动态固定技术治疗腰椎退行性病变的应用进展

黎俊，瞿玉兴

·文献综述·

动态固定技术治疗腰椎退行性病变的应用进展

黎俊1，瞿玉兴2

（1.南京中医药大学，江苏 南京 210000；2.常州市中医院骨科，江苏 常州 213000）

腰椎的动态固定系统是当前脊柱外科非融合技术研究领域的热点，其具有保留脊柱运动的特点，并能够有效防止相邻节段的退变。近年来，腰椎动态固定系统的发展日益成熟，越来越多新型动态固定技术运用在腰椎退变的治疗之中，作为传统腰椎融合技术的革新，其临床运用的疗效一直是关注的焦点。本文对部分腰椎动态固定技术的优势与不足进行综述。

动态固定；腰椎退变

腰椎的退行性病变严重影响了人们的生活。一直以来对于此类疾病的手术治疗首选椎体融合技术，有研究表明这种技术会增加相邻节段的负荷，限制脊柱活动度，从而引起相邻节段退变，往往治疗效果并不是很理想[1]。为了避免融合技术所带来的负面影响，专家们发明了非融合技术，也可称为动态固定技术。动态固定技术是在非融合的条件下，限制脊柱的异常活动，保留脊柱适当的运动度，改善相邻节段的负荷，从而降低相邻节段的退行性病变的发生。现在采用比较多的动态固定技术包括：椎弓根螺钉间韧带连接装置、棘突间撑开装置和椎弓根螺钉间半坚强内固定装置等。现对这几种技术综述如下。

1 椎弓根螺钉间韧带连接装置

1.1 Graf韧带（Graf ligament system）是由Henry Graf发明，是第一个椎弓根螺钉间韧带系统，呈一个无弹性的环状韧带结构。其原理是以小关节突为支点，使得椎弓根螺钉之间产生张力从而牵开椎间盘前方间隙，以恢复腰椎生理前凸。Kanayama等[2]通过对近10年56名接受Graf人造韧带固定系统治疗腰椎退行性病变的患者进行随访，其结果表明Graf韧带系统对低等级的腰椎前凸是一个很好的选择，但是在治疗腰椎退行性狭窄和腰椎侧凸等疾病中则不被推荐。

Graf韧带系统的缺点[3]：（1）有可能导致椎体后方纤维环的负荷增加；（2）对已经有关节突关节退变或者黄韧带折叠患者，会导致其椎间孔狭窄和神经根受压；（3）作用效果与融合技术类似，减少相邻节段退变的目的难以达到。

1.2 Dynesys固定系统（Dynamic Neutralization System） 其在1994年第一次被运用于临床，主要是由椎弓根螺钉、缆和弹性套管三部分组成。其不仅保留了治疗节段的活动度，同时也避免了由于活动度过大而引起腰椎的不稳定。国内一些专家通过对27例患有腰椎退变的患者进行随访，结果显示Dynesys固定系统在调查中有着满意的效果[4]。Michael等[5]通过对30例患有腰椎退行性病变的患者进行为期2年的观察随访，其结果表明Dynesys固定系统配合后路减压可以成为治疗腰椎退行性病变的一个安全有效的选择。Cakir 等[6]回顾性分析腰椎融合术和Dynesys内固定术前后的影像学表现后认为，两者都没有改变相邻节段的腰椎活动度，但腰椎融合术后整个腰椎及固定节段的活动度有明显减小，而Dynesys内固定术后整个腰椎及固定节段的活动度无明显改变。

Dynesys动态固定系统缺点[7]：（1）其结构限制了固定节段的前屈，置入后有可能过度牵拉棘突，导致脊柱后凸；（2）弹性缆上的压缩负荷会产生弯曲力矩，从而引起椎弓根螺钉断裂和松动；（3）有可能会引起固定装置刚性程度增加；（4）内置物有可能会被病菌感染而产生一系列并发症（主要是丙酸杆菌感染）[8]。

2 棘突间撑开装置

2.1 Wallis棘突间植入装置 是一种简单、安全、有效的治疗手段，其构成的主要材料是钛合金或者新型的高分子材料PEEK（聚醚醚酮），通过固定在失稳的棘突间起到撑开作用从而达到对腰椎的减压，减少患者的痛苦[9]。为了证明其临床效果，国内一些学者通过随访48例患有腰椎退行性病变并接受Wallis装置治疗的患者，结果显示Wallis在治疗腰椎退变的中早期临床效果是令人满意的[10]。

Wallis装置的优点：（1）能够起到撑开棘突，减压腰椎的作用；（2）手术的微创性能够很好的保护腰椎椎旁肌群（尤其是多裂肌的保护）；（3）操作简单、安全、有效[11]；（4）具有可逆性，必要时可改行其他手术方式。缺点：缺少长期的临床效果资料。

2.2 X-STOP固定装置 其由一个圆形钛制的Spacer和两个侧翼构成，主要是通过将有症状的节段置于前屈位来防止其后伸从而保持椎管空间，缓解椎管狭窄所导致的背部、臀部及腿部疼痛，其由钛合金材料制成。Kim等[12]通过影像学分析发现，患有腰椎管狭窄并表现出间歇性跛行的患者接受XXTOP固定装置后，其椎间孔的高度和面积都会增加。Nandakumar等[13]利用苏黎世跛行调查（ZCQ），ODI测评等方法对57名接受X-STOP装置植入的患者进行术后1年和2年的临床评估，其结果证明植入X-STOP装置2年后依旧能保持着较好的临床效果。

X-STOP的优点：（1）是治疗腰椎管狭窄症的有效方法；（2）增加退变节段的椎间隙，并且不会引起相邻节段运动学的改变[14]；（3）分散了脊椎间的压力，不破坏棘间-棘上韧带复合结构，从而使脊柱处于轻度屈曲位，避免后伸，保留相对正常的体位而非过度屈曲[15]；（4）微创手术，耗时短，可在局麻下进行，出血量少[16]。缺点：（1）不能用于骨质疏松性脊柱滑脱；（2）缺少与椎板切除术之间的前瞻性对照研究资料。2.3 Coflex固定装置 是一种形状呈“U”型的棘突间金属撑开装置，有上下两个固定翼，在植入棘突间隙后，上下两个固定翼分别夹紧固定于上下棘突。在临床运用中Coflex最好的植入位置是L4-5、L3-4，并且联合应用时不能超过2 枚[17]。国内有些专家通过对131例接受Coflex系统减压治疗腰椎退行性疾病的患者进行回顾性分析，结果表明Coflex棘突间装置有着较低的并发症发生和再手术率[18]。Kumar等[19]通过研究发现在治疗有症状的腰椎间管狭窄时，椎管减压附加Coflex植入术的短期临床效果要比单纯椎管减压好。近年来，棘突间撑开装置如Coflex、Wallis、X-stop等被用来治疗退变性腰椎疾病，短期随访结果显示其能维持椎间隙高度及活动度，疗效满意，但是中远期疗效尚不清楚[20-22]。

Coflex固定装置的优点：（1）在伸展时抗压缩性能好；（2）增加轴位旋转时的稳定；（3）植入过程损伤小。缺点：临床运用较局限，若出现需要大范围减压、关节突不能保留者或者重度骨质疏松病人则不能够使用[17]。

3 椎弓根螺钉间半坚强内固定装置

3.1 ISObar系统（isobarTM semi-rigid rod system） 是于1993年由Albert首先报道，其内部由叠加的钛环构成，关键部件为一独特的减震关节，减震元件所具有的弹性活动度与正常脊柱生理状况相似，因此能够起到吸收震荡的作用。Hrabálek等[23]对65名接受ISObar固定术的患者进行随访，表明腰椎减压配合ISObar固定术在治疗腰椎退变中的中期效果是明显的。国内有专家通过对37名患有腰椎退变并进行ISObar系统固定的患者进行随访调查，发现微创下行ISObar系统固定术能够很大程度改善患者腿和背部的疼痛[24]。

优点[25]：（1）允许运动节段正常生理活动，减少异常活动，维持邻近节段的稳定；（2）在固定装置和融合节段之上代偿性高活动节段之间产生一个过渡带，避免由于腰椎僵硬引起的疼痛；（3）弹性支撑物较接近运动节段瞬时旋转轴（instant axis of rotation，IAR），减少应力遮挡，分散应力，保护内置物，防止螺钉断裂和松脱；（4）减少邻近椎间盘的过度负荷，维持椎间高度及活动度，预防进一步退变；（5）保证纵向微运动，促进植骨良好愈合。缺点：（1）可以稳定的只有脊柱的前结[26]；（2）有部分报道称接受ISObar固定后腰椎退变依旧存在[27]；（3）缺少长期的临床效果研究资料；（4）限制了大部分腰椎运动节段活动度，并不符合正常生理特点[28]。

3.2 NFlex固定系统（The NFlex controlled stabilization system） 是一种新型的椎弓根动态固定系统，由两部分构成：聚碳酸酯聚氨酯棒和多种轴向的钛合金螺钉。其中心钛芯轴的主要控制点提供了减震的效果，并降低了装置的整体硬度。Jeffrey等[29]通过对72名接受NFlex系统手术的患者进行回顾性研究，发现他们腰椎的疼痛和不稳定情况得到了很大的改善。

NFlex系统的优点：具有高度仿真脊柱生理活动度，当脊柱屈曲时内置物可以拉长，伸展时则被压缩。其缺点：目前尚无总结该系统优越性的临床资料。3.3 镍钛合金弹簧棒稳定系统（Bio-Flex） 其主要由一对镍钛合金弹簧棒和椎弓根螺钉组成。Kim等[30]通过对103名患者进行回顾性研究，发现Bioflex系统不仅能够起到类似于坚强内固定系统的稳定性，而且能够保留固定节段相应的活动度，防止相邻节段退行性病变。Cho等[31]通过对患有椎间盘退化并接受了Bioflex固定系统治疗术后1年的一名男性年轻患者进行磁共振检查，显示他的椎间高度增加、椎间盘液化，表明脊柱有自我修复的迹象。国内一些专家通过分析13例接受Bioflex固定系统治疗多节段腰椎退变患者的临床数据，得出Bioflex系统在治疗多节段腰椎退变上是一个安全有效的技术[32]。

其优点：不管患者术前的腰骶角呈前凸或后凸（平腰综合征），都能够重新恢复脊柱正常的矢状面平衡；容易安装，组织损伤少，矫正前凸并发症少。缺点：对于此技术的长期效果调查的资料较少。

4 展望

腰椎动态固定技术作为一项治疗腰椎退行性病变的新型技术，现已广泛运用于临床中，并有着明显高于传统的椎体融合技术的早中期临床效果。随着生物力学、三维有限元技术及临床数据采集分析等方法广泛运用于该技术的研究，动态固定技术也从坚强内固定发展为半坚强内固定。随着对动态固定技术研究的深入和内固定器械的改进，新一代动态固定系统会朝着恢复脊柱生理性稳定和进一步提高优良率的方向发展。如何能够研制出符合人们期望的腰椎动态固定装置将会是广大脊柱外科专家们今后共同努力的方向。

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687.32

A

1005-7234（2015）05-0420-03

10.3969/j.issn.1005-7234.2015.05.003

2015-04-01；

2015-05-08

黎俊（1987-），男，江苏籍，硕士在读

研究方向：脊柱外科

瞿玉兴

电 话：13861009659

电子信箱：423260825@qq.com