腰椎退变性疾病的椎体融合

　　(二)前路内固定系统1933年，Burns进行了第1例脊柱前路的融合术，他使用的是胫骨骨条，植在LS和骶骨部位，用于治疗一位十几岁的脊柱滑脱患者。由于植入的骨条没有一个稳定的融合环境，很容易移位，他的方案没能在临床推广。不过将金属固定系统置于脊柱前柱以固定植入的骨块，则可能克服上述缺陷。

　　Dwyer在这个方向上首先作了尝试，他用椎体螺钉加压固定螺纹钢索；Klaus Zielke将钢索改良为螺纹棒装置，明显加强了结构的稳定性；JurgenHarms用退火加工过程改进了Zie|ke棒，增加了约40％的强度，并在螺钉头部加入镙帽自锁装置，进一步加强了固定装置的稳定性并减少折断率。以上三种前路棒系统都属于比较软的棒系统，往往需要辅以外固定或后路稳定手术。近年来开发的坚固棒系统如单根棒的Moss—Miami系统，Cortrel—Dubousset Horizon系统，ISOLA系统和双棒的Kaneda系统，双棒。TSRH系统和Hopf系统等不但易于安装，而且在矫形能力和结构稳定性方面更强，大多数患者术后可免予制动。

　　与后路手术相比，前路手术的出血较少，不需触动硬膜囊和神经根即可完全切除椎间盘，后期硬膜外瘢痕形成少。力学测定表明，矢状面上正常腰椎前凸的前柱支撑了接近80％的轴向压缩负荷，前路手术可以直接固定椎体的前柱，对不稳定节段的固定效果优于后路手术。Curr等在小牛的脊柱模型上比较了Kaneda前柱内固定系统与后路椎弓锻钉系统的生物力学特性，发现跨越3个节段的前路固定与跨越5个节段的后路固定的生物力学性能相当。前路手术还可以在直视下调节椎体的撑开程度，将植骨块放置在腰椎不稳定节段运动的中心，然后进行适当的椎问加压，再加上椎间隙血运丰富的特点，其椎间融合比后路手术常用的后外侧融合要更容易和更确实。前路手术对脊柱后方的肌肉系统损伤小，有利于患者术后有良好的肌肉系统协助维持脊柱的稳定。但是前路手术对术者的解剖知识和操作的精细程度要求较高，虽然是在直视下，一旦损伤脊柱旁大的血管，也会给手术和患者带来极大的麻烦。另外前路内固定器械导致迟发性血管损伤的报道也越来越多．这已引起骨科医师的高度重视。

　　为了减少血管损伤，前路内固定器械改良的一个重要方向就是尽量减小器械的体积，如在不损伤总体固定效果的同时将粗棒改为细棒，或将棒改为钢板，并使钢板与椎体表面更吻合。

　　(三)促椎间融合的界面内固定系统又叫椎间融合器。Cloward在1945年就已意识到椎体间的组织退变和不稳是腰腿痛的主要发病部位，因而他用移植骨块进行了后路腰椎椎体的椎间融合，但是由于没有内固定器械的支持，移植骨块容易移位和(或)塌陷，因此该技术没有得到推广。20世纪70年代，George Bagby提出了椎间融合的新概念，认为他所研制的刚性、多孔和填入骨屑的中空笼形撑开器能使椎体间区域永久地被分离和固定，在马的模型上他确实获得了通过这种钢性笼形结构的两椎体间的骨性融合的证据。但是他的文章绝大多数发表在兽医学杂志上，因而直到10余年后，他的技术才被骨科医生认识并迅速在临床上推广使用。与传统的植骨融合相比，椎间融合器最显著的优点是能有效地保持椎体间隙的高度，恢复腰椎的生理曲度，另外它还能通过腹腔镜从前路植入腰椎问，这将使手术创伤大为减小，并使患者能早期恢复工作。

　　目前，用于腰椎退变性疾病的椎间融合器主要有两种，即BAK和Ray-TFC融合器。它们都为坚固，中空，多孔的钛质融合器。坚固是为了撑开并维持椎间隙的高度，中空可使融合器内放入碎小的骨屑，多孔则有利于上、下椎体的骨组织长人形成骨性融合。融合器可经前方或后方植入，也可经侧方植入，前方植入时可以使用微创的腹腔镜技术。有人认为如果需要进一步行稳定手术，椎体问融合器也可与其他内固定方法同时使用，但BAK的研制者们不赞成这一倾向，他们通过大量的临床资料表明，单用融合器可以为许多有使用椎间融合器指征的腰椎疾患提供良好的稳定环境．以获得椎间骨性融合。从经济和手术创伤两方面讲，不和其他内固定联合使用对患者也是有利的，因此要掌握好椎问融合器的使用指征。

　　理论及动物研究都表明，椎间融合器的正确植入能很好的维持腰椎生理性前凸，并在退变椎体最不稳定的前柱提供固定及融合的条件。临床应用亦表明，椎间融合器在手术失血、深部感染、住院日和再手术率方面要优于后路椎弓根固定系统，其融合率与椎弓根固定系统相当。但目前有关它的应用还有一定争论：①对腰椎间盘突出症行简单的椎板开窗减压、椎间盘摘除术，可获得良好的疗效·有多少患者因术后腰椎间隙狭窄需行二次手术，还有待进一步查实；②金属与椎体界面上是否会出现骨吸收?这种担忧已为临床部分病例证实，术后腰椎X线观察，可见融合器嵌入椎体之松质骨内，椎间隙变窄，未达到预想的维持椎间高度的目的；③这种坚强的内植物内部的植骨融合率到底有多高?理论上讲，置人融合器中空部位的骨屑并没有承受压力，而且与终板无密切接触，这些都不利于它们形成骨性融合，另外金属内植物的存在，使术后对融合与否的评价比单纯植骨融合要困难，这也使得临床上有关融合器使用后的融合率报道的可信度打上折扣。

　　为了提高融合率，Ray—TFC融合器采用带螺纹的外壁，可以使融合器旋人上、下椎体的松质骨2～3mm，尽量使椎体松质骨与融合器内的自体骨屑直接接触，这有利于骨性融合。临床资料也表明Ray-一‘TFC融合器的融合率(约96％)可能略高于BAK融合器的融合率(约90％)。提高融合率的另一有效办法就是在植入的骨屑上傲文章。自体骨屑含有较多的有活性的骨诱导因子如BMPs，其成骨能力强于异体骨屑，但自体骨往往要在手术区以外的部位取材，会给患者带来伤害和不便。因此有必要研制优秀的人工骨替代材料，这方面比较有希望的是多空钽。这是在多孔目碳网骨架上，沉积钽化学蒸气得到的一种多孔交联的人造松质骨材料，其基本成分是98％的钽和2％的碳。它有一定的抗压强度，其弹性模量与松质骨接近，植入椎间不会产生骨的应力遮挡。多孔钽柱在动物实验中已被证实能促进椎间融合并防止椎体下沉。关于它与坚固的钛椎间融合器联用的研究还未见报道。从组织工程的角度看，在椎间融合材料中加入骨诱导因子应该能促进椎间骨融合。Wilke在绵羊腰椎模型中评价了以rhBMP一2增强的钽柱的骨融合能力及生物学性能，发现rhBMP一2不但促进了钽柱前后缘和内部的融合，还增加了融合块的刚度。Zdeblick等在山羊颈椎模型中则发现填入rhBMP一2的BAK融合器组融合率明显高于仅填人自体骨的BAK融合器组。