丁一 潘愛星 張揚璞 張耀申 劉暢 張黎明 楊晉才

對于治療腰椎相關退行性疾患，后路椎弓根螺釘固定術聯(lián)合融合器椎間融合術因術后融合率高、椎間隙高度丟失率低、早期穩(wěn)定性好[1-4]，已成為主要的外科治療手段。但學者們在應用單側與雙側椎弓根釘內(nèi)固定術的療效評估上的分歧從未停止。其爭議主要集中在單側內(nèi)固定術是否可提供牢固的穩(wěn)定性、確保融合器不松動脫出并達到椎間骨性融合的臨床療效。相比之下，雙側內(nèi)固定又存在術中創(chuàng)傷大、手術費用昂貴、并發(fā)癥發(fā)生率潛在升高等缺點。

一、椎弓根螺釘固定術

1959 年，椎弓根螺釘技術由 Boueher 等[5]最先提出并報道了在腰骶椎融合固定中使用長螺釘經(jīng)椎弓根到達椎體，獲得良好效果。隨后，Roy-Camille 等[6]在 1963 年將其成功應用于胸腰椎骨折的治療，并在全世界范圍內(nèi)推廣開來。至今椎弓根螺釘技術應用于脊柱固定也已有幾十年的歷史。椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)在不斷被研制開發(fā)、用于臨床，取得良好療效的同時，極大地推動了脊柱外科界的發(fā)展。

為達恢復三柱穩(wěn)定性的目的而植入椎弓根螺釘是治療腰椎退行性疾病的有效措施。因螺釘植入數(shù)量和方式不同，可分為單純椎板切除術、單或多節(jié)段椎弓根螺釘固定術、單側或雙側椎弓根螺釘固定術等多種術式。但所有術式的目的均是通過控制責任節(jié)段伸屈旋轉(zhuǎn)運動的幅度、糾正椎體間異常應力從而確保骨、肌和軟組織被破壞的手術節(jié)段的穩(wěn)定性，同時提高植骨融合率。然而“恰到好處”的內(nèi)固定并不容易實現(xiàn)。若單純行融合術不附加椎弓根螺釘內(nèi)固定，因椎間盤與軟組織的切除，難以控制腰椎側屈和旋轉(zhuǎn)載荷[7]；若內(nèi)固定強度不足、螺釘握持力不夠或術后承載負荷過大，特別是老年骨質(zhì)疏松患者，螺釘松動、斷裂和假關節(jié)形成的風險大大提高[8]；若內(nèi)固定強度過大，會導致腰椎鄰近節(jié)段應力集中增大，加速鄰近節(jié)段的退變[9]。

1. 雙側椎弓根螺釘固定術：通常臨床上多采用后路雙側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合椎間融合術。該術式可保證較好的穩(wěn)定性，并使螺釘及融合器的應力均保持最小[10]。然而其缺點在于：( 1 ) 雙側固定需同時顯露兩側。相對于單側術式，其手術暴露范圍廣、時間長、創(chuàng)傷大。( 2 ) 雙側內(nèi)固定容易導致固定強度過大從而增加發(fā)生鄰近間盤退變的風險。( 3 ) 對單側根性癥狀患者行雙側手術，無癥狀側的顯露、椎弓根螺釘?shù)闹萌胧菍颊叩念~外傷害。

2. 單側椎弓根螺釘固定術：與雙側椎弓根螺釘固定術相比，單側椎弓根螺釘固定術的優(yōu)勢在于[11-13]：( 1 ) 僅剝離患側椎旁肌，能夠最大范圍降低術后骶棘肌等椎旁肌肉局部失神經(jīng)性萎縮、腰背衰弱綜合征的發(fā)生率；( 2 ) 血管破壞減少，對椎旁肌血流供應的影響也會相應減少；( 3 ) 脊柱整體結構破壞減少，不破壞健側椎板及關節(jié)突，術后脊柱不穩(wěn)、假關節(jié)形成等并發(fā)癥減少；( 4 ) 騷擾神經(jīng)根及硬膜囊的發(fā)生率減少，神經(jīng)損傷并發(fā)癥減少；( 5 ) 手術減壓及內(nèi)固定操作范圍所形成的瘢痕組織面積小，從而醫(yī)源性椎管狹窄的發(fā)生率減小；( 6 ) 術中出血量、術中操作時間、住院時間、醫(yī)療費用上明顯小于雙側椎弓根螺釘固定術。同時在臨床療效滿意率、融合率等方面兩者無明顯差異。

然而，單側椎弓根螺釘固定術的不足之處在于[14-15]：( 1 ) 單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術后發(fā)生融合器沉降率略高于雙側椎弓根螺釘內(nèi)固定術；( 2 ) 由于單側釘棒系統(tǒng)會因其固定不對稱而導致應力不平衡、發(fā)生耦合運動，所以該術式不能對全椎間盤切除減壓后提供足夠的穩(wěn)定性；( 3 ) 單側內(nèi)固定術抗旋轉(zhuǎn)能力較弱。

二、后路椎間融合器置入聯(lián)合椎弓根螺釘內(nèi)固定術相關研究對比分析

1. 體外試驗研究：許多學者們通過建立正常三維有限元模型或通過解剖尸體實驗建立模型，分析腰椎單雙側椎弓根螺釘固定融合的生物力學性。

早期有研究表明，開放腰椎手術雙側椎弓根螺釘固定生物力學優(yōu)于單側椎弓根螺釘[16]。龔志強等[17]認為在模擬正常人鄰近兩節(jié)段內(nèi)固定后正常生理活動時，單側置椎弓根螺釘組在各個運動狀態(tài)下的最大應力值都高于雙側置椎弓根螺釘組，且在旋轉(zhuǎn)側彎時最明顯，單、雙側椎弓根螺釘在側彎旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下其最大應力都高于屈伸、軸向壓縮狀態(tài)，尤以旋轉(zhuǎn)狀態(tài)突出，下位椎弓根螺釘釘棒連接處承受較大應力，均易發(fā)生斷裂，且單側置椎弓根釘相比于雙側置椎弓根釘，在各個狀態(tài)下內(nèi)固定承受更大應力，發(fā)生內(nèi)固定斷裂失敗風險可能更大，不推薦臨床應用單側系統(tǒng)固定。

但近年來，有學者對此給出相反的觀點。陳志明等[7]通過三維有限元模型建立相關術式模型，進行生物力學分析后發(fā)現(xiàn)單節(jié)段單側椎弓根螺釘固定不附加椎間融合不能很好地控制側屈和旋轉(zhuǎn)載荷，椎弓根螺釘承受較大的應力；一旦附加單枚融合器置入即可重建融合節(jié)段的穩(wěn)定性，明顯減少螺釘?shù)膽?；單側?nèi)固定置入椎間融合器后，椎弓根螺釘?shù)膽γ黠@降低，雖然仍較雙側椎弓根螺釘固定的應力峰值高，但差別很小。這說明椎間融合器可明顯減少螺釘應力，從而減少螺釘斷裂的發(fā)生率。單側與雙側內(nèi)固定術具有相近的抗屈伸和壓縮能力，單側椎弓根螺釘固定加單枚融合器置入可以提供足夠的穩(wěn)定，可以作為治療腰椎退變性疾病的一種內(nèi)固定方法選擇。王等[18]通過動物標本建模進行相關力學實驗后發(fā)現(xiàn)：采用同側、對側和雙側椎弓根螺釘內(nèi)固定聯(lián)合融合器椎間融合術術后腰椎的平均應力強度和軸向剛度均較模擬損傷標本和正常標本顯著提高 (P＜0.05 )，融合器植入同時附加單雙側的椎弓根螺釘系統(tǒng)內(nèi)固定均可達到穩(wěn)定腰椎的目的。何蔚等[19]通過 20 具人體尸體標本建模進行相關力學實驗，發(fā)現(xiàn)單節(jié)段標本在前屈后伸、左右彎、左右扭轉(zhuǎn) 6 個方向上的生物學穩(wěn)定性在單側模型與雙側模型比較差異無統(tǒng)計學意義 (P＞0.05 )。雙節(jié)段標本在前屈、左彎、左右旋轉(zhuǎn)方向上的生物學穩(wěn)定性在單側模型與雙側模型比較差異無統(tǒng)計學意義 (P＞0.05 )，而在后伸、右彎方向上雙側模型的穩(wěn)定性均較單側模型高 (P＜0.05 )，因此認為單側椎弓根螺釘固定椎間融合術術后內(nèi)固定剛度適中，生物力學性能優(yōu)良，術后腰椎可獲得可靠穩(wěn)定性。

大量的體外試驗結果都在一定程度上肯定了單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合融合器椎間融合術的可行性與穩(wěn)定性。

2. 臨床應用研究：近年，單雙側內(nèi)固定術相關臨床應用療效對比的國內(nèi)外相關報道涌現(xiàn)。通過知網(wǎng)檢索相關中文文獻數(shù)自 2015 年以來多達 64 篇，通過國家生物技術信息中心 ( NCBI ) PubMed 檢索外文相關文獻數(shù)自 2015 年以來多達 40 篇。

國內(nèi)外學者通過大量文獻報道單、雙側椎弓根螺釘聯(lián)合經(jīng)椎間融合術均能使腰椎獲得可靠穩(wěn)定性、良好的椎間融合效果，從而使疼痛緩解、腰椎功能恢復并取得良好的長期療效[20-23]。同時，采用單側椎弓根螺釘輔助椎體間融合器骨植骨融合治療腰椎退行性疾病在手術時間、術中創(chuàng)傷、術中出血量、住院費用等方面優(yōu)于雙側內(nèi)固定[23-25]。

雙側椎弓根螺釘內(nèi)固定術存在一定的弊端。對于僅有一側腰腿痛的腰椎間盤突出癥需手術治療的患者，陳繼峰等[26]指出椎板開窗減壓或全椎板切除聯(lián)合雙側椎弓根螺釘內(nèi)固定術的治療效果均不理想。陳志明[27]認為雙側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合融合器椎間融合術不僅需廣泛切除雙側小關節(jié)突及全椎板，破壞脊柱后部結構和穩(wěn)定性，降低融合術后瞬間椎節(jié)剛度，而且術中存在過度牽拉馬尾神經(jīng)及雙側神經(jīng)根，有潛在的術中損傷馬尾、神經(jīng)根風險。

相反，有學者認為單側椎弓根固定發(fā)生融合器沉降率可能高于雙側內(nèi)固定。徐波[28]通過對照組研究和 VAS、ODI 和下腰痛 JOA 評分表對患者進行手術前后實際情況進行分析后認為單側椎弓根釘固定聯(lián)合椎間 cage 技術在腰椎的退變性患者中的應用是安全的，術后 cage 會發(fā)生一定程度的沉降，但與臨床療效無明顯相關性。同時 L5～S1節(jié)段及高齡可能是椎間融合器發(fā)生沉降的危險性因素。

三、腰椎后路單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合可撐開融合器椎間融合術的可行性

1. 可撐開椎間融合器：無論是早期的金屬融合器還是現(xiàn)存的 PEEK 材料融合器，這些融合器的外形均已固定、撐開效果有限，特別是應用于前縱韌帶鈣化患者。故自帶高度可調(diào)節(jié)能力且程度可控的可撐開融合器應運而生。可撐開融合器植入具有術中創(chuàng)傷小、操作簡便、恢復曲度優(yōu)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。例如膨脹式可撐開融合器，它們克服了傳統(tǒng) cage 的不足之處，同時術中植入可撐開融合器時減少了對硬膜及神經(jīng)根的牽拉，顯著降低硬膜撕裂及神經(jīng)損傷的發(fā)生率。應用 B-twin 可撐開融合器可在微創(chuàng)入路基礎上使影像學椎間融合率顯著提高[29-31]。同時，后路微創(chuàng)技術可通過椎板開窗植入可撐開融合器，其對神經(jīng)根的騷擾更小，并提供與后路腰椎椎體間融合 ( posterior lumbar interbody fusion，PLIF ) 技術相同的臨床療效及融合率。

2. 單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合可撐開融合器椎間融合術的特點：無論采取何種術式，在盡力維持脊柱穩(wěn)定性的前提下做到充分減壓始終是減壓手術的首要原則。該“新”術式不僅具有單側內(nèi)固定的優(yōu)點：最大限度減少骶脊肌等椎旁肌失神經(jīng)萎縮；瘢痕組織少，導致醫(yī)源性椎管狹窄發(fā)生率低；手術操作時間、術中出血量、住院時間、醫(yī)療費用上明顯小于雙側椎弓根螺釘固定椎間融合術[32]。又繼承了可撐開椎間融合器優(yōu)點：膨脹式設計；椎間植骨融合及內(nèi)固定牢固；融合器發(fā)生移位、脫出及壓迫脊髓神經(jīng)等并發(fā)癥少；融合節(jié)段穩(wěn)定，并保留棘突、棘間韌帶及部分關節(jié)突，最大限度地減少對脊柱后柱的破壞。同時，腰椎后路單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合可撐開融合器椎間融合術中應注意：( 1 ) 適當減壓，必須切除致壓物、擴大神經(jīng)根管，確保神經(jīng)根松弛；( 2 ) 椎間植骨融合需充分，需仔細清除椎間盤及軟骨終板；( 3 ) 在矢狀位上置釘方向需盡量與椎板平行，冠狀位上內(nèi)聚角度需足夠，從而保證固定螺釘有足夠的把持力。

在臨床研究中，黃強等[33]通過 29 例退行性腰椎病變患者行后路椎板減壓、單側釘棒系統(tǒng)固定聯(lián)合椎間植骨、可撐開腰椎后路融合器植入術，術后隨訪未發(fā)現(xiàn)內(nèi)固定椎弓根螺釘松動及椎間融合器移位等并發(fā)癥，且椎間融合率高，融合時間短 ( 4～6 個月 )，并有效維持椎間高度。故認為采用單側內(nèi)固定聯(lián)合椎間可撐融合器植入融合術治療腰椎間盤突出伴腰椎不穩(wěn)癥，可有效減少骶脊肌失神經(jīng)萎縮、降低醫(yī)源性椎管狹窄的發(fā)生率，維持良好的椎間隙高度和腰椎的生理前凸，為椎間融合提供了良好的基礎。

四、術式展望

關于手術減壓和內(nèi)固定操作范圍，多主張在徹底減壓基礎上盡可能減少對腰椎穩(wěn)定結構的破壞，為腰椎間融合提供良好的基礎。上述相關研究多采用傳統(tǒng) PLIF 術式，即切除一側半椎板及同側下關節(jié)突和上關節(jié)突內(nèi)側半。臨床上主張手術應在徹底減壓基礎上盡量減少對腰椎穩(wěn)定結構的破壞[34]。相比之下，嚴格遵循有限減壓手術原則，若應用改良 PLIF 術式[35-36]。在保留后路手術優(yōu)點的同時，由于僅需切除單側小關節(jié)突，偶爾切除極少量椎板，適當減壓下最大限度地保留了椎體的穩(wěn)定性，同時又能滿足融合術要求。從而可能會在一定程度上彌補傳統(tǒng)腰椎后路椎間融合術聯(lián)合單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術穩(wěn)定性上的不足。

目前，對于該術式相關體外生物力學實驗報道尚處于空白。同時腰椎單側椎弓根螺釘內(nèi)固定術聯(lián)合可撐開融合器椎間融合術臨床研究臨床病例樣本量較少，隨訪時間較短。今后可嘗試進行相關大樣本量的療效評估得相關研究。單側椎弓根螺釘固定術聯(lián)合可撐開椎間融合器椎間融合術既可解除壓迫、減少并發(fā)癥、保持腰椎力學穩(wěn)定性，又能減少患者花費、住院時間等。權衡利弊，在不影響融合的前提下降低內(nèi)固定的剛性，嘗試采用較少的螺釘來獲得可靠的內(nèi)固定同時植入可撐開融合器將成為“新嘗試”的合理選擇。