引用本文： 王滕羽, 陈佳骏, 周新, 曹春风, 王群波. 新型Y型椎弓根螺钉在骨质疏松人工骨模块下的生物力学研究. 中国修复重建外科杂志, 2017, 31(10): 1231-1235. doi: 10.7507/1002-1892.201705069 复制
随着我国人口老龄化趋势加剧，老年性骨质疏松患者群庞大[1]，合并脊柱疾患需行脊柱后路稳定手术的患者越来越多。椎弓根螺钉固定是临床上常见治疗方法，但对于骨质疏松患者，因钉道周围骨质较脆弱，不易把持住椎弓根螺钉，易造成椎弓根螺钉松动或拔出，导致内固定失效[2]。如何改善并提高骨质疏松椎体内椎弓根螺钉植入后稳定性，已成为脊柱外科研究热点之一。学者们研制出了膨胀式椎弓根螺钉（expansive pedicle screw，EPS），其能在骨质疏松条件下，达到普通椎弓根螺钉在正常骨质中的稳定性[3-5]。但临床应用过程中发现 EPS 存在螺钉植入后即刻稳定性较差、术后患者卧床时间较长且不易取出等问题[6]。鉴于此，本课题组在 EPS 基础上进行了一些改进，设计了 Y 型椎弓根螺钉（Y type pedicle screw，YPS），以期在保留较强力学性能的同时，一定程度解决上述问题。利用聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）骨水泥来强化钉道是临床上的常用方法，大量生物力学试验以及临床研究已证明了其用于椎弓根钉钉道强化的有效性，它与 YPS 力学大小的差异，对 YPS 稳定强度的评价有重要参照价值。由于单纯 PMMA 骨水泥注入骨质疏松人工骨模块（简称“模块”）后，无法与力学试验机进行配合，所以我们选用了带侧孔的中空骨水泥椎弓根螺钉（bone cement-injectable cannulated pedicle screw，CICPS）作为对照[7-8]。本研究对 YPS、EPS、CIPCS 在模块上进行了生物力学试验，比较三者的最大轴向拔出力、最大旋出力和周期抗屈最大载荷，为 YPS 后期在体实验和临床应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 主要材料及仪器
采用由美国 Pacific Research Laboratory 实验室生产的 1522-507 型模块（图 1a）为试验标本（n=60），大小为 12 cm×8 cm×6 cm。该模块由聚氨酯材料制成，与骨质疏松状态下松质骨的蜂窝状结构类似，含有 95% 以上开放式孔隙率，材料密度 0.12 g/cm，抗压强度 17.6 MPa。
椎弓根螺钉：① 本课题组自行设计的 YPS 20 枚，由北京富乐生物器械有限公司生产。YPS 由带侧孔的主螺钉和中芯钉两部分组成。主螺钉直径 6.0 mm，长 40 mm，螺距 3 mm，螺纹深度 0.75 mm；中芯钉经由主螺钉的中上 1/3 穿出，长 40 mm，直径 2.0 mm，与主螺钉形成约 15° 的夹角，中芯钉前端带有致密的细小螺纹，螺纹深度 0.02 mm。见图 1b。② EPS 20 枚（北京富乐生物器械有限公司），由中空螺钉和可植入螺钉内孔道的内栓两部分组成。螺钉直径 6.0 mm，长 40 mm，中心孔直径 2.5 mm。螺钉尖部被插入的内栓均匀分成 4 瓣，内栓直径 2.5 mm，长 55 mm，尾端为边长 5 mm 的四方体。③ CICPS 20 枚（北京富乐生物器械有限公司），骨水泥螺钉纵向中空，骨水泥流出道直径约 1.8 mm，在螺钉中下 1/3 有左右 3 对侧孔（共 6 个），侧孔直径约 1.2 mm。
PMMA 骨水泥（Mendec Spine 公司，意大利）10 盒，包括液体（10.0 g×1 包/盒）和粉体（5.0 mL×1 支/盒）。数字化 X 线机（Siemens 公司，德国）；E10000 万能力学试验机（Electroplus 公司，美国）。
1.2 钉道制备及椎弓根螺钉植入
将模块随机分为 3 组，每组 20 个，用手钻垂直钻入模块中，制备直径 3.0mm、深 30.0 mm 的钉道。YPS 组：先将主螺钉插入钉道，后插入中芯钉，压棒后拧紧螺帽；EPS 组：先将中空螺钉插入钉道，随后插入内栓，压棒后拧紧螺帽；CICPS 组：将 CICPS 沿钉道插入模块，PMMA 粉剂和水剂按照 2∶1 比例混合，待骨水泥聚合至拔丝期，利用骨导向器注入 1.5 mL 至 CICPS 中空部。
1.3 观测指标
1.3.1 X 线片观察 螺钉植入 12 h 后，分别对 3 组标本行 X 线检查，观察其在模块中的结构和形态、骨-钉界面情况和骨水泥弥散分布。
1.3.2 轴向拔出试验 定制一矩形框架，将 3 组已植入螺钉的模块放入其中，下端固定，万能力学试验机一端与矩形框架上端开口的螺帽稳定连接，沿椎弓根长轴方向以 5 mm/min 速率垂直拔出，直至螺钉出现松动后停止，计算机记录螺钉的最大轴向拔出力。见图 2a。
1.3.3 最大旋出力试验 将 3 组已植入螺钉的模块下方固定于特制夹具上，试验机扭矩与螺帽相连，沿椎弓根螺帽方向以 240°/min 的角速度进行旋出试验，螺钉旋出后停止，计算机记录最大旋出力矩。见图 2b。
1.3.4 周期抗屈试验 将 3 组已植入螺钉的模块纵向放置，在模块上方放置一模具，利用模具上的螺丝孔将模块在水平面上的各方向全部固定，禁止其移动。椎弓根螺钉长轴与平台平行，压棒连接于试验机上端，载荷通过压头直接作用于椎弓根螺钉尾部，以 20～200 N 正弦波式施加载荷，进行 800 个周期的递增负荷。螺钉偏离中轴线≥2 mm，则认为出现疲劳，计算机记录其最大载荷值。见图 2c。
1.4 统计学方法
采用 SPSS22.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用 SNK 检验；检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 X 线片观察
X 线片观察示，YPS 组主钉和中芯钉均被周围的聚氨酯材料包绕，中芯钉由主螺钉的中下 1/3 穿出，与主螺钉形成夹角，插入的中芯钉最低点与主螺钉位于同水平线上。EPS 组螺钉尖端明显膨胀，形成爪型结构；CICPS 组的骨水泥主要分布于螺钉前部，在骨小梁中弥散，形成稳固的“螺钉-骨水泥-骨小梁”复合体。见图 3。
2.2 生物力学试验
YPS、EPS、CICPS 组的最大轴向拔出力分别为（98.43±8.26）、（77.41±11.41）、（186.43±23.23）N，最大旋出力矩分别为（1.42±0.33）、（0.96±0.37）、（2.27±0.39）N/m，周期抗屈试验的最大载荷分别为（67.49±3.02）、（66.03±2.88）、（143.48±4.73）N。CICPS 组各指标均明显高于 YPS 组和 EPS 组，差异有统计学意义（P<0.05）；YPS 组最大轴向拔出力和最大旋出力矩显著高于 EPS 组，差异有统计学意义（P<0.05），但 YPS 组和 EPS 组间比较周期抗屈试验的最大载荷差异无统计学意义（P>0.05）。
图1
主要材料外观
a. 模块；b. YPS
Figure1. Appearance of materialsa. Osteoporosis synthetic bone; b. YPS
图2
生物力学试验示意图
a. 轴向拔出试验；b. 最大旋出力试验；c. 周期抗屈试验
Figure2. Sketch of biomechanical testa. Axial pullout test; b. Maximum extraction torque test; c. Periodical anti-bending test
图3
各组螺钉植入 12 h 后 X 线片观察
a. YPS 组；b. EPS 组；c. CICPS 组
Figure3. X-ray film observation of each group after 12 hours of pedicle screw implantationa. YPS group; b. EPS group; c. CICPS group
3 讨论
目前研究显示，影响椎弓根螺钉稳定的主要因素为“钉-骨界面”强度，其主要取决于螺钉结构和钉道周围的骨质强度[9-10]。已有大量学者提出了针对骨质疏松条件下的改进方法，主要集中在改进螺钉、处理钉道方面。Kiner 等[11]在尸体标本上进行翻新试验时，用不同直径椎弓根螺钉测试轴向拔出力发现，增大螺钉直径可明显增加螺钉的最大轴向拔出力。Brantley 等[12]通过增加螺钉在椎体中的长度发现，螺钉的最大轴向拔出力增加了 16% 以上；但因椎体大小有限，螺钉直径超过 90% 和/或螺钉长度超过椎体前方骨皮质，并发症的发生率陡增。潘显明等[13]研究了 4 种不同形状螺纹的椎弓根螺钉（外锥螺纹、内锥螺纹、皮质骨等螺纹和松质骨螺钉螺纹）的拔出力，结果表明外锥螺纹式螺钉的拔出力最大。Bostan 等[14]通过向中空螺钉钉道内注射骨水泥的方法，最大轴向拔出力增加了 196%。但 PMMA 仍存在一些弊端，如聚合产生高热、误注或溢出对神经组织损伤、长期留置有一定毒性和致癌可能[15]。
虽然 EPS 提升了在骨质疏松条件下的稳定性，也降低了因增加螺钉直径和长度带来的诸多风险[3]；但随着 EPS 的临床应用，研究者发现这种设计增大了局部对骨面的创伤。更重要的是，膨胀的固定方式不能达到即刻稳定，术后需在 EPS 的前纵裂内融合生长一段时间，才能达到较高稳定性，延长了患者卧床时间，可能会导致更多并发症。再者，由于螺钉尖端膨胀后，不能回复到原来未膨胀的状态，术后取钉过程困难；随着骨质愈合，骨质填充螺钉撑开所形成的间隙势必影响取钉时膨胀回复，导致钉道损坏。基于以上原因，我们新设计了 YPS，其在 EPS 基础上，将 EPS 中芯钉的钉道由平行改为斜行，由此通道拧入的中芯钉由主螺钉中下 1/3 处穿出，植入骨质后与主螺钉形成的夹角代替螺钉膨胀所产生的角度，与周围组织组成一个稳定的三角关系，形成了钉-骨夹锁固定模式，增加与周围椎体的接触面积和骨密度，也对周围骨质形成挤压作用，强化了螺钉的抗拔出性能及抗旋转力；在中芯钉的表面有细小致密的螺纹，增强了与侧方组织的接触面积和融合度；由于中芯钉是通过螺纹拧入骨质，减少了对周围骨小梁的破坏，也不需等待周围组织对膨胀处形成包埋效果，所以螺钉的即刻稳定性良好；而且主螺钉与中芯钉夹角之间的骨质未遭破坏，不会因膨胀形成椎体内的空隙，而降低了骨质疏松椎体愈合时间；也更好地解决了椎弓根螺钉取出困难和对周围组织破坏的问题。
本研究中，我们采用了由美国 Pacific Research Laboratory 实验室生产的 1522-507 型模块，可模拟骨质疏松状态下的松质骨蜂窝状结构及力学特点，已在国内外研究中大量应用[16-17]。结果显示，YPS 在聚氨酯材料中的最大轴向拔出力较 EPS 增加了 12%，但与 CICPS 比较，YPS 的最大轴向拔出力只有其约 50%，我们认为这可能与 CICPS 不同的稳定机制有关。YPS 与 EPS 有着类似的稳定机制，主要通过主螺钉与中芯钉对周围的挤压和增大接触面积来提高其稳定性，CICPS 则通过侧孔弥散的 PMMA 来增大螺钉的整体直径和周围聚氨酯材料的摩擦力。轴向拔出力试验仅反映了螺钉初始状态的力学稳定性，但螺钉在体内不仅有来自长轴方向的应力，而是长轴方向、旋转应力和横向屈曲 3 种应力共同作用的结果。本研究中，YPS 的最大旋出力矩高于 EPS，低于 CICPS，与轴向拔出试验结果一致。在横向载荷的周期抗屈试验中，YPS 与 EPS 的最大载荷有所差异，但无统计学意义，可能是因为 YPS 和 EPS 的受力点分别位于中下 1/3 螺钉的头部，而周期抗屈的载荷直接作用于椎弓根螺钉尾部，不能很好地体现二者在结构上的差异；另外聚氨酯材料脆性较大，可能也是影响结果的重要原因。
综上述，我们新设计的 YPS 相比于 EPS，能提高其在模块中的最大轴向拔出力和最大旋出力矩，但显著低于 CICPS。考虑到模块仅模拟了椎体内松质骨的结构，并不能完整反映 YPS 在骨质疏松椎体下的稳定性，还需进一步在骨质疏松动物模型下评价其生物力学稳定性和钉-骨界面情况。
随着我国人口老龄化趋势加剧，老年性骨质疏松患者群庞大[1]，合并脊柱疾患需行脊柱后路稳定手术的患者越来越多。椎弓根螺钉固定是临床上常见治疗方法，但对于骨质疏松患者，因钉道周围骨质较脆弱，不易把持住椎弓根螺钉，易造成椎弓根螺钉松动或拔出，导致内固定失效[2]。如何改善并提高骨质疏松椎体内椎弓根螺钉植入后稳定性，已成为脊柱外科研究热点之一。学者们研制出了膨胀式椎弓根螺钉（expansive pedicle screw，EPS），其能在骨质疏松条件下，达到普通椎弓根螺钉在正常骨质中的稳定性[3-5]。但临床应用过程中发现 EPS 存在螺钉植入后即刻稳定性较差、术后患者卧床时间较长且不易取出等问题[6]。鉴于此，本课题组在 EPS 基础上进行了一些改进，设计了 Y 型椎弓根螺钉（Y type pedicle screw，YPS），以期在保留较强力学性能的同时，一定程度解决上述问题。利用聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）骨水泥来强化钉道是临床上的常用方法，大量生物力学试验以及临床研究已证明了其用于椎弓根钉钉道强化的有效性，它与 YPS 力学大小的差异，对 YPS 稳定强度的评价有重要参照价值。由于单纯 PMMA 骨水泥注入骨质疏松人工骨模块（简称“模块”）后，无法与力学试验机进行配合，所以我们选用了带侧孔的中空骨水泥椎弓根螺钉（bone cement-injectable cannulated pedicle screw，CICPS）作为对照[7-8]。本研究对 YPS、EPS、CIPCS 在模块上进行了生物力学试验，比较三者的最大轴向拔出力、最大旋出力和周期抗屈最大载荷，为 YPS 后期在体实验和临床应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 主要材料及仪器
采用由美国 Pacific Research Laboratory 实验室生产的 1522-507 型模块（图 1a）为试验标本（n=60），大小为 12 cm×8 cm×6 cm。该模块由聚氨酯材料制成，与骨质疏松状态下松质骨的蜂窝状结构类似，含有 95% 以上开放式孔隙率，材料密度 0.12 g/cm，抗压强度 17.6 MPa。
椎弓根螺钉：① 本课题组自行设计的 YPS 20 枚，由北京富乐生物器械有限公司生产。YPS 由带侧孔的主螺钉和中芯钉两部分组成。主螺钉直径 6.0 mm，长 40 mm，螺距 3 mm，螺纹深度 0.75 mm；中芯钉经由主螺钉的中上 1/3 穿出，长 40 mm，直径 2.0 mm，与主螺钉形成约 15° 的夹角，中芯钉前端带有致密的细小螺纹，螺纹深度 0.02 mm。见图 1b。② EPS 20 枚（北京富乐生物器械有限公司），由中空螺钉和可植入螺钉内孔道的内栓两部分组成。螺钉直径 6.0 mm，长 40 mm，中心孔直径 2.5 mm。螺钉尖部被插入的内栓均匀分成 4 瓣，内栓直径 2.5 mm，长 55 mm，尾端为边长 5 mm 的四方体。③ CICPS 20 枚（北京富乐生物器械有限公司），骨水泥螺钉纵向中空，骨水泥流出道直径约 1.8 mm，在螺钉中下 1/3 有左右 3 对侧孔（共 6 个），侧孔直径约 1.2 mm。
PMMA 骨水泥（Mendec Spine 公司，意大利）10 盒，包括液体（10.0 g×1 包/盒）和粉体（5.0 mL×1 支/盒）。数字化 X 线机（Siemens 公司，德国）；E10000 万能力学试验机（Electroplus 公司，美国）。
1.2 钉道制备及椎弓根螺钉植入
将模块随机分为 3 组，每组 20 个，用手钻垂直钻入模块中，制备直径 3.0mm、深 30.0 mm 的钉道。YPS 组：先将主螺钉插入钉道，后插入中芯钉，压棒后拧紧螺帽；EPS 组：先将中空螺钉插入钉道，随后插入内栓，压棒后拧紧螺帽；CICPS 组：将 CICPS 沿钉道插入模块，PMMA 粉剂和水剂按照 2∶1 比例混合，待骨水泥聚合至拔丝期，利用骨导向器注入 1.5 mL 至 CICPS 中空部。
1.3 观测指标
1.3.1 X 线片观察 螺钉植入 12 h 后，分别对 3 组标本行 X 线检查，观察其在模块中的结构和形态、骨-钉界面情况和骨水泥弥散分布。
1.3.2 轴向拔出试验 定制一矩形框架，将 3 组已植入螺钉的模块放入其中，下端固定，万能力学试验机一端与矩形框架上端开口的螺帽稳定连接，沿椎弓根长轴方向以 5 mm/min 速率垂直拔出，直至螺钉出现松动后停止，计算机记录螺钉的最大轴向拔出力。见图 2a。
1.3.3 最大旋出力试验 将 3 组已植入螺钉的模块下方固定于特制夹具上，试验机扭矩与螺帽相连，沿椎弓根螺帽方向以 240°/min 的角速度进行旋出试验，螺钉旋出后停止，计算机记录最大旋出力矩。见图 2b。
1.3.4 周期抗屈试验 将 3 组已植入螺钉的模块纵向放置，在模块上方放置一模具，利用模具上的螺丝孔将模块在水平面上的各方向全部固定，禁止其移动。椎弓根螺钉长轴与平台平行，压棒连接于试验机上端，载荷通过压头直接作用于椎弓根螺钉尾部，以 20～200 N 正弦波式施加载荷，进行 800 个周期的递增负荷。螺钉偏离中轴线≥2 mm，则认为出现疲劳，计算机记录其最大载荷值。见图 2c。
1.4 统计学方法
采用 SPSS22.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用 SNK 检验；检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 X 线片观察
X 线片观察示，YPS 组主钉和中芯钉均被周围的聚氨酯材料包绕，中芯钉由主螺钉的中下 1/3 穿出，与主螺钉形成夹角，插入的中芯钉最低点与主螺钉位于同水平线上。EPS 组螺钉尖端明显膨胀，形成爪型结构；CICPS 组的骨水泥主要分布于螺钉前部，在骨小梁中弥散，形成稳固的“螺钉-骨水泥-骨小梁”复合体。见图 3。
2.2 生物力学试验
YPS、EPS、CICPS 组的最大轴向拔出力分别为（98.43±8.26）、（77.41±11.41）、（186.43±23.23）N，最大旋出力矩分别为（1.42±0.33）、（0.96±0.37）、（2.27±0.39）N/m，周期抗屈试验的最大载荷分别为（67.49±3.02）、（66.03±2.88）、（143.48±4.73）N。CICPS 组各指标均明显高于 YPS 组和 EPS 组，差异有统计学意义（P<0.05）；YPS 组最大轴向拔出力和最大旋出力矩显著高于 EPS 组，差异有统计学意义（P<0.05），但 YPS 组和 EPS 组间比较周期抗屈试验的最大载荷差异无统计学意义（P>0.05）。
图1
主要材料外观
a. 模块；b. YPS
Figure1. Appearance of materialsa. Osteoporosis synthetic bone; b. YPS
图2
生物力学试验示意图
a. 轴向拔出试验；b. 最大旋出力试验；c. 周期抗屈试验
Figure2. Sketch of biomechanical testa. Axial pullout test; b. Maximum extraction torque test; c. Periodical anti-bending test
图3
各组螺钉植入 12 h 后 X 线片观察
a. YPS 组；b. EPS 组；c. CICPS 组
Figure3. X-ray film observation of each group after 12 hours of pedicle screw implantationa. YPS group; b. EPS group; c. CICPS group
3 讨论
目前研究显示，影响椎弓根螺钉稳定的主要因素为“钉-骨界面”强度，其主要取决于螺钉结构和钉道周围的骨质强度[9-10]。已有大量学者提出了针对骨质疏松条件下的改进方法，主要集中在改进螺钉、处理钉道方面。Kiner 等[11]在尸体标本上进行翻新试验时，用不同直径椎弓根螺钉测试轴向拔出力发现，增大螺钉直径可明显增加螺钉的最大轴向拔出力。Brantley 等[12]通过增加螺钉在椎体中的长度发现，螺钉的最大轴向拔出力增加了 16% 以上；但因椎体大小有限，螺钉直径超过 90% 和/或螺钉长度超过椎体前方骨皮质，并发症的发生率陡增。潘显明等[13]研究了 4 种不同形状螺纹的椎弓根螺钉（外锥螺纹、内锥螺纹、皮质骨等螺纹和松质骨螺钉螺纹）的拔出力，结果表明外锥螺纹式螺钉的拔出力最大。Bostan 等[14]通过向中空螺钉钉道内注射骨水泥的方法，最大轴向拔出力增加了 196%。但 PMMA 仍存在一些弊端，如聚合产生高热、误注或溢出对神经组织损伤、长期留置有一定毒性和致癌可能[15]。
虽然 EPS 提升了在骨质疏松条件下的稳定性，也降低了因增加螺钉直径和长度带来的诸多风险[3]；但随着 EPS 的临床应用，研究者发现这种设计增大了局部对骨面的创伤。更重要的是，膨胀的固定方式不能达到即刻稳定，术后需在 EPS 的前纵裂内融合生长一段时间，才能达到较高稳定性，延长了患者卧床时间，可能会导致更多并发症。再者，由于螺钉尖端膨胀后，不能回复到原来未膨胀的状态，术后取钉过程困难；随着骨质愈合，骨质填充螺钉撑开所形成的间隙势必影响取钉时膨胀回复，导致钉道损坏。基于以上原因，我们新设计了 YPS，其在 EPS 基础上，将 EPS 中芯钉的钉道由平行改为斜行，由此通道拧入的中芯钉由主螺钉中下 1/3 处穿出，植入骨质后与主螺钉形成的夹角代替螺钉膨胀所产生的角度，与周围组织组成一个稳定的三角关系，形成了钉-骨夹锁固定模式，增加与周围椎体的接触面积和骨密度，也对周围骨质形成挤压作用，强化了螺钉的抗拔出性能及抗旋转力；在中芯钉的表面有细小致密的螺纹，增强了与侧方组织的接触面积和融合度；由于中芯钉是通过螺纹拧入骨质，减少了对周围骨小梁的破坏，也不需等待周围组织对膨胀处形成包埋效果，所以螺钉的即刻稳定性良好；而且主螺钉与中芯钉夹角之间的骨质未遭破坏，不会因膨胀形成椎体内的空隙，而降低了骨质疏松椎体愈合时间；也更好地解决了椎弓根螺钉取出困难和对周围组织破坏的问题。
本研究中，我们采用了由美国 Pacific Research Laboratory 实验室生产的 1522-507 型模块，可模拟骨质疏松状态下的松质骨蜂窝状结构及力学特点，已在国内外研究中大量应用[16-17]。结果显示，YPS 在聚氨酯材料中的最大轴向拔出力较 EPS 增加了 12%，但与 CICPS 比较，YPS 的最大轴向拔出力只有其约 50%，我们认为这可能与 CICPS 不同的稳定机制有关。YPS 与 EPS 有着类似的稳定机制，主要通过主螺钉与中芯钉对周围的挤压和增大接触面积来提高其稳定性，CICPS 则通过侧孔弥散的 PMMA 来增大螺钉的整体直径和周围聚氨酯材料的摩擦力。轴向拔出力试验仅反映了螺钉初始状态的力学稳定性，但螺钉在体内不仅有来自长轴方向的应力，而是长轴方向、旋转应力和横向屈曲 3 种应力共同作用的结果。本研究中，YPS 的最大旋出力矩高于 EPS，低于 CICPS，与轴向拔出试验结果一致。在横向载荷的周期抗屈试验中，YPS 与 EPS 的最大载荷有所差异，但无统计学意义，可能是因为 YPS 和 EPS 的受力点分别位于中下 1/3 螺钉的头部，而周期抗屈的载荷直接作用于椎弓根螺钉尾部，不能很好地体现二者在结构上的差异；另外聚氨酯材料脆性较大，可能也是影响结果的重要原因。
综上述，我们新设计的 YPS 相比于 EPS，能提高其在模块中的最大轴向拔出力和最大旋出力矩，但显著低于 CICPS。考虑到模块仅模拟了椎体内松质骨的结构，并不能完整反映 YPS 在骨质疏松椎体下的稳定性，还需进一步在骨质疏松动物模型下评价其生物力学稳定性和钉-骨界面情况。
