大约有 75% - 85% 的人会在一生中的某个阶段遭受腰痛困扰。很多情况下，腰痛是需要外科手术干预的，而外科手术干预中，后路内固定及融合术是一种最为常用的手术方式。
骨质疏松患者融合率较正常骨质患者低，可能和融合时间较长相关。众多研究已经证实，骨质量下降与椎弓根螺钉拔出强度的相关性。之前曾有人研究过螺钉植入深度对螺钉强度的影响，但之前并无研究表明双皮质螺钉在实际生理载荷条件下的优势。基于上述原因，美国的 Karami 博士等进行了一项相关研究，评估腰椎椎弓根螺钉植入深度与生物力学强度的相关性。
该研究选用 10 例新鲜冰冻骨质疏松腰椎标本，5 男 5 女，年龄在 33 - 66 岁，去除所有软组织，将其固定于聚酯树脂的夹具中。螺钉选择及植入均由经专门培训的经验丰富的专科医师完成。螺钉植入深度基于术前测量及手术经验。螺钉植入的标本、螺钉植入深度及椎体水平和侧别则是完全随机的。
试验分为 3 组，共 95 枚螺钉，其中植入椎体中央组 32 枚，椎体前缘皮质下组 31 枚，穿透前方皮质组 32 枚。另有 5 枚螺钉在测试中退出（因载荷原因未能完成测试）。螺钉植入位置如下图 1 所示：
图 1 A：图像中左侧为双皮质螺钉（Bicortical），右侧为植入椎体中央螺钉 (Mid - body)；B：图像中左侧为植入椎体中央螺钉 (Mid - body)，右侧为骨皮质缘螺钉（Pericortical）
测试分为角刚度测试及拔出力测试两方面。在角刚度测试中，在椎体中央螺钉组中观察到了角刚度的最大衰减，而在双皮质螺钉组中角刚度的衰减最小，两组之间存在显著性差异。而两组在与皮质缘螺钉组相比均无显著性差异。
在拔出力测试中，椎体中央螺钉组拔出力平均为 583N，皮质下螺钉组平均为 713N，透皮质螺钉组平均为 797N。经统计学分析，椎体中央螺钉组与双皮质螺钉组在拔出力方面存在显著差异。双皮质螺钉组具有最大的抗拔出力。
尽管本文作者并不主张广泛使用双皮质螺钉，但他们通过生物力学研究证实了双皮质螺钉固定在骨质疏松患者中的生物力学优越性。该研究表明，随着螺钉植入深度的增加，螺钉的固定可靠性增加，松动减少，这与作者之前的假设相符。然而，这种效果只在双皮质固定螺钉组明显，在椎体中央组及皮质下螺钉组并无显著性差异。由此可见，内固定的生物力学强度并非单纯随螺钉植入深度增加而增加。这也从另一方面证实，螺钉只有通过皮质才能获得更佳的生物力学强度。
该研究也具有一定的局限性，该测试无法完全模拟人体内环境，因试验是在去除肌肉韧带等软组织情况下进行的。在螺钉的角刚度测试中也仅模仿了人体在日常活动的屈伸动作，而非各方向动作例如旋转等，将来的研究可考虑加载其他应力模式。此外，还可增加研究的样本量以及健康样本作为对照组。
由于目前脊柱后路钉棒系统内固定被认为是脊柱内固定的金标准，上述研究结果对临床工作具有一定的指导意义。但在实际的临床工作中，仍需结合患者的实际情况灵活把握。特别是在使用双皮质螺钉固定时，术前要仔细研究影像学资料，观察椎前血管情况，对于椎前血管钙化严重患者需特别小心，防止在植入螺钉时损伤大血管。
当我们在临床工作中遇到骨质疏松患者时，也可以通过增加固定节段或者选用骨水泥螺钉来增加固定强度。毕竟，单纯为了增加固定强度而选择透皮质螺钉固定，使自己陷入高风险，值得权衡。
