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目的:比较膨胀式椎弓根螺钉(expansive pedicle screw,EPS)与骨水泥强化螺钉(polymethylmethacrylate-augmented pedicle screw,PMMA-PS)在骨质疏松人工骨模块中的稳定性。方法:30块骨质疏松人工骨模块随机分为3组(n=10),普通椎弓根螺钉(conventional pedicle screw,CPS)组:直接置入CPS;PMMA-PS组:先向钉道内注入PMMA,再置入CPS;EPS组:直接置入EPS。24 h后进行X线及CT检查和轴向拔出实验、并测量最大拔出力(maximum pullout strength,Fmax)和能量吸收值(energy absorbed value,EAV),然后观察模块的破坏情况、并测量出口处直径(diameter of hole,DOH)。结果:CPS组中螺钉被人工骨材料直接包裹,PMMA-PS组中PMMA严密包裹螺钉,明显提高了螺钉周围的密度;EPS组中螺钉的前端在模块内膨胀形成一个"爪状"结构。CPS组、PMMA-PS组和EPS组的Fmax分别为(48.50±9.22)、(217.40±62.15)N和(84.50±11.36)N。PMMA-PS组和EPS组的Fmax均明显高于CPS组(P=0.000,P=0.038),而EPS组的Fmax明显低于PMMA-PS组(P=0.000),差异均具有统计学意义;CPS组、PMMA-PS组和EPS组的EAV分别为(0.11±0.04)、(0.41±0.08)J和(0.18±0.06)J,PMMA-PS组和EPS组的EAV均明显高于CPS组(P=0.000,P=0.016),而EPS组的EAV明显低于PMMA-PS组(P=0.000),差异均具有统计学意义。螺钉拔出后,PMMA-PS组的破坏最为严重,EPS组其次,CPS组的破坏最小。CPS组、PMMA-PS组和EPS组的DOH分别为(8.40±0.86)、(13.85±1.63)mm和(10.29±1.15)mm,PMMA-PS组和EPS组的DOH均明显大于CPS组(P=0.000,P=0.002),而EPS组的DOH明显小于PMMA-PS组(P=0.000),差异均具有统计学意义。结论:EPS和PMMA-PS均可以明显提高螺钉在骨质疏松人工骨模块中的稳定性,尽管EPS提高螺钉稳定性的效果不如PMMA-PS,但它为预防临床上骨质疏松条件下螺钉松动和避免传统方法中使用PMMA的诸多风险提供了一个新的研究方向。