王 鵬(綜述)，金格勒(審校)

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院外科(VIP)二病區(qū)，烏魯木齊 830054)

椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可為脊柱(特別是后柱)提供堅強的可靠的支撐，有利于脊柱的骨性融合，廣泛應(yīng)用于脊柱創(chuàng)傷、畸形及退行性變等疾病的治療，但在取得良好療效的同時，也出現(xiàn)了一些并發(fā)癥，其中內(nèi)固定裝置斷裂由于其影響固定效果且取出困難，必須引起足夠的重視。胸、腰椎椎弓根螺釘系統(tǒng)內(nèi)固定術(shù)后斷釘發(fā)生率文獻報道不一，國內(nèi)為1.4%～20.6%，國外為3%～7%[1-3]。實際臨床中，椎弓根螺釘?shù)臄噌敗喟舳鄶?shù)是在取釘時發(fā)現(xiàn)的，故上述數(shù)據(jù)可能低估了實際發(fā)生率。該文回顧近年來此方面的相關(guān)文獻，以全面了解內(nèi)固定斷裂的危險因素進而加以預(yù)防，從而提高手術(shù)療效，減少醫(yī)患糾紛，更好地指導(dǎo)臨床實踐。

1 內(nèi)固定選擇不當(dāng)

內(nèi)固定物選擇不當(dāng)是造成術(shù)后內(nèi)固定斷裂的重要危險因素。醫(yī)師術(shù)前應(yīng)根據(jù)影像學(xué)資料提前了解椎弓根個體差異，合理選擇內(nèi)固定物，考慮的因素包括椎弓根螺釘長度和直徑、固定節(jié)段長度、固定棒直徑等。螺釘過長則螺桿與螺紋交界處承受應(yīng)力過大，易致螺釘斷裂；過短則螺釘對骨質(zhì)把持較差，術(shù)后易發(fā)生松動；螺釘過粗容易破壞椎弓根結(jié)構(gòu)影響固定強度；過細(xì)則螺釘剛度不足，易發(fā)生斷裂。內(nèi)固定物的牢固程度很大程度上取決于內(nèi)固定物的剛度，而增加固定結(jié)構(gòu)的直徑是增加剛度的有效措施，Rohlmann等[4]研究表明，鈦固定棒直徑由3 mm增加至7 mm時，彎曲剛度增加約30倍，直徑增加至10 mm時，彎曲剛度進一步增加至約150倍；但隨著固定物剛度增加，局部應(yīng)力也相應(yīng)增加，增大了椎弓根螺釘斷裂的危險性。目前脊柱內(nèi)固定物剛度普遍較高，因此選擇內(nèi)固定器械時需權(quán)衡機械強度與折斷風(fēng)險。另外，當(dāng)固定節(jié)段過長時，椎弓根螺釘承受應(yīng)力也相應(yīng)增加，術(shù)后斷裂風(fēng)險增加，同時在固定鄰近節(jié)段椎間盤載荷明顯增加，退變隨之明顯加快[5]。

內(nèi)固定物的設(shè)計與制造水平也影響術(shù)后內(nèi)固定可靠程度。國內(nèi)部分文獻報道,腰椎后路釘棒內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)固定斷裂發(fā)生率高達(dá)20.6%，雖不能排除術(shù)者操作技能因素，但也與部分生產(chǎn)廠家加工工藝與設(shè)計缺陷有關(guān)，導(dǎo)致內(nèi)固定裝置強度和抗疲勞性不足[2]。朱敦延等[6]報道，發(fā)生斷裂的均為DickⅡ型椎弓根螺釘裝置，而德國Socan公司、美國AST公司和法國Scientx公司的進口螺釘則較少發(fā)生斷裂。

2 內(nèi)固定置入技術(shù)缺陷

內(nèi)固定置入技術(shù)缺陷在臨床實踐中主要是椎弓根螺釘置入技術(shù)的缺陷，手術(shù)成功的關(guān)鍵在于螺釘必須沿椎弓根軸線方向的狹小骨性管道植入，但因椎弓根解剖復(fù)雜，毗鄰結(jié)構(gòu)重要，往往導(dǎo)致植入位置不佳，可直接引起術(shù)后內(nèi)固定系統(tǒng)失效甚至斷裂。椎弓根螺釘置入的要素包括進釘點、植入深度、水平面進釘角、矢狀面進釘角等參數(shù)[7]。選擇進釘點時，最基本的定位方法是利用椎體自身解剖標(biāo)志，目前腰部椎弓根進釘點選擇有多種定位方法，較為常用的是AO法，該法將經(jīng)橫突中點的水平線和經(jīng)小關(guān)節(jié)外側(cè)緣的垂直切線的交點作為腰椎椎弓根的進釘點[8]。關(guān)于椎弓根螺釘置入深度，生物力學(xué)研究表明，將椎弓根螺釘鉆至椎體前緣皮質(zhì)下時可獲得較高的把持力，但實際手術(shù)時出于安全考慮，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為置釘深度以釘?shù)篱L度80%為宜[9]。而對于腰椎椎弓根釘?shù)倪M釘角度，通常認(rèn)為在水平面上L1以內(nèi)聚5°～10°、向下逐漸增加至L5為15°～20°為宜，在矢狀面上以釘?shù)榔叫杏谧刁w終板或與棘上韌帶呈90°為宜[8]。近年來，計算機輔助導(dǎo)航定位技術(shù)的使用避免了反復(fù)穿刺引起的椎弓根結(jié)構(gòu)破壞，使椎弓根穿刺及置釘成功率明顯提高，成為今后脊柱外科的發(fā)展趨勢之一。通過準(zhǔn)確地植入椎弓根螺釘，可以較好地保持固定強度，防止異常的應(yīng)力集中，減少內(nèi)固定裝置的斷裂。

3 植骨融合效果欠佳

目前對于腰椎內(nèi)固定節(jié)段術(shù)后載荷承擔(dān)的生物力學(xué)研究已較為深入。由于脊柱解剖學(xué)特點，患者術(shù)后內(nèi)固定松動和斷釘/棒多發(fā)生在胸腰段，胸腰段是胸椎與腰椎的過渡區(qū)，胸推后突與腰推前突兩曲度在此銜接，軀干活動與負(fù)重應(yīng)力集中于此。與胸腰段相比，腰椎后路釘棒內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)固定裝置斷裂發(fā)生率較低，但由于腰椎特別是下腰椎具有獨特的解剖與運動特點，如與脊柱其他節(jié)段相比，腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面為矢狀面方向，限制了腰椎的軸向旋轉(zhuǎn)運動，而前屈與后伸的活動范圍與脊柱其他節(jié)段比較也具有統(tǒng)計學(xué)意義，活動與負(fù)重載荷較大，局部應(yīng)力相對集中[10-11]。經(jīng)過定量測量發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)腰椎后路內(nèi)固定術(shù)后，由生理結(jié)構(gòu)與內(nèi)固定結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)各方向的力和力矩，無論是前屈、后伸，還是軸向扭轉(zhuǎn)運動，前柱結(jié)構(gòu)都承擔(dān)了相當(dāng)部分的載荷分布，只有側(cè)屈運動時載荷以內(nèi)植物承擔(dān)為主，由此可見前柱結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性在防止內(nèi)固定術(shù)后斷裂中起著重要作用[12]。在腰椎，通常增強前柱穩(wěn)定性的方法主要是椎體融合，常見的是單純植骨融合與椎間融合器融合，多篇文獻報道上述兩種融合方法效果相近[13-15]。判斷融合效果的有效指標(biāo)是觀察椎體間是否實現(xiàn)骨性融合，要實現(xiàn)上述目標(biāo)需同時滿足有效的固定、適宜的生物應(yīng)力刺激以及良好的成骨活性，而當(dāng)上述條件有一個或多個不具備時即會導(dǎo)致融合緩慢甚至不融合，進而可能導(dǎo)致內(nèi)固定失敗。例如,剛度過高的固定棒、融合器以及前方內(nèi)固定等，都會造成應(yīng)力遮擋，影響融合效果，成為術(shù)后內(nèi)固定斷裂的危險因素[16]。另外，為增強內(nèi)固定效果，側(cè)后方植骨融合、前路雙柱固定以及前后路聯(lián)合固定等手術(shù)在實施前需嚴(yán)格評價其適應(yīng)證，除了考慮費用、風(fēng)險、手術(shù)創(chuàng)傷增加等因素，也應(yīng)仔細(xì)評價是否可能影響融合效果而不宜采用[17-19]。

關(guān)于后路內(nèi)固定橫向連接桿的使用，有學(xué)者認(rèn)為橫向連接桿可明顯消除后路短節(jié)段內(nèi)固定后的“四連桿”效應(yīng)，增強前柱穩(wěn)定性，并增強內(nèi)固定裝置的抗疲勞穩(wěn)定性，從而有利于椎體融合，減少內(nèi)固定斷裂風(fēng)險[20-21]。但橫向連接桿在臨床使用中也暴露出諸如術(shù)后腦脊液漏及遲發(fā)感染發(fā)生率增加等弊端，故在臨床實踐中對于橫向連接桿的使用與否應(yīng)在權(quán)衡上述利弊后決定[22]。

4 術(shù)后功能鍛煉不當(dāng)

后路內(nèi)固定術(shù)后載荷在腰椎各部位的分布與術(shù)前是明顯不同的，研究發(fā)現(xiàn)，在術(shù)后活動時，內(nèi)固定節(jié)段屈伸運動的載荷主要由前柱諸結(jié)構(gòu)分擔(dān)，側(cè)屈及扭轉(zhuǎn)運動時則有相當(dāng)一部分載荷通過內(nèi)植物傳導(dǎo)[12]。加之腰椎負(fù)重較大、活動較多，故術(shù)后功能鍛煉不當(dāng)也是后路釘棒內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)固定疲勞斷裂的危險因素之一。多篇文獻提到患者術(shù)后在頻繁屈伸腰部、斗毆、過早過度負(fù)重、劇烈運動等情況下，內(nèi)固定斷裂風(fēng)險增高[1-2,5-6]。術(shù)后正確佩戴腰圍可限制導(dǎo)致內(nèi)固定局部應(yīng)力過度增加的異常活動，早期部分負(fù)重直至融合節(jié)段取得骨性融合，可顯著降低術(shù)后釘棒斷裂的風(fēng)險。目前通常認(rèn)為術(shù)后應(yīng)堅持佩戴腰圍至少3個月。

此外，肥胖可能是導(dǎo)致后路內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)植物斷裂的危險因素之一，除了導(dǎo)致內(nèi)固定裝置載荷增加引起斷裂，還可加快術(shù)后鄰近節(jié)段椎間盤退變，此外，由于肥胖患者術(shù)中暴露困難，造成組織過度剝離和相關(guān)結(jié)構(gòu)誤傷的風(fēng)險，可能會影響融合速度與效果[23]。但肥胖與內(nèi)固定斷裂的具體關(guān)系尚未見文獻報道，仍有待于進一步研究。

5 內(nèi)植物取出過遲

內(nèi)固定物發(fā)生斷裂時，部分患者可有明顯感覺，如術(shù)后搬運重物或劇烈活動時腰部出現(xiàn)斷裂聲、術(shù)后運動時腰痛、腰椎固定區(qū)域出現(xiàn)畸形等，但多數(shù)患者內(nèi)固定裝置斷裂系內(nèi)固定物取出時首次發(fā)現(xiàn)，且對于術(shù)后慢性腰痛患者也難以回憶出真正的斷裂時間，故無法明確定義內(nèi)植物取出過遲。多數(shù)情況下內(nèi)固定斷裂系內(nèi)固定材料長期累積疲勞所致，故可以推測，后路釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)植物松動或斷裂發(fā)生于患者正常負(fù)重并活動后，此前發(fā)生內(nèi)固定物斷裂的可能性不大。宋富立等[24]統(tǒng)計椎弓根螺釘斷裂發(fā)生時間為術(shù)后18～85個月，故建議術(shù)后9～12個月椎體獲得骨性融合后取出椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)。由于釘棒斷裂的發(fā)生危險常常被忽視，導(dǎo)致內(nèi)固定取出術(shù)中發(fā)現(xiàn)內(nèi)固定裝置斷裂的情況屢有發(fā)生，所以術(shù)前重新拍攝正側(cè)位X線片對于預(yù)測可能存在的隱匿性內(nèi)固定斷裂是非常有價值的。

此外，后路內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)植物長期存留體內(nèi)，可引起固定節(jié)段的骨質(zhì)疏松以及鄰近節(jié)段的椎間盤退變加速，而骨質(zhì)疏松可能是內(nèi)固定斷裂的危險因素，具體將在下文討論。綜上所述，多數(shù)文獻建議椎弓根螺釘系統(tǒng)在內(nèi)固定術(shù)后不宜長期存留體內(nèi)，原則上應(yīng)適時行二次手術(shù)取出，但二次手術(shù)也存在一定手術(shù)風(fēng)險，如患者無明顯不適，亦可觀察隨訪。

6 骨質(zhì)疏松

骨質(zhì)疏松癥在年老手術(shù)患者中非常常見。后路釘棒內(nèi)固定系統(tǒng)穩(wěn)定性主要來自椎弓根螺釘對椎弓根骨質(zhì)的把持，而在骨質(zhì)疏松癥患者，由于骨密度的降低，骨小梁變薄，螺釘?shù)陌殉至γ黠@下降，可直接降低螺釘?shù)妮S向抗拔出力[25]。骨質(zhì)疏松時椎弓根螺釘可因為切割骨質(zhì)而造成微動，進而因反復(fù)微動導(dǎo)致螺釘松動甚至疲勞斷裂。有研究指出，骨密度下降的患者，內(nèi)固定失敗發(fā)生率明顯增高，所以可認(rèn)為骨質(zhì)疏松癥是后路釘棒內(nèi)固定術(shù)后斷裂的危險因素之一[26]。

術(shù)前觀察腰椎正位X線片可直接觀察骨骼密度和形態(tài)，推測骨質(zhì)疏松的程度，是骨質(zhì)疏松癥診斷的重要手段之一。骨質(zhì)疏松癥患者在X線片下可見骨密度減低，骨小梁模糊、變細(xì)以及減少，骨皮質(zhì)變薄，嚴(yán)重者椎體高度降低，大體外觀可呈楔形，有時可見雙凹變形[27]。但上述診斷方法對于早期骨質(zhì)疏松癥診斷靈敏度欠佳，只用于定性診斷，目前臨床上多采用雙能X線骨密度儀，結(jié)合血清甲狀旁腺激素、腰椎CT和腰椎正側(cè)位X線片提高對骨質(zhì)疏松癥的診斷率，從而更好地預(yù)測內(nèi)固定裝置的斷裂[28]。為防止骨質(zhì)疏松患者椎弓根螺釘固定失敗，目前主要采取釘?shù)缽娀吐葆敻倪M等措施，前者如骨水泥釘?shù)缽娀?，后者如膨脹螺釘?shù)膽?yīng)用等[29]。

7 小 結(jié)

腰椎后路釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定術(shù)由于能對椎體提供可靠的支撐并維持復(fù)位的效果，廣泛應(yīng)用于脊柱外科，但隨之而來的術(shù)后內(nèi)固定斷裂等并發(fā)癥也時有發(fā)生。腰椎后路釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定術(shù)后內(nèi)固定斷裂的發(fā)生機制十分復(fù)雜，內(nèi)固定選擇不當(dāng)、內(nèi)固定置入技術(shù)缺陷、植骨融合效果欠佳、術(shù)后功能鍛煉不當(dāng)、肥胖、內(nèi)固定取出過遲以及骨質(zhì)疏松等均是術(shù)后內(nèi)固定斷裂的危險因素。隨著研究的深入，可能還會發(fā)現(xiàn)新的危險因素。醫(yī)務(wù)工作者通過認(rèn)識這些危險因素并對其充分重視，可預(yù)測術(shù)后內(nèi)固定裝置斷裂的風(fēng)險，并通過預(yù)防手段降低內(nèi)固定斷裂的發(fā)生率；患者通過認(rèn)識上述危險因素對預(yù)后的影響，可適當(dāng)調(diào)整功能鍛煉的強度與方法，及與患者配合有關(guān)的危險因素，并將手術(shù)期望值調(diào)整至理性水平，減少醫(yī)患糾紛的發(fā)生，營造良好的醫(yī)患關(guān)系。

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