腰椎退变性疾病的椎体融合

　　一、椎体融合按固定器的置入方式来讲。又可分为后路内固定，前路内固定，促椎间融合的界面内固定。

　　(一)后路内固定系统由于解剖及操作相对于前路要简单，对脊柱退行性改变的内固定治疗最先始于以促进病椎融合为目的而进行的后路自体骨移植。1911年纽约的Fred Albee将胫骨条置于棘突的基底部以获得生物学固定，其后Hibbs用凿子去除椎板的皮质，为移植的骨条营造了一个富有良好血运的骨床。他们采用的是后路植骨融合术。1948年旧金山的Don King在美国骨与关节杂志上发表文章介绍将螺钉通过小关节突关节拧入锥体以固定退变腰椎椎体的方法，这是最早使用内固定器械固定退变腰椎椎体的报道。其后，。Boucher在1959年将一根较长的螺钉向内侧偏斜，通过小关节，经椎弓根进入椎体，获得了更为牢固的固定效果。不过他的本意并不是要将螺钉穿过椎弓根的长轴，因此，他还不能算是使用椎弓根螺钉固定系统的第1人。真正有意识的将螺钉穿过椎弓根长轴以获得坚强内固定效果的是1969年的Har—rington和Tullos，他们用这种方法治疗了两例重度的脊柱滑脱患者。Harrington是后路钩棒脊柱内固定系统的创始人，钩棒系统和其后Luque推荐的椎板下钢丝系统在治疗不稳定性脊柱病变及退变性脊柱侧凸方面有很好的疗效，但是除了退变性腰椎侧凸之外，钩棒钢丝系统有下面一系列缺点：固定的腰椎节段较长，矢状位上腰椎生理性前凸维持较差，且在后路减压行椎板或棘凸切除后不能使用，因此，目前已很少用于腰椎退行性病变的治疗。但是Harringtons首先使用的椎弓根螺钉系统却给腰椎退行性病变的内固定治疗带来了革命性的进展。现已证实，椎弓根是脊椎强度最高的部位，是脊柱后方结构和前柱交汇的力的核心。通过椎弓根，骨科医生不但可以对短节段脊柱实施坚强固定，而且还可以在三维空间上对脊柱进行矫形，这更符合腰椎的功能性解剖，因此椎弓根螺钉很快在临床上迅速推广，其主要优点：①是腰椎的融合率明显提高，假关节形成率明显下降；②腰椎在矢状位及冠状位上的解剖维持比传统的内固定系统要好；③与硬棒系统及牢固的横向连接杆的联用，使腰椎一内固定复合物的稳定性大为增强，患者术后不需辅助外固定，且能较早的获得腰椎的生物性融合，从而较早返回工作岗位。但后路椎弓根系统也有它的缺陷：①由于脊柱的三维作用力集中作用于椎弓根螺钉上，使后者更易于疲劳折断，临床统计其折断率高达15％；②螺钉的正确植入需要较熟练的技术及术中监控，不正确的植入将导致令人头痛的神经损伤；③后路椎弓根植人将对维持脊柱稳定起重要作用的椎体附件上附着的肌肉系统有明显的损伤，需在坚强内固定的基础上指导患者早期行肌肉康复锻炼；④椎弓根螺钉的牢固固定需要椎弓根有良好的骨质条件，因而对怀疑有骨质疏松的患者使用时要高度警惕；⑤后路减压术式有一个通病，即硬膜外粘连形成，它对神经根的刺激不但使手术缓解疼痛的效果不理想，而且为治疗补救方案带来很大困难；⑥后路手术，剥离椎体附件上的肌肉时，出血较多，对患者的损伤大。

　　不过后路手术由于能对椎管及椎间孔进行彻底的减压，目前仍是临床上治疗腰椎退行性病变最常用的方法。为了尽量克服上述的缺点，增强内固定的稳定性以提高植骨融合率，不少学者对后路内固定器械及操作进行了一系列改良，主要表现在以下几个方面：

　　①将钩棒系统与椎弓根螺钉有效结合，以实现对椎体的撑开，加压，提升，然后加上横向连接系统以获得更好的防旋转和防扭曲功能，并同时提高整个脊柱一内固定复合物的稳定性，这是近20余年来各种脊柱内固定系统如CD系统，Moss-Miami系统，ISOLA系统，15niversal系统等的共同特征。②横杆的放置也有讲究，Lim等用10份小牛腰椎标本进行脊柱一内固定复合物的生物力学测试，实验表明如果用一根横棒，当它位于纵棒的近端1／4处时稳定性最强，如果用两根横棒，最佳位置应位于纵棒的中点和近端1／8处。③研究表明，金属内固定器械各组件间及器械与骨组织之间的连接方式对脊柱一内固定复合物的总体刚度有明显影响。将固定器械的组件设计得与脊柱后路骨组织的解剖形态更为附贴，增大器械与骨组织的接触面积，减小应力集中，可增大内固定系统的矫形能力，增大骨骼一器械复合物的总体刚度。另外增强内固定系统各组件间的连接也能明显增强脊柱一内固定复合物的稳定性，。TSRH系统优于早期椎弓根螺钉系统的重要原因之一就是它的三点加压及螺纹锁定可以将棒与椎弓根螺钉，棒与横杆之间施行坚强固定。④尽量简化和易化操作以缩短手术时间，减少对机体的创伤，如ISOLA系统通过15。的楔形垫圈不但实现了6个方位的自由活动空间的矫形控制，并大大简化了钩棒及棒横杆间的连接操作。CDHtorizon系统相对于CD系统其各组件的外形更矮小．与椎体骨组织贴附性更好，对脊柱后路肌肉系统的遮挡损伤也更小。Moss—Miami系统不但各组件体积较小，而且其独特的双重自锁装置使组件间的锁扣更稳固和更易于装卸。⑤对椎弓根螺钉的要求。由于椎弓根螺钉是连接脊柱和内固定器械的主要工具，它能否牢固把持柱椎弓根的骨质是整个脊柱一内固定复合物能否获得良好稳定的关键。

　　基于一系列生物力学的测试研究，目前认为，最好使用目标椎弓根能容纳的最大直径的椎弓根螺钉，因为螺钉的张力与它的直径平方成正比，扭力和直径的立方成正比，另外，随着螺钉直径的增大，其抗疲劳能力也相应增强。螺钉的植入深度也很重要，Krag等发现，螺钉拧入深度达椎体前后宽度50％比拧入深度为80％时的拔出力量减少30％，拧人达100％时，拔出力量是拧入80 9，6时的124％～154％，但拧入100％时有穿透前方骨皮质，剌伤椎体旁大血管的可能，因此目前仍推荐螺钉的植人深度为椎体的80％。螺钉的植入角度也有讲究，Krag建议螺钉植入时向中线偏斜15。，两侧则形成约30。的夹角，这样不但允许使用较大较长的螺钉，还可使双侧的螺钉发生交锁，提高抵抗扭力，侧方弯曲力和轴向拔出力的作用。以上是对螺钉选择及操作时的要求，但Zindrick认为决定螺钉拔除力量最显著的因素还是椎体骨质疏松的程度，他的观点得到许多其他学者的证实。这也是骨质疏松患者使用椎弓根螺钉效果不佳的主要原因，为解决这一问题，强化螺钉的观点应运而生。将骨水泥注入钉道，然后拧入螺钉是最常用的强化方法，普通的PMMA骨水泥由于聚合时会发热，在体内不易降解，新型的CPC骨水泥则没有上述缺点，Mermelstein在狗的股骨远端拧入松质骨螺钉，测定其拔出负荷．然后用CPC充填钉孔，待固化后再拧入螺钉，测试发现，拔出力从279N提高到1159N，说明CPC能明显提高螺钉的固定强度。在螺钉表面喷涂CPC骨水泥也可以强化螺钉，实验表明这种表面强化的钛针的拔出负荷是普通钛针的2倍。我们科室开发出一种空心侧孔螺钉，将骨水泥注入其中，然后拧入椎体，体外实验发现也可以明显提高固定强度。