第一章 緒論
2.4 討論
Cortical bone area ratio vs Pullout Strength
0
Pullout Strength (N)
r = 0.77
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椎弓根的外型對於椎弓根螺釘拉出強度的影響68-70。但是卻少有文獻量化探討骨質 疏鬆的椎弓根緻密骨於椎弓根內的比例對於拉出強度間的關係，同時也少有文獻 量化椎弓根螺釘與周圍骨組織間陰影大小對於拉出強度間的關係。
本研究當中，CT 影像顯示 T9-T12 的平均椎弓根總面積約為 83.96 (31.02) mm2， 而過去文獻也指出此區段的椎弓根總面積約為 51.6–97.0 mm2，本研究量測的數據 跟過去資料數據接近 71。而對於椎弓根緻密骨與鬆質骨於椎弓根內的比例方面，
Hirano 學者等人 61發現椎弓根內部鬆質骨與緻密骨於健康的椎弓根試樣當中其所 占比例約各為 27%及 73%，於骨質疏鬆的椎弓根樣本則為 29%與 71%，此數據與 本研究所量測的鬆質骨與緻密骨於骨質疏鬆椎弓根內的比例約為 30%及 70%相當 接近，顯示本研究所使用的緻密骨與鬆質骨區分的方式是合理且可靠的。而臨床上 於脊椎手術前的 CT 掃描是常規性的檢查，本研究所使用的量測方式應能於臨床上 實際應用並協助醫師於手術前做決策的參考方向。
過往研究已經指出椎弓根螺釘與周遭骨組織的咬合程度會影響其植入物的穩
定性54,61，在本研究當中我們發現了椎弓根螺釘和試樣間的拉出強度，皆隨著疲勞
負載對間隙的破壞增加而有下降的趨勢。其原因可能來自於經過了疲勞負載對椎 弓根螺釘周遭骨組織產生累積性的破壞，螺牙部分跟硬骨組織已無良好的咬合，一 旦當椎弓根螺釘與周遭骨組織間出現了間隙即會顯著的降低其拉出強度，增加植 入物鬆脫的風險。此疲勞負載會造成椎弓根螺釘拉出強度下降的結果與過去研究
相符60,67，但是過去研究使用的控制參數是疲勞負載的次數而不是間隙的大小，於
本研究中我們使用椎弓根螺釘與周遭骨組織間隙大小作為控制的參數，其考量是 由於在臨床上主要使用影像資訊作為參考而不是病患的活動次數，我們認為探討
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間隙大小與拉出強度間的關係更能夠應用於臨床上的使用參考依據。此外 Koller 學 者72也於相關的研究中定義 2mm 的間隙為植入物鬆脫的依據，然而在本研究中，
研究結果顯示相較於健康組別，1mm 的椎弓根螺釘與周遭骨組織間隙即顯著的降 低 40~50%的拉出強度。這個結果顯示當臨床醫師於追蹤的影像中發現病患其椎弓 根螺釘與周遭骨組織有陰影產生，且此間隙達 1mm 時即可能提高植入物鬆脫的機 率，可提供醫師做為臨床上判別椎弓根螺釘鬆脫的參考依據。
此外，過去研究指出使用較大螺釘以增加咬合的面積或使用骨水泥灌注以增強 椎弓根的強度能提升其椎弓根螺釘的拉出強度73-76，但是使用較大直徑的螺釘有可 能在植入過程當中造成椎弓根的破裂，使用骨水泥灌注有可能會造成再次手術的 困難。於本研究當中相關性研究結果顯示其椎弓根緻密骨於椎弓根內的比例與拉 出強度呈現高度正相關的關係，原因可能來自於當緻密骨所占比例較高時，椎弓根 螺釘的螺紋有較高的機率與堅硬的緻密骨有大面積的嵌入，因而提高了其拉出強 度，此研究結果與過去文獻的發現相符合，且本研究所提出的方式可應用在臨床常 規檢查並不會造成額外的風險。
本研究健康組的研究結果顯示，其避免骨釘鬆脫所需的最低的拉出強度約為 800N，並根據 1mm 間隙組的迴歸曲線我們可以得知，當椎弓根緻密骨於椎弓根內 的比例大於 0.73 是一個安全區間，其臨床意義為手術醫生可藉由影像資訊進行術 前規劃，若欲使用 6mm 的椎弓根螺釘於骨質疏鬆的人體胸椎時，當此椎弓根內的 椎弓根緻密骨所佔的比例大於 0.73，能降低由於日常活動造成椎弓根螺釘與周圍 骨組織產生間隙而發生植入物鬆脫的機率，提供醫師在術前判斷出適合螺釘植入 的椎弓根區域。於過去相關研究中發現，椎弓根螺釘的設計及手術技術也會影響拉
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出強度，故於本研究中所設定的 800N 為安全拉出強度值可能因不同的實驗設計而 有所變動，因此本實驗中所提椎弓根緻密骨於椎弓根內的比例大於 0.73 並非能保 證植入物不鬆脫，僅能提供手術醫師的參考，但本實驗提出了一個可行的研究方向，
希望能於未來於臨床研究上加以驗證。
本研究在比較骨質密度與椎弓根螺釘拉出強度的關聯性上，並無發現顯著性 的相關。但是在過去文獻研究指出骨質密度和拉出強度呈現高度相關51,65,77。本研 究中骨質密度與拉出強度並未有顯著的關係可能來自於本實驗使用的人體椎骨在 試樣準備中即發現部分前方椎骨周圍有明顯一層的堅硬骨痂生成，而由於平面骨 質密度儀掃瞄主要圈選前方椎骨骨質密度的掃描判斷結果，因此骨刺的多寡會影 響骨密度的結果。另外本實驗試樣的骨質密度範圍和樣本數量較小，以上原因皆有 可能導致骨質密度與拉出強度無法建立良好的關聯性。於過去部分文獻也發現骨 質密度與拉出強度不一定有關78-81。
實驗限制
本研究僅使用人體胸椎椎骨來模擬椎弓根螺釘受疲勞負載後的生物力學特性，
但臨床上脊椎後方融合術常用於胸腰椎部位的融合，不同椎節的結果是否一致仍 需要進一步的研究。本實驗是屬於體外生物力學實驗，無法模擬人體骨組織再生與 重建，僅能模擬術後短期現象。加上本研究僅以單向疲勞負載模擬椎弓根螺釘的破 壞型態，但人體在生活中有會有多方向的活動如：前彎後仰、側彎及旋轉的動作，
可能會更加惡化椎弓根螺釘在體內鬆脫的情況。
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