経腹腔内固定術の普及と発展に伴い.ペディクル・スクリューの設置技術の向上とペディクル・スクリューの再置換の充実が現在の話題の一つであり.腰椎5仙骨1内固定の特殊性から再置換はより困難なものとなっています。 脊椎手術における経椎体内固定術の普及に伴い.内固定不全の症例が徐々に増えてきており.Mooreらは術中・術後のスクリュー緩みと退行すべり症の発生率はほぼ5.5%.脊椎骨折後の内固定不全率は9%と結論付けている。 1.再置換スクリューサイズの選択 スクリューのサイズによって異なる生体力学的特性を示す。 ペディクルの解剖学的形態と内部固定の力学的必要性の範囲内で.再置換スクリューの直径または長さを大きくするとスクリュー-骨結合が増強される[3]。 抜去力は円柱状の骨の表面積に関係し.スクリューの外径と進入深さによって決定される。 大径のスクリューを設置した場合.ペディクル中央の海綿骨は周辺の比較的密な層に押し込まれ.スレッドは周辺の比較的密な層に設置できる。異なる径のペディクルスクリューの抜去力テストでは.小径スクリューよりも大径スクリューで抜去力が大きく.外径が大きくなると抜去力が大きくなることが示されている。 スクリューの固定強度の60%はペディクル内にあり.椎体の海綿骨に到達すると15〜20%.前皮質に到達するが貫通しない場合はさらに16%.前皮質を貫通する場合は20〜25%強度が増加することがわかった。 また.直径が1mm増加し.長さが5~10mm増加するのも確実な方法である。 しかし.安定性を向上させるために単純にスクリューの径を大きくするという一般的な臨床は.ペディクルの解剖学的条件によって厳しく制限され.また.より大きな径のペディクルスを使用すると.神経根損傷やペディクル破折の危険性が高くなる。 筆者の考えでは.スクリューの再施術の際.エントリーポイントが正確であれば.以前の爪の経路が破壊されたと同時に.スクリューの直径と長さを大きくすることがベストであると考えます。 2.腰仙骨ペディクルスクリューの保持力の違いと解剖学的特徴 この実験から.腰椎5のペディクルスクリューを改訂した場合.直径を1.5mm.長さを10mm長くすると保持力が元のネジの強さを超えること.仙骨1のネジの保持力は一般的に腰椎のそれよりも小さく.単純なネジ改訂の結果は保持力が元のネジ程度までしか届かない腰椎と異なること.が明らかになりました。 スクリューの周囲の骨の質がスクリューの保持力を決める重要な要因となり.質の高い骨であればより大きな保持力を得ることができます。 腰椎では.スクリューの螺合により海綿骨が強固な皮質骨に圧縮されるため.スクリュー周囲の骨密度が比較的高く.十分な骨質が得られます。太いスクリューを配置すると.周囲の骨皮質に食い込み.保持力を高めることさえできます。 仙骨では.骨盤が明らかに広がっていること.海綿骨の含有量が多いこと.骨皮質の強度が十分でないことなどから.スクリュー周囲の骨密度が低く.骨強度が低く.保持力が比較的小さいため.スクリューの直径や長さを大きくしても.十分な保持力を得られないことが多い。 そのため臨床的には.スクリューの長さを長くして前骨皮質を貫通させる.S1の上端板やL5の下端板まで貫通させるなど針の方向を変える.S2にスクリューを追加するなど.仙骨弓の内固定を改善する方法が増えてきています。 3.骨セメントで補強した固定術の再置換 臨床的には.アーチネイル路の損傷が激しい場合や骨粗鬆症の場合.大径スクリューだけでは再置換が難しく.生体材料を追加してアーチスクリューの安定性を強化することが多いです。 骨セメントによる補強では.骨ネジ界面がより強固な骨接着剤-ネジ界面に変化するため.ペディクルスクリューの保持力が大幅に向上し.ネジの抜去は主に骨セメント-骨界面を剥離することで行うため.ネジ自体の構造とはあまり関係がない；骨セメントによる再置換では.ネジの役割は反映せずそれ自体の構造は重要ではなく.いかに骨セメントを混合して注入して台木内に均一に分布させるか。 再置換術では.骨セメントをいかに混ぜて注入し.ペディクル内に均一に分布させ.スクリューとの最適な一体化を達成するかがポイントになります。 スクリューのみで再置換を成功させることは臨床上理想的ですが.実際には骨粗鬆症や爪の経路の損傷が激しい.針へのアクセスが悪く追加のリルートが必要など.状況が非常に複雑なことが多く.大径スクリューのみでの再置換は難しく.生体材料を追加してペディクルスクリューの安定性を高めることが必要になってきます。 特に仙骨は.骨盤が広く海綿骨量が多い特殊な解剖学的構造をしており.最初のスクリュー固定失敗後.スクリューが緩んで海綿骨の押し出しを起こし.釘道が元のスクリューより著しく大きくなり.スクリュー径と長さの増加に限界があるため十分な保持力を得ることが困難でした。 骨-接着剤-スクリュー界面の強度は脊椎自体の構造強度を超えるため.生体材料の改良は添加剤の組織化学反応の制御に注力すべきであり.補強材の接着強度を過剰に高めることはあまり意味がない。 一般的な骨セメントの臨床応用は.重合熱による周辺組織（脊髄や神経根を含む）の損傷.長期間の体内滞留による毒性・発ガン性など.一連の問題を引き起こす可能性があり.現在は徐々に新しい生体材料に置き換えられている。 生体力学実験の多くは.軸方向の抜去力をネジの保持力の指標としていますが.最近の研究では.横方向の負荷がネジの早期緩みの主因となることが多く.保持力と抜去力の組み合わせがネジの保持力をより良く反映することが分かってきました。 この実験の結果，ネジの保持力とトルクは絶対的な一致を示さず，ネジの接着界面の違いによって保持力とトルクの相関が大きく異なることがわかった。 骨-ネジ界面のみでの結合強度とねじりモーメントの相関は先行研究と一致している（相関係数0.83～0.925）。実際には.開業医もねじりモーメントでペディクルスクリューの保持力を判断することに慣れており.臨床的に一定の有用性を持っていると思われる。 骨セメントで補強された固定は.スクリュー-セメント-骨の界面であり.スクリュー装着時に骨セメントが硬化していない場合は.トルクモーメントは意味をなさない。 骨セメントが硬化していると骨-セメント結合は強固であるが.ネジ-セメント結合は十分ではないため.ネジはまだ容易に捻れる。ネジの保持力は.骨セメント自体の強度と骨-セメント結合の強度に依存して.主に硬化後のネジインレーと骨セメントの吻合により得られる。