一种用于评估经椎弓根螺钉的麻醉、手术与取材方法 体内 猪腰椎模型

本手术干预的总体目标是利用活体猪腰椎模型评估经椎弓根螺钉。该方法有助于解答有关脊柱并发症的关键问题，例如椎弓根螺钉松动。该技术的主要优势在于，我们能够比较不同类型螺钉的长期稳定性。

将12月龄的微型猪在实验环境中饲养至少一周。经过这一适应期后，对每头猪进行临床检查，测量呼吸频率、心率和体温。在麻醉前，禁食猪12小时。

为了使猪镇静，将阿托品注射到耳后侧颈部肌肉区域。镇静后，用手按压耳根部，然后用酒精清洁耳朵。接着，将带套管针的塑料导管插入耳静脉。

然后，用肝素化生理盐水冲洗导管，并用胶带固定。现在，通过导管注射氯胺酮和赛拉嗪以诱导麻醉。为猪进行气管插管时，将其置于胸卧位。

在助手的协助下，使用合适的吊带将下颌撑开。然后，将喉镜的尖端插入咽腔，以使会厌从软腭处移开。插管完成后，听诊双肺的呼吸音。

然后，使用10毫升注射器向气管插管的气囊内充气，并用胶带将插管固定在猪的吻部。接着，通过插管开始输送2%异氟烷。随后，检测猪的角膜反射和眼睑反射，以确认已达到外科手术所需的麻醉深度。

现在，在眼睛上涂抹药膏，并设置生命体征监护仪，应至少每5分钟检查一次。手术前30分钟，通过耳缘静脉导管给予头孢唑林推注剂量。随后，切换静脉输液管路，输注37°C的生理盐水和芬太尼以进行疼痛管理。

首先，将猪背部沿中线左右两侧各剃毛10厘米。然后，使用聚维酮碘溶液和70%乙醇交替擦拭皮肤进行清洁。接着，从腰椎第二棘突至第一骶中嵴做一条纵向正中切口。

然后，切开皮下组织和筋膜，直至棘突尖端。接着，使用科布剥离器（Cobb elevator）将椎旁肌从下方椎板的骨膜下剥离。随后，沿关节突关节处的棘突和椎板进行解剖分离。

在进针点（位于L3至L5节段乳突下方）处，使用磨钻或咬骨钳打开表层皮质骨。然后，将导向笔平行于上终板，并与棘突成20度角插入。此时，拍摄正位、侧位及斜位X线片，以确定椎弓根螺钉的植入点。

然后，插入长度达25毫米的椎弓根探针，并使用探针装置和触诊确认完全位于骨内的轨迹。现在，插入六枚椎弓根螺钉。确保螺钉头部完全就位。

注意切口的方向以及必须与杆件对齐的水平位置。然后，将两根杆插入椎弓根螺钉头的两侧。接着，将套筒和螺母安装到螺钉头部。

首先使用直头套筒扳手将螺母初步拧紧，然后使用反向扭矩扳手将其完全紧固。接着，通过X射线确认椎弓根螺钉的位置。当手术部位准备关闭时，用三升生理盐水进行冲洗。

然后连接硅胶引流管，并取出硅胶导管尖端。接着使用可吸收缝线缝合椎旁肌肉和皮下组织，再用不可吸收的尼龙缝线缝合皮肤。缝合后，用聚维酮碘对术区进行消毒，并覆盖敷料。

当明显的吞咽反射出现后，拔除猪的气管插管并将其转移至恢复室。待其完全清醒后，给予食物和水，并观察其步态模式。监测后肢运动以评估植入情况，并连续三天给予镇痛药物。

植入后12周，处死猪。为获取脊柱节段，于先前手术瘢痕部位做纵行正中切口。随后，解剖软组织及椎旁肌肉，充分暴露L3至L5节段的植入物。现在，使用反向扭矩扳手卸下螺母。

然后取出棒材。接下来，使用摆动锯切割L2-3椎间盘间隙和L5-S1椎间盘间隙。随后，用Cobb剥离器和塔式钳对L3-5脊柱的中部和前部两个部位进行分离解剖。

如果脊柱节段无法立即进行分析，则应将其保存在浸有生理盐水的纱布中，并置于零下20摄氏度条件下。对三种类型的螺钉进行了椎弓根螺钉与骨之间结合强度的评估：未涂层、羟基磷灰石涂层和钛涂层。

主要提取扭转峰值扭矩（即结合强度）在钛涂层椎弓根螺钉中最大。可通过微计算机断层扫描（micro-CT）程序对感兴趣区域进行评估，以分析骨体积分数、骨表面积密度和特异性骨表面积。使用Goldner三色染色法对脊柱切片进行扫描，可显示椎弓根螺钉与骨之间的界面。

纤维组织呈红色，骨组织呈蓝色。使用未涂层的椎弓根螺钉时，界面处仅观察到纤维组织；然而，对于两种类型的涂层螺钉，其界面处均发现了新骨形成。

甚至观察到，使用钛涂层椎弓根螺钉时，螺钉螺纹与骨之间的间隙被完全压实。一旦掌握该技术，若操作得当，可在三小时内完成。在实施该手术过程中，重要的是要注意椎弓根螺钉的正确放置位置，以防止椎弓根螺钉错位。

该技术问世后，为脊柱外科领域的研究人员探索骨质疏松患者椎弓根螺钉松动问题开辟了道路。