相比较邻近节段的活动范围，验证邻近节段的活动度的增加是导致邻近节段退变的原因之一。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程#br#