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新型高速鉆頭Surgify Safety Burr(SSB)在羊模型顱骨鉆孔及半椎板切除術中的安全性與有效性評估
《Scientific Reports》:Evaluation of a novel high speed burr tip for safe and efficient bone surgery in a sheep model
【字體: 大 中 小 】 時間:2025年05月16日 來源:Scientific Reports 3.8
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本研究針對高速骨鉆手術中硬膜(dura)和神經組織損傷風險,評估了新型Surgify Safety Burr(SSB)的安全性與效率。通過羊模型顱骨鉆孔(n=19)和半椎板切除術(n=14)對比實驗,發現SSB實現零硬膜穿透損傷(傳統鉆頭損傷率33%),且主觀評價顯示其熱損傷更低、操作穩定性更優。該技術為神經外科器械創新提供了重要依據。
在神經外科和脊柱手術中,高速骨鉆是暴露神經結構的核心工具,但其機械和熱損傷風險長期困擾臨床。傳統鉆頭如金剛石(diamond)和槽式(fluted)鉆頭易導致硬膜(dura)撕裂(發生率1.6-12.4%),且高溫可能引發神經根熱損傷。盡管超聲骨刀等替代技術存在,仍面臨熱損傷(>100°C)和操作風險。為此,赫爾辛基大學醫院的研究團隊開發了新型Surgify Safety Burr(SSB),其動態保護環設計可自動屏蔽切割刃與軟組織的接觸,理論上兼具安全性和效率。
研究采用3只麻醉綿羊,模擬人類顱骨鉆孔和半椎板切除術,對比SSB與傳統鉆頭的表現。關鍵技術包括:1)活體動物手術模型(模擬腦脊液壓力環境);2)隨機化鉆孔順序(SSB、金剛石、槽式鉆頭);3)主觀評估熱效應和震顫(chattering);4)統計學分析損傷率與操作時間差異。
顱骨鉆孔結果
19個鉆孔中,SSB(n=10)實現零硬膜穿透損傷,而金剛石和槽式鉆頭各造成33%穿透損傷(p=0.003)。平均鉆孔時間SSB(121±18秒)與金剛石(165±29秒)無顯著差異,但主觀反饋顯示SSB骨移除效率更高且無骨炭化現象。
半椎板切除術結果
14例手術中,SSB(n=7)與金剛石鉆頭(n=7)均未引發硬膜損傷。SSB平均操作時間(249±26秒)略短于金剛石鉆頭(319±74秒),但差異不顯著。
主觀評價
SSB在熱效應控制(無煙霧產生)和操作穩定性(減少震顫)方面顯著優于傳統鉆頭,其動態調節切割速度的特性為接近敏感組織時提供了額外反應時間。
結論表明,SSB通過獨特的機械保護機制,在活體模型中實現了硬膜零損傷,且骨切除效率與傳統工具相當。其臨床意義在于:1)降低神經外科手術并發癥(如腦脊液漏);2)減少熱損傷相關神經功能障礙;3)兼容現有鉆機系統,便于推廣。未來需人類試驗驗證其臨床效益,并探索在牙科、骨科等領域的應用潛力。
討論部分強調,SSB的設計創新解決了高速骨鉆“安全-效率”的權衡問題,尤其適用于精細解剖區域。但研究局限性包括樣本量。3只羊)和缺乏溫度定量數據。作者建議后續研究結合紅外熱成像量化熱效應,并擴大適應癥范圍。該成果發表于《Scientific Reports》,為手術器械研發提供了新范式。
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