腰椎峡部裂后相应关节突关节生物力学变化研究

李贵林,王立胜,陈奕翩

(广东医学院附属西乡医院骨科,广东 深圳 518102)

腰椎峡部裂是导致腰椎滑脱的重要原因之一[1]。该病好发于 L4、L5,尤以 L5多见,约占 85%。目前,对成人腰椎峡部裂性椎体滑脱的治疗,大多主张行后路椎弓根螺钉技术内固定、椎板切除或扩大开窗神经根减压加椎间植骨。而椎间植骨的骨质来源大多采用自体髂骨,但取髂骨存在诸多问题。目前,鲜有术中不取髂骨而用关节突行椎间植骨的报道。本研究检测腰椎峡部裂后,相应关节突关节生物力学变化,为切取关节突骨质行融合节段椎间隙植骨提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 标本制备与保存 选取饲养 1年猪的 L3-L6椎的脊柱标本,共 8具。所有腰椎标本均行正、侧位 X线摄片及大体解剖排除病损及先天畸形标本,剔除标本附着的肌肉组织,保留椎间盘、小关节、关节囊及韧带等全部连接结构。

1.2 主要仪器、器械及试剂 日本岛津 AUTOGRAPH AG-IS-MS型电子万能试验机。C型臂 X线透视机由美国 GE Medical system公司生产。压力传感器由四川大学生物力学实验室提供。

1.3 模型制作 将猪腰椎标本的 L3、L6椎体用自凝牙托粉分别包埋,并使 L4上终板保持水平。首先将 8具正常标本编为 A组进行生物力学测试。实验测试完毕后用线锯或骨刀按 Panjabi方法将 L4椎左侧峡部截断,制作成 L4椎左侧峡部裂模型,编为 B组。进行生物力学测试后在B组模型标本基础上用线锯或骨刀将 L4椎右侧峡部截断,制作成 L4椎双侧峡部裂模型,编为 C组,再次测试各生物力学指标。

1.4 数据处理 测量数据以均数 ±标准差表示,采用统计分析软件 SPSS12.0进行统计学分析,组间比较采用单因素方差分析,设定 P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

L4椎左侧峡部裂标本和 L4椎双侧峡部裂标本在轴向、前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转载荷下的L4/5左侧关节突关节内压均小于正常腰椎的左侧关节突内压,差异有统计学意义(P＜0.05);在轴向载荷下 L4/5椎间盘内压大于正常腰椎的椎间盘内压,差异有统计学意义(P＜0.05);L4椎双侧峡部裂标本在轴向载荷、前屈载荷、后伸载荷、左右侧屈载荷、左右旋转载荷下的 L4/5右侧关节突关节内压均小于L4椎左侧峡部裂标本的右侧关节突内压,差异有统计学意义(P＜0.05);在轴向载荷下 L4/5椎间盘内压大于 L4椎左侧峡部裂标本的椎间盘内压,差异有统计学意义(P＜0.05)。

3 讨 论

腰椎峡部裂使腰椎局部产生异常活动,引起临近的椎间盘早期发生退行性改变,导致峡部裂型腰椎滑脱患者可出现腰痛和下肢的根性症状。目前,对成人腰椎峡部裂性椎体滑脱的治疗,大多主张行后路椎弓根螺钉技术内固定,椎板切除或扩大开窗神经根减压加椎间植骨。手术中取自体髂骨行椎体间融合或填补骨缺损目前已成为一常规手术步骤。髂骨取骨操作虽然简单,但也存在较多的并发症,国外有临床研究表明其并发症总发生率为 9.4%-49%。既要解决椎体间植骨融合的骨质来源问题,又要避免供骨区的并发症,还要保证腰椎峡部裂所引起症状的治疗效果,这无疑成为临床医生面临的一大问题。也有学者将自体骨加结构性异体骨应用于腰椎的椎间植骨融合,但同种异体骨的融合速度要比自体骨慢,同种异体骨的两节段融合其不融合率要明显高于自体骨[2]。目前国内有极少数学者[3]采用切除的自体椎板和关节突行椎体间植骨融合,融合率为 97%,取得了满意效果。

本实验模拟单侧 L4椎峡部裂及双侧 L4椎峡部裂模型,并测量两种模型及正常腰椎标本在轴向、前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转载荷下的 L4/5关节突关节及椎间盘内压,将所得数据采用统计学分析,组间比较采用单因素方差分析发现:L4椎峡部裂后,L4/5关节突关节内压在各向载荷下均小于正常腰椎标本,差异有统计学意义(P＜0.05)。据此说明,当腰椎峡部断裂时,同位椎体的下关节突及下位椎体的上关节突已失去了原有的生物力学性能,关节突成了无用的“装饰品”。将此关节突全部切除用于椎体间植骨,则既解决了骨质的来源问题,又避免了取髂骨的相关并发症,而且还可以对椎管、侧隐窝及椎间孔彻底减压,减少了操作步骤、手术时间及手术并发症的发生。本实验为临床腰椎峡部裂患者行神经根探查、减压,截取关节突骨质行融合节段椎体间植骨提供了理论依据。这种术式尤其适用于需行椎体间植骨融合椎弓根螺钉内固定及双侧椎管和神经根减压而需切除双侧关节突关节的患者。而单、双侧关节突(或加上相应的单、双侧椎板)所能提供的骨量与单椎间隙的植骨需求量比较及腰椎峡部裂标本在行椎弓根螺钉内固定后相应的关节突关节应力变化情况有待进一步研究。

[1] 赵建华,金大地,李 明.脊柱外科实用技术[M].北京:人民军医出版社,2005∶219.

[2] 梁茂华,毛克亚,王继芳.脊柱融合的植骨替代材料[J].中国矫形外科杂志,2007,19(19)∶1 481-1 483.

[3] 楚 戈,王振斌,卡哈尔,等.自体切除的半椎板和关节突椎间植骨融合内固定治疗退变性腰椎滑脱(附 20例报告)[J].新疆医学,2007,37(1)∶21-23.