胸椎皮质骨钉道螺钉技术研究进展*

刘清华综述，熊 波，童 杰审校（南华大学附属郴州市第一人民医院脊柱外科，湖南郴州423000）

脊柱作为一个以椎体功能为单位的力学结构，除承受、传递头及躯干上肢的重量和附加重量的负荷，减缓运动产生的震荡，维持躯干平衡，保护脊髓和神经根等作用外，同时，对躯干三维空间内的生理运动具有重要意义。胸椎是活动度较大的颈椎与负重较大的腰椎之间的过渡部分。长期以来，重建脊柱的稳定性一直是脊柱外科治疗脊柱疾病的重要课题，后路螺钉技术是目前重建脊柱稳定性最成熟的技术之一，随着脊柱螺钉技术的深入研究，螺钉固定方法也不同。传统椎弓根钉道（TT）螺钉技术固定作用主要依靠松质骨对螺钉的把持力，骨质疏松症患者内固定失败率相对较高[1]。同时，椎弓根下有神经根通过，如操作不当，可引起神经损伤。因此，2009年SANTONI等[2]首先提出皮质骨钉道（CBT）螺钉技术，将螺钉经椎弓根由内下向外上斜置，主要靠皮质骨对螺钉的把持作用进行固定。目前，CBT适用于多种腰椎手术入路，其本身既可作为腰椎手术的首选内固定方法，也可作为翻修手术的替代方法使用，其生物力学强度与传统方法相当。CBT在疏松骨质上的良好内固定效果使其较TT螺钉技术更适用于骨质疏松症患者，同时，也为腰椎内固定及翻修手术提供了一种新的术式选择，具有一定的临床应用价值。近年来，MATSUKAWA等[3]对胸椎CBT螺钉技术进行了研究，并通过离体胸椎实验证实，胸椎CBT螺钉技术旋入矩较TT螺钉技术提升了53.8%。现将胸椎CBT螺钉技术特点、钉道特征、螺钉定位方法、生物力学及临床应用等综述如下。

1 技术特点

该技术的主要优点为螺钉把持力更强。KOJIMA等[4]对222例退行性腰椎疾病患者的L4、L5椎体进行了CT扫描，按TT和CBT螺钉技术的螺钉钉道平面角度截取CT图像，对钉道所经区域的CT值进行统计分析，结果发现，CBT螺钉技术的钉道所经区域的CT值高于TT螺钉技术近4倍。这一结论与众多研究一直以来持有的“CBT螺钉技术中螺钉主要靠皮质骨把持”的观点一致[2，5⁃6]：（1）手术创伤更小。CBT 螺钉技术的进钉点位于TT螺钉技术进钉点的内下方，更内下的进钉点使手术切口更小，术中对解剖结构的显露范围及对软组织的分离、干扰更少，出血少，手术切口愈合快[7⁃9]。（2）并发症更少。CBT螺钉技术的钉道与脊髓、神经根距离更远，不易损伤神经，减少了围手术期疼痛，并可早期恢复正常活动[9]。

但该技术也存在一定缺陷：由于螺钉需经椎弓根斜向外上方置入，当患者存在椎弓根发育不良等椎弓根直径不足的情况时可能导致椎弓根壁裂开等并发症。CHENG等[10]在离体腰椎实验中还发现，在不切除棘突的上腰椎手术中，因螺钉置入点与棘突位置接近，可能导致螺钉与棘突椎板等结构相互挤压，有引发椎弓峡部及附近结构骨折的风险；为预防这一风险，作者提出，可在螺钉置入前行椎板减压切除术或使用具有模块式螺钉头的螺钉。

2 钉道特征及定位方法

自CBT螺钉技术提出以来，很多学者对其进钉点、进钉角度进行了相关研究，设计了CBT螺钉技术进钉点改良定位方法，同时，还拓展了CBT螺钉技术的应用范围[3，11⁃13]。最初 CBT 螺钉技术仅被用于腰椎内固定手术。MATSUKAWA等[3]对成人胸椎CBT螺钉技术进行了研究，在T9～T12节段，垂直冠状面斜向上进钉，进钉点均位于上关节突外2/3平横突下沿最低处附近，螺钉直径自T9～T12由5.80 mm增加至 8.50 mm，螺钉长度自T9～T12由29.7 0 mm增加至32.00 mm，头倾角平均值自T9～T12由 21.4°增加至 27.6°。该研究还通过离体胸椎实验证实，胸椎CBT螺钉技术旋入矩较TT螺钉技术提升了53.8%。XUAN等[14]利用CT图像对青少年（5～16岁）胸椎CBT螺钉技术进行了研究，在T9～T12节段，进钉点均位于椎弓根投影约6：00点钟位置，螺钉直径自T9～T12由 3.87 mm 增加至 6.75 mm，螺钉长度自 T9～T12由24.79 mm增加至33.59 mm，头倾角平均值自T9～T12由 13.11°增加至 23.06°。

3 生物力学

尽管TT螺钉技术能提供足够的生物力学强度和稳定性，进而实现脊柱固定，但TT螺钉技术主要靠松质骨把持，其固定强度和稳定性除受螺钉本身形状，螺纹分布，螺钉长度、直径等影响外，还与患者骨密度具有明显相关性。而CBT螺钉技术主要靠皮质骨把持，生物力学强度及稳定性明显强于TT螺钉技术。

轴向拔出力是衡量螺钉固定强度的重要指标。SANTONI等[2]对TT与CBT螺钉技术的生物力学稳定性进行了比较，发现二者置钉方法在抗复合性载荷方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），但CBT螺钉技术轴向拔出力增加了30.0%。一方面，TT螺钉技术置钉采用松质螺钉，而CBT螺钉技术选用长度短、直径小而螺纹更紧密的皮质骨螺钉；另一方面，二者置钉方法的钉道不同。因此，无法明确究竟是哪一种因素导致TT与CBT螺钉技术对椎体的固定强度存在差异。UENO等[6]针对这一问题在猪尸体的腰椎标本上进行了对比研究，结果发现，皮质螺钉虽可提高固定强度，但未显著增加轴向拔出力，无论采用何种类型螺钉，CBT螺钉技术拔出力、刚度均较大。因此，TT与CBT螺钉技术对椎体的固定强度不同，主要影响因素为钉道而非螺钉类型。

非轴向负荷下侧向位移后的螺钉拔出力也是螺钉固定稳定性的重要评估指标。BALUCH等[15]对17节离体脊椎单侧置入CBT螺钉、对侧置入TT螺钉，双侧均进行拨动疲劳测试，以200 N为初始负荷，头尾向反复给予螺钉拨动负荷并逐渐增加负荷量，直至螺钉出现2.00 mm以上的位移，测试此时的螺钉轴向拔出力。结果显示，CBT螺钉移位所需的拨动次数较TT螺钉显著增加，螺钉移位后前者的轴向拔出力也更大，表明在反复的屈伸负荷下，CBT螺钉的稳定性较TT螺钉显著提升。对于此观点，也有学者持不同看法。AKPOLAT等[16]在12节离体腰椎上以1 Hz、4 nm力矩对CBT及TT螺钉分别进行矢状位往复测试，结果表明，CBT螺钉出现明显移位所需的往复测试次数及轴向拔出力均低于TT螺钉。而SANSUR等[17]利用8例新鲜冰冻骨质疏松的人体骨盆标本进行拨动疲劳测试，发现下腰椎CBT螺钉的平均负荷显著增加，尤其是为骨质疏松症的患者提供了一种可替代TT螺钉技术的固定方法。

有研究对CBT螺钉技术进行了系列生物力学探讨，测量实际使用CBT螺钉技术进行胸椎（24例）、腰椎（48例）、骶椎（15例）固定时的旋入力矩，结果表明，CBT螺钉技术旋入力矩均较TT螺钉技术显著增加，平均提升幅度分别为53.8%（胸椎）、141.0%（腰椎）和201.0%（骶椎），侧面证实了CBT螺钉技术具有皮质骨把持力好、生物力学强度高等优势[3，18]。

4 临床应用

目前，国外已开展了多例CBT螺钉技术用于下胸椎、腰椎及骶椎患者的临床研究[3，9，13]，术后影像学检查未见螺钉松动、脱落等内固定失败情况，由于该技术出现时间尚短，因此，还未有远期疗效随访的相关文献报道。

CBT螺钉技术主要适应证：（1）腰椎严重骨质疏松和肥胖患者。（2）传统TT螺钉术后螺钉松动、断裂需手术翻修患者。（3）腰椎退变性疾病（特别是腰椎滑脱）患者[19⁃22]；但此类观点尚存在争议，MATSUKAWA 等[23]对17例峡部裂型腰椎滑脱患者的CT图像进行了分析，采用有限元模型对比研究，结果显示，与TT螺钉技术比较，由于CBT螺钉屈曲、伸展、侧位弯曲及轴向旋转力量均较低，所以，不适用于峡部裂型滑脱。（4）青少年腰椎特发性脊柱侧凸患者[24]。

CBT螺钉技术的主要禁忌证：（1）截骨节段大于3个或需多节段截骨的脊柱后凸患者[25⁃26]；（2）多节段椎间融合患者[25，27⁃28]；（3）若与 TT 螺钉技术相互补救，CBT螺钉技术不适用于多节段补救性置钉患者[29]；（4）先天性峡部缺陷、广泛减压或医源性损伤造成峡部皮质骨缺损及峡部内移或峡部偏窄者[11⁃12，25，28]；（5）先天性椎弓根偏窄者[11，27⁃28]；（6）椎弓根偏窄者不适宜在同一椎弓根置入2枚螺钉，只有在TT螺钉技术置入TT螺钉后，剩余皮质骨置钉通道直径大于或等于5.00 mm时才能允许容纳CBT螺钉[22]；（7）严重骨质疏松症患者可联合TT螺钉技术在同一椎弓根置入2枚TT螺钉进行强化，仅用CBT螺钉技术则难以获得满意的骨⁃螺钉界面强度[30]；（8）严重脊柱侧凸患者不适宜应用非峡部引导的CBT螺钉技术置钉[12]。

5 小 结

CBT螺钉技术优势明显，但也存在一些缺陷，如在临床中进一步推广，尚需解决如下问题：（1）虽然该种新的置钉方式对组织剥离较少，但胸椎的椎弓根较腰椎小，当进钉点邻近胸椎峡部置钉时可能会造成峡部骨折，当误置时会导致上、下神经根，主动脉及胸膜损伤，因此，要求术者熟悉解剖结构并掌握精准的外科技巧；（2）扩大研究样本量及延长随访时间，以便进一步对CBT螺钉技术用于脊柱融合术的疗效进行评估；（3）胸椎CBT螺钉技术的临床应用在我国尚处于探索阶段，其适应证及禁忌证均需进一步研究；（4）目前，临床应用CBT螺钉技术主要节段在腰椎、S1、下胸椎（T9～T12）等，是否能扩展至中、上胸椎仍需深入研究。由于CBT螺钉技术存在一些缺陷且用于临床的时间较短，所以，仍需进一步扩大样本量，延长随访时间，验证其疗效，同时，应改良该技术，并不断探索、更新CBT螺钉技术的临床适应范围。通过对CBT螺钉技术的进一步研究，相信该技术也能在胸椎中得到进一步应用。

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