经椎弓根伤椎内植骨内固定治疗胸腰椎骨折

李治国,陈志东,马治国,索木森,侯志强,郭振平

(冀中能源峰峰集团总医院骨三科,河北 邯郸 056200)

胸、腰椎骨折是脊柱创伤中常见的疾病之一。对于伴有脊髓神经损伤及脊柱失稳的患者需采取手术治疗。随着生物力学研究及内固定材料的发展,椎弓根螺钉内固定技术已成为目前治疗胸、腰椎骨折的常用方法。然而,术后远期出现的内固定松动、螺钉断裂、椎体高度丢失、后凸畸形等并发症日益受到人们的关注。张贵林等[1]报道单纯椎弓根固定远期断钉、断杆、螺钉松动、弯曲、Cobb角增大等并发症高达 21%。目前,大多数学者认为通过后路融合并重建脊柱前中柱稳定性可有效预防上述现象的发生。我科自 2005年 1月至 2009年 11月分别采用经椎弓根伤椎植骨、后路融合联合内固定及单纯后路融合联合内固定两种方法治疗该类骨折,并进行对比研究,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组共 58例 ,男 41例,女 17例;年龄 17～61岁 ,平均 43.6岁。按致伤原因分类:坠落伤 21例,砸伤 23例,脊柱挤压伤 14例。按受伤部位分:T62例,T73例,T82例 ,T91例,T115例,T1211例 ,L118例 ,L29例,L37例。按Denis分:压缩型 11例,爆裂型 37例 ,屈曲分离型 6例,骨折脱位型 4例。 Frankel分级:A级 8例,B级 6例,C级 16例,D级 17例,E级 11例。所有病例术前行 X线及 CT检查,确定骨折类型及椎管占位程度。手术选择在伤后 6h～ 7d。

1.2 病例分组 将 58例患者分为 A、B两组。两组患者均采取 GSS内固定系统。其中 A组 32例联合伤椎内植骨并后路植骨融合 ,B组 26例单纯联合后路融合。按 Denis分类:压缩骨折 A组 6例 ,B组 5例 ;爆 裂骨折 A组 21例 ,B组16例;屈曲分离型骨折 A组 3例,B组 3例;骨折脱位型 A组 2例 ,B组 2例。

1.3 手术方法 患者全麻生效后,俯卧于手术架上。以伤椎为中心,取后路正中切口,显露伤椎及邻近上下正常椎的棘突、椎板、关节突及横突。确定椎弓根进钉点,以适当内倾及头倾角度于正常椎弓根处钻孔,探针探查骨隧道四壁及底均为骨质,透视下确定椎弓根进钉位置满意。拧入 4枚合适长度螺钉。后路充分减压,放置纵杆,利用椎弓根撑开器复位,透视下观察,恢复脊柱生理曲度、伤椎椎体高度及椎间隙高度。咬除棘突、椎板剔除软组织后修剪成骨条及碎颗粒骨块,以备植骨用。B组患者行后路关节突及横突间植骨融合,如保留椎板者同时行椎板间融合。A组患者则在此基础上在伤椎完整椎弓根侧用三棱锥钻孔,经椎弓根进入伤椎椎体前中部,探查椎弓根内壁完整后,用刮勺多角度刮除椎弓根内松质骨,扩大椎弓根骨隧道,备植骨用。操作中保持椎弓根内壁完整。多角度神经剥离器伸入椎体内翘拨复位塌陷的软骨终板。将碎骨块颗粒经骨隧道植入椎体内,介入器轻轻锤击压实。植骨量要充足,以利骨愈合。常规放置横连,置引流管,逐层缝合切口。

1.3 术后治疗及护理 术后根据积血引流量(小于20 mL),于术后 48～ 72 h内拔出引流管并常规应用抗生素 5～ 7 d。术后鼓励患者行主动及被动四肢功能锻炼,应用低分子肝素预防下肢静脉血栓。鼓励患者咯痰预防肺部感染。术后卧床 2～ 4周,期间行腰背肌功能锻炼。如下肢肌力允许可鼓励患者佩戴支具下床活动。术后佩戴支具 6个月。

2 结 果

本组病例全部获得随访,随访时间 2个月～ 2年 6个月。A、B两组术后 2周及术后 1.5年椎体前缘及后缘高度较术前均有明显增加,Cobb角较术前明显变小。A组术后 1.5年椎体前缘及后缘的高度较术后 2周略有丧失,Cobb角略有增加 ,但无显著意义(P＞ 0.05)。但 B组术后 1.5年椎体前缘及后缘高度的丧失、Cobb角的增加较术后 2周具有显著意义(P＜0.05,见表 1)。采用 Frankel分级标准评价神经恢复状况,58例患者中除 A级 3例无恢复外,其余均有所恢复(见表 2)。 B组患者中出现螺钉松动 2例 ,螺帽松动、纵杆移位 1例,断钉 1例;A组患者中无螺钉松动、纵杆移位、断钉发生。

表1 两组术前及术后伤椎前和后缘高度及 Cobb角变化测量值

表2 手术前后 Frankel分级情况 (例)

3 讨 论

脊柱骨折的治疗目的在于充分有效地解除脊髓神经的压迫,恢复正常脊柱序列和重建脊柱稳定性。通过椎弓根内固定技术治疗胸、腰椎骨折在临床已得到广泛的应用。

3.1 后路椎弓根内固定系统的力学特性 椎弓根是脊椎中最坚强的部位,螺钉通过椎弓根进入椎体,可起到坚强的三柱固定作用。经力学试验研究证实,对脊柱功能单位施加的力,可以产生三维空间内 6个自由度的力和力矩,具备了三维空间内的解剖复位可能性。同时通过轴向撑开作用,可有效地恢复前、后纵韧带的张力,通过韧带和椎间盘纤维环的牵拉作用可恢复伤椎椎体高度、牵动后移碎骨块、恢复椎管内容积达到间接解除脊髓神经压迫的作用。椎弓根的自身力学特性可满足脊柱内植物的要求。

3.2 植骨融合的必要性 阮狄克[2]报道后路短节段椎弓根内固定器械可使骨折达到近似解剖的复位效果。但远期随访观察到矫形度数丢失、内固定失败等并发症亦较普遍。McLain[3]报道了 19例胸腰椎骨折患者,采用短节段椎弓根螺钉固定早期失败率非常高,并伴有进行性后凸畸形和疼痛,主要表现为螺钉的弯曲、折断和拔出。通过对脊柱前、中柱的恢复重建,和后柱椎板、关节突及横突间融合可有效避免上述现象的发生。Ebelke对手术治疗的爆裂性椎体骨折患者分析,接受了植骨融合和前中柱植骨重建的患者,术后 22个月内固定完整率达 100%[4]。

3.3 伤椎内植骨重建前中柱稳定性的生物力学基础 脊柱解剖的三柱分类方法较精确地分析了脊柱的力学分布,不论屈曲或伸直中柱载荷所占比例均最大。Biedermann[5]研究表明当前柱完整时,80%的负荷传导通过前中柱,20%通过后柱,如果不建立前中柱的稳定,则 100%的力通过后柱,应力遮挡势必造成后期内固定失败。椎体在塌陷骨折后,往往伴随椎体内松质骨压缩、骨小梁遭破坏、椎间盘及终板破裂并被一同压入椎体内。经椎弓根内固定复位后骨折椎体高度得到恢复,但椎体内松质骨及骨小梁未能得到有效恢复,形成空壳状,形象比喻为蛋壳样椎体。在术后愈合过程中,该空壳将被纤维结缔组织所填充,而非完全骨性愈合,椎体抗压能力差,后期势必造成椎体塌陷。此外破裂的终板及椎间盘挤入伤椎内亦妨碍椎体骨性愈合。根据 Wolff定律[6]:新生骨的内部结构将按照所收应力而重塑,融合区处在压应力下,融合骨块将变得更加坚固,而融合区位于张应力侧则难以愈合。单纯后路植骨从力学角度分析存在不愈合的高风险。经椎弓根植骨,填充椎体撑开复位后的间隙,增加伤椎的骨密度及强度,避免后期椎体高度丧失及内固定失败[7]。前柱负荷载承功能的有效恢复,可提供更多的应力转移,促使后路植骨有效骨性愈合。

综上所述,经伤椎植骨联合椎弓根内固定可增加前中柱的稳定性,促进骨性融合,提高生物力学稳定性,增加固定节段负重载荷 ,减少内固定松动、断裂的发生率,其效果优于单纯椎弓根内固定后路植骨融合方法。

[1]张贵林,荣国威,丁占云,等.脊柱胸腰段骨折术后椎弓根螺钉断裂及弯曲松动的原因分析 [J].中华骨科杂志,2000,20(6):470-471.

[2]阮狄克.脊柱内固定后植骨融合的重要性 [J].中国脊柱脊髓杂志,2002,12(5):326.

[3]Mclain RF,Sparling E,Benson DR.Early failure of short segment pedicle instrumentation forthoracolumber fractures:A preliminary report[J].J Bone Joint Surg(Am),1993,75(2):162-167.

[4]王学谦,娄思权,侯筱魁,等.创伤骨科学 [M].天津:天津科技翻译出版社,2007:904.

[5]Biedermann L.Biomecaiancia of pedicle fixation as related to implant design [R].Presented at the American-European Meeting on pedicle fixtion of the Spine and Other Advanced Techniques.Munich Germany,1994.

[6]胥少汀,葛宝丰,徐印坎.实用骨科学 [M].第 3版.北京:人民军医出版社,2003:624.

[7]冷燕奎,陈有芬,朱家骏,等.经椎弓根植骨治疗胸腰椎爆裂骨折的对照研究 [J].实用骨科杂志,2007,13(12):705-708.