椎弓根钉棒系统固定术后失效的原因分析及对策

张晓丽等

【摘要】目的：探讨椎弓根钉棒系统固定术后失效的原因，并分析防治的对策。 方法：统计2007年5月至2012年5月我院应用该技术治疗脊柱骨折及退行性变136例患者的骨折部位及节段、手术方法和所使用的内固定材料及下地行走时间、内固定失效的发生时间、取内固定的时间等，分析内固定失效情况松动、脱落、断裂等的发生情况。 结果：椎弓根螺钉断裂者8例共10颗（其中螺钉根部断裂4颗，螺钉中部断裂1颗），连杆断裂者2例，内固定松动者2例，螺帽脱落者1例。内固定断裂节段以胸腰段占多数。内固定失效时间发生在术后1年之内者3例，1～2年之间者6例，2年以后者2例；植骨融合者失效率为1.67%；未植骨融合者失效率为13.16%。结论：椎弓根螺钉断裂是多方面因素综合作用的结果，预防应从提高医师技术水平、有效的植骨、合理的术后活动等多方面着手。

【关键词】椎弓根钉棒；术后；失效

【中图分类号】R681 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）03-0323-01

经椎弓根内固定技术因其良好的生物力学特点及广泛的适应症，自其问世以来已经成为治疗脊柱骨折及退行性病变最常用的方法，并同时取得良好的疗效[1，2]，但近年来，术后内固定失效的相关报导也越来越多[3 4]。本组2007年5月至2012年5月应用该技术治疗脊柱骨折及退行性变患者136例，现将术后内固定失效情况如松动、脱落、断裂等报导如下，并借此以探讨其发生的原因及其对策。

1临床资料和方法

1.1 内固定失效的标准[5]

整个内固定系统出现一处或者多处的异常连续性中断；椎弓根钉体或者钉帽的松动、移位、游离；连杆的松动、滑动等出现任何一者，即考虑内固定失效。

1.2 病例采集的内容

病例采集均由住院总医师负责，设制专门的病例调查表，主要记录患者的一般情况：姓名、性别、年龄、职业、联系方法，骨折部位及节段、伴随疾病及合并症、X线号码，手术方法和所使用的内固定材料及下地行走时间，内固定失效的发生时间、取内固定的时间等。

1.3 一般资料

共136例，其中男92例，女44例，年龄从16～62岁，平均40.6岁。所有病例中脊椎骨折106例，腰椎滑脱22例，腰椎不稳8例。其中骨折发生在胸腰段（T12-L2）者89例；发生在腰段（L2-L5）者44例；应用AF系统85例， RF系统21例，GSS钉12例。植骨融合者60例，其中椎板间植骨者21例，棘突间植骨者7例，后路双侧椎板植骨8例， 横突间植骨3例；未植骨融合者76例。伴有神经症状者62例，椎板减压者43例。术后的活动情况看，所有的患者术后腰围固定3个月，术后10天，开始腰背肌功能锻炼，11例内固定失效者术后半年内从事重体力劳动者7例。

2内固定失效病例特点：

本组椎弓根内固定治疗失效者共计11例（见表1），男性，8例，女性3例。年龄分布最小16岁，最大55岁。具体分布特点如下：AF：7例，RF：3例，GSS：1例；椎弓根螺钉断裂者7例共10颗（其中螺钉根部断裂4颗，螺钉中部断裂1颗），连杆断裂者2例，拔钉1例，内固定松动者2例，螺帽脱落者1例。内固定断裂节段T113例、T121例、 L12例、 L21例、L51例、S12例。内固定失效时间发生在术后1年之内者3例，1～2年之间者6例，2年以后者2例；其中植骨融合者失效1例，为棘突间植骨；未植骨融合失效者10例。植骨融合者失效率为1.67%；未植骨融合者失效率为13.16%。

3讨论

3.1内固定失效与医师操作水平的的关系

内固定系统的选择、螺钉的长度、直径以及进钉的角度对手术的成败十分关键[6]。脊柱骨折或滑脱的病人，脊柱的力学解剖结构发生严重的改变，如果椎弓根钉的植入位置欠佳， 这包括螺丝钉穿出椎体或进入椎间隙、反复地调整椎弓根钉、螺钉与椎体终板没有平行等，必将导致各螺钉受力不均衡，引起拔钉、退钉、松动甚至断钉等后果；其次为了过度追求椎体及椎间隙高度的恢复，过度撑开而使脊柱重力后移，椎间关节过度负重，可导致小关节退行性变、半脱位而失去稳定性，内固定装置所受应力增大[7]，加速其疲劳而易导致螺钉断裂；另外，手术医师术前没有仔细阅片，对椎体及椎弓根直径估计不足，术中选择长度及直径不合适的螺钉，适当长度的螺钉能使增加螺钉根部致钉尖端的力臂，根据杠杆力学原理，螺钉根部较小的力可使螺钉发挥较大的作用，从而使螺钉根部受力减小，因此减少了螺钉应力集中处的折断的机会。但过长超出椎体前缘则有损伤椎前重要组织的可能。研究表明[6]螺钉进入深度一般为椎弓根穿刺点到椎弓根轴线与椎体前缘交点连线距离的80%较为合理，此长度固定的强度已够，再增加固定深度固定强度无明显增加。

3.2 植骨与内固定失效的关系

对于脊柱滑脱及不稳的患者，内固定只能起到暂时稳定作用，要想重塑脊柱稳定，则必须植骨融合；而脊柱骨折病人，尤其是胸腰椎爆裂性骨折患者，脊柱椎體复位后，往往需要椎板减压，缓解神经症状。但椎体高度恢复后，椎体中央大量松质骨压缩丢失，致椎体中央出现空隙引起骨折愈合延迟、不愈合，另外椎板减压后患者仅存的脊柱后柱的完整结构遭到破坏，使用后路椎弓根钉棒系统固定后，所有的应力负荷都以来内固定系统传导，增加了内固定系统的金属疲劳，此时脊柱植骨融合变得尤显重要。多数学者认为，椎间或者椎体内植骨融合是保持脊柱稳定性和防止术后断钉的有效方法之一[8，9]。Duffield等[10]测试用钉棒固定完整的脊柱，仅约10%的载荷通过内固定器，而切除前、中柱后经内固定器传导的应力增加了11倍，可见前中柱的完整性及稳定性对脊柱的应力分布影响最大。本组内固定失效病例中有1例术中行植骨融合，占植骨组发生率为1.67%。此例患者系椎板减压后行棘突间植骨者。我们认为失效的主要原因包括如下：一方面患者本身存在脊柱不稳，手术中将后柱椎板、棘突等骨性结构破坏，手术后脊柱的稳定性受影响较大，研究表明[11]当前中柱严重不稳时，单靠后路固定不能达到原来的力学稳定性；另外一个方面是植骨床准备不充分，植骨前未充分去皮质化也是内固定失效的原因之一。

3.3 术后康复锻炼与内固定失效的关系

术后过早不恰当的下地活动有加速金属内植物失效的可能。本组11例内固定失效的病人有7例（63.64%）是在术后3个月内下地负重活动。我们主张经椎弓根固定术后至少卧床2～3个月，待骨折临床愈合后再逐渐下地行走。这样，既可以避免因早期活动而使胸腰椎产生持续的微动，应力分布不均，防止椎弓根螺钉过度承重；又可以尽量防止因过早活动而影响骨折愈合。很多作者认为术后1～2个月佩戴支具活动十分重要[12]， 且应佩戴支具3个月，因为支具治疗本身可以限制患者的身体过分的前屈、后伸，可以保证应力始终通过脊柱的中柱传导，在植骨区域保证一定的应力负荷，促进成果。同时应力避免通过已经骨折的前柱或者进行了椎弓根钉棒系统固定的后柱结构传导，可以有效地降低内固定失效的发生率。另外待植骨区域愈合后，应尽早取出内固定，因为内固定的作用是促进植骨融合，一旦植骨融合，内固定的作用也随之消失，且有可能发生内固定断裂。同时脊柱行内固定后，人体负重载荷大部分通过内固定器传导，固定节段的椎体及植骨块受力较小，过长时间的内固定将导致固定节段的椎体骨质疏松、影响植骨融合。本组内固定失效发生在1.5年以上者有6例，仅2例发生在1年以内，随着内固定使用时间的延长，失效的发生率明显增加。因此，脊柱内固定术后，应定期复查，根据患者的年龄以及植骨融合的质量而决定内植物取出的时间，一般术后9～12个月取出为宜。

3.4内固定失效的预防

椎弓根钉棒系统固定术后失效是多种因素共同作用的结果。手术医师应努力提高术者的自身素质，严格操作规程尽量减少人为因素对手术造成的负面影响；要意识到内固定手术治疗的结束并不是整个治疗过程的完结，而是进一步系统全面的康复治疗的开始。因此对骨折术后患者进行全面详细的随诊，建立针对患者个性化的定期随诊档案很有必要。严格指导术后病人开始活动的时间、方式及强度，制定周密的康复训练计划是减少内固定失效的重要措施。

参考文献

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