不同轨迹螺钉组合固定能否加速椎间融合：临床前瞻性初步研究

张天擎 李 越 关 立 海 涌 张丛笑 刘玉增*

(1.首都医科大学附属北京朝阳医院骨科，北京 100020；2.北京市海淀医院骨科，北京 100080)

腰椎疾病随着人体老化过程逐渐增加，是当今老龄化社会的重要问题之一。研究[1]表明，在一生中，大约60%～80%的人会感到腰痛。其中神经功能受损、保守治疗无效、影响生活工作的患者需要手术干预。后来，后路腰椎椎弓根钉内固定、椎间植骨融合术逐渐成为腰椎疾病手术治疗的常规方法。

但是椎弓根螺钉的插入点接近横突根部，需要更长的皮肤切口和更大的小关节外侧肌肉剥离范围，造成更多的损伤。椎弓根螺钉主要靠松质骨固定，而骨质疏松更容易影响松质骨的强度，所以骨质疏松的患者更容易出现螺钉松动。同时也增加了上小关节突侵犯的风险，增加了靠近小关节侧壁的侧肌解剖量。

2009年，Sontoni 等[2]提出了另一种解决这一问题的方法，他发明了一种长度较短、直径较细的皮质骨轨迹螺钉(cortical bone trajectory screw，CBT)，其轨迹在轴位由内侧到外侧，矢状位上由尾端到头端。由于密切接触皮质，这种螺钉表现出了良好的力学性能，尤其是抗拔出力方面。

但是皮质骨轨迹螺钉仍然存在部分缺点，包括：①钉道狭窄，容错率低；②轨迹不准确可能引起峡部骨折；③增加术中辐射量。皮质骨轨迹螺钉技术的标准钉道比较狭窄，容错率低，这导致轨迹不准确可能引起峡部骨折，并且术中需要多次透视以确定螺钉的正确位置，增加术中辐射量。另外，对于皮质骨轨迹螺钉的融合性能也存在质疑。Hussain等[3]使用CBT治疗L4-5的1～2度滑脱，减少了术中失血和留院时间，但是术后1年进行CT扫描，18名患者中融合率为37.5%。

对于骨生长而言，坚强固定和适宜的应力环境是有益的。笔者认为不同的螺钉轨迹组合可能对椎间稳定的坚强固定以及椎间植骨所承受的应力微环境有不同作用，导致对于椎间融合的促进作用表现出差异。皮质骨轨迹螺钉固定范围主要在椎体的后柱，可能对椎间植骨加压和固定能力不足。本研究提出了一种新的组合方式，即上位椎体插入传统皮质骨轨迹螺钉，与终板呈约25°的头侧倾斜夹角，下位椎体螺钉与上终板平行向外发散。通过这种方式保留了皮质骨轨迹螺钉对临近节段小关节突的保护作用，减少软组织剥离，同时改变下位椎体的固定模式，增加螺钉对椎体部分的控制力。本研究将上述螺钉轨迹组合与传统椎弓根螺钉、传统皮质骨轨迹螺钉进行临床分析比较，以确定不同轨迹螺钉组合对于融合率的作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取首都医科大学附属北京朝阳医院骨科共纳入43例患者，其中20例男性，23例女性。所有入选者均签署知情同意，本研究经首都医科大学附属北京朝阳医院伦理委员会审批通过，伦理学审批号：2019-科-4。

纳入标准：①患者被诊断为单节段的腰椎疾病，包括腰椎管狭窄症、严重椎间孔狭窄、1～2级腰椎滑脱，伴随神经症状。②检查腰椎X线片、CT和MRI，确认影像学结果与临床表现和体格检查症状节段相对应。 ③患者在3个月或更长的时间的保守治疗后没有表现出临床症状的改善。保守治疗方法包括药物治疗、物理治疗和注射治疗。④患者在单节段腰椎内固定手术中使用皮质骨轨迹螺钉和椎体间融合器进行后路腰椎减压螺钉内固定术。⑤患者已完成12个月或更长时间的随访。排除标准：①腰椎骨折、感染或肿瘤。②既往腰椎手术史。③多节段融合手术。④出血性疾病。⑤患者无法完成问卷调查。

1.2 分组

所有患者均接受后路腰椎皮质骨轨迹螺钉单节段内固定术。根据下位椎体螺钉相对于上终板的头倾角度将患者分为2组。Ⅰ组：上下两椎体间皮质骨轨迹螺钉长轴方向平行，并且与两椎体上终板呈向上的头倾角度>10°。Ⅱ组：上位椎体皮质骨轨迹螺钉与终板呈头倾夹角，下位椎体螺钉与上终板平行。为了便于统计，将平行于上终板定义为螺钉与上终板的头侧倾斜夹角≤10°。

1.3 手术方案

所有的手术都是由同一组骨科医生进行，他们在每次手术中都使用相同的手术操作步骤。

麻醉生效后，患者取俯卧位，常规碘酒、乙醇消毒术区，铺无菌手术单。在沿背部正中线切开皮肤后，逐层切开浅筋膜、深筋膜，到达棘突。沿椎板骨膜剥离椎旁肌，暴露至双侧小关节突及峡部。C形臂X线透视下定位确认手术节段无误。皮质骨轨迹螺钉以上关节突中线下方10～15 mm，峡部内侧1 mm处为置钉点，使用高速磨钻钻开钉道防止打滑。常规皮质骨轨迹指向椎体上终板外侧缘。平行于上终板的螺钉置钉点向上移5 mm，以减少头角，沿平行于上终板的方向置入。置入定位针，行术中X线正侧位透视示钉道位置在椎弓根内。通过部分椎板切除术进行后路减压。必要时，还需要进行部分或全部小关节突切除术。在每个患者中，置入1个椎间融合器，融合器内部空隙内充分植入自体骨粒和同种异体骨粒，用于与自体骨材料的椎体间融合。其中自体骨材料是在后路减压过程中获得的关节突、椎板等骨质搅碎后制成的。将获得的自体骨和同种异体骨混合在一起，放置和包裹在椎间融合器周围，以进一步增加植骨量，促进融合。沿先前准备好的钉道置入螺钉，避免螺钉帽接触椎板导致撞击破坏峡部骨质强度。连接预弯的钛棒，适当加压后锁定。使用0.9%(质量分数)氯化钠注射液冲洗伤口。根据术中失血情况放置1～2根引流管接引流袋。逐层缝合深筋膜、浅筋膜、皮内。乙醇消毒伤口后覆盖棉垫及纱布，胶布固定，待麻醉苏醒后返回普通病房。

1.4 术后康复

2组患者在手术后被送入相同病区，然后接受相同的术后治疗方案。所有患者手术后24 h内引流量<100 mL时拔管，同时佩戴腰围练习站立并复查腰椎X线正侧位和腰椎CT，确认螺钉置入准确性。大多数患者在术后第10天出院。 鼓励患者在术后第1个月避免长时间坐着。 术后3个月后，允许患者恢复正常活动。

1.5 数据收集

收集测量患者的年龄、体质量指数(body mass index，BMI)、术中出血、手术时间、术后留院时间、手术前后及术后12个月椎间隙角度、椎间隙高度、腰椎前凸(lumbar lordosis，LL)，手术前后及术后12个月Oswestry功能障碍指数问卷表评分(Oswestry Disability Index，ODI)，视觉模拟评分法(Visual Analogue Scale，VAS)。术后12个月复查CT，计算融合评分。使用矢状面和冠状面分别测量。1分：上下终板均与椎间植骨融合。2分：仅一侧终板与椎间植骨融合。3分：上下终板均未融合。将冠状面与矢状面结果相加得到最终评分。所有的腰椎X线正侧位和腰椎CT图像的收集和测量由一位未参与患者手术的骨科脊柱外科医生进行。使用PACS系统进行测量。所有的腰椎X线正侧位和腰椎CT图像测量都按照如下标准进行，以减少误差的产生：第一，应用200%放大率阅片并测量，第二，所有X线片均调整至骨窗，以便对骨质进行准确评估。

1.6 统计学方法

2 结果

2.1 一般情况

Ⅰ组共21例，其中男性12例，女性9例。Ⅱ组为共22例，男性8例，女性14例。两组性别比例Ⅰ组男性较多，Ⅱ组女性较多，差异无统计学意义(P>0.05)。平均年龄Ⅰ组(61.67±10.20)岁，Ⅱ组(60.09±10.20)岁，差异无统计学意义(P>0.05)。平均身高Ⅰ组(165.71±8.45)cm，Ⅱ组(163.36±7.24)cm，差异无统计学意义(P>0.05)。平均体质量Ⅰ组(77.95±13.84)kg，Ⅱ组(67.55±7.77)kg，Ⅰ组平均身高较高，差异有统计学意义(P<0.05)。BMI在Ⅰ组为(28.39±4.43)kg/m2，Ⅱ组(25.42±3.62)kg/m2，差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2 围手术期相关数据

Ⅰ组的术中估计失血量为(211.67±117.30) mL，Ⅱ组为(300.00±208.17) mL，Ⅱ组平均术中失血较多，差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。Ⅰ组的手术时间为(157.14±25.08)min，Ⅱ组为(161.82±35.21)min，差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后留院天数为(7.00±2.66)d，Ⅱ组为(6.45±1.41)d，Ⅱ组平均术后留院时间较短，但差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后总引流量为(201.38±111.14) mL，Ⅱ组为(200.91±120.25)mL，两组差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后引流管留置天数为(2.67±0.73)d，Ⅱ组为(2.45±0.67)d，两组差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 Ⅰ组与Ⅱ组患者信息对比Tab.1 Comparison of patient information between group Ⅰ and group Ⅱ

2.3 影像学改变

Ⅰ组的术前椎间隙高度为(13.19±4.44)mm，Ⅱ组为(14.53±2.67)mm，两组间椎间隙高度差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。Ⅰ组的术前椎间隙角度为10.86°±4.57°，Ⅱ组为11.60°±5.01°，差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术前腰椎前凸为40.05°±14.28°，Ⅱ组为37.53°±14.46°，差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后椎间隙高度为(16.49±3.88)mm，Ⅱ组为(17.35±2.62)mm，两组差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后椎间隙角度为15.14°±4.35°，Ⅱ组为15.08°±4.12°，两组差异无统计学意义(P>0.05)。 Ⅰ组的术后腰椎前凸为45.51°±10.67°，Ⅱ组为50.46°±12.94°，Ⅱ组术后腰椎前凸较大，但差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后末次椎间隙高度为(12.60±4.37)mm，Ⅱ组为(14.09±3.07)mm，两组差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后末次椎间隙角度为10.92°±3.70°，Ⅱ组为10.60°±3.45°，两组差异无统计学意义(P>0.05)。 Ⅰ组的术后末次腰椎前凸为42.44°±11.12°，Ⅱ组为46.63°±15.51°，Ⅱ组术后腰椎前凸较大，但差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后椎间隙高度增加值为(3.30±1.72)mm，Ⅱ组为(2.82±1.67)mm，两组差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术后椎间隙角度增加值为4.29°±3.59°，Ⅱ组为3.48°±3.75°，两组差异无统计学意义(P>0.05)。 Ⅰ组的术后腰椎前凸增加值为5.46°±7.89°，Ⅱ组为12.94°±10.80°，Ⅱ组术后腰椎前凸较大，差异有统计学意义(P<0.05)。Ⅰ组末次随访时相对术后椎间隙高度减少值为(3.89±1.77)mm，Ⅱ组为(3.26±2.56)mm，两组差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组末次随访时相对术后椎间隙角度减少值为4.22°±3.97°，Ⅱ组为4.48°±3.93°，两组差异无统计学意义(P>0.05)。 Ⅰ组的末次随访相对术后腰椎前凸减少值为3.07°±3.80°，Ⅱ组为3.84°±6.31°，差异无统计学意义(P>0.05)，详见图1、2。

表2 Ⅰ组与Ⅱ组患者影像学参数对比Tab.2 Comparison of imaging parameters between group Ⅰ and group Ⅱ

在椎间高度方面(P=0.616)，交互作用差异无统计学意义(表3～4)。在椎间角度方面，交互作用差异无统计学意义(P=0.698)。在腰椎前凸角度方面，交互作用差异有统计学意义(P=0.021)。

2.4 症状预后评分

Ⅰ组的术前ODI评分为(0.66±0.20)分，Ⅱ组为(0.65±0.22)分，差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组术前VAS为(7.29±1.68)分，Ⅱ组为7.36±1.26分，差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。Ⅰ组末次随访ODI评分为(0.30±0.14)分，Ⅱ组为(0.31±0.20)分，两组差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ组末次随访VAS评分为(1.19±1.29)分，Ⅱ组为(1.27±1.16)分，两组差异无统计学意义(P>0.05)。

图2 Ⅰ组和Ⅱ组影像学参数对比Fig.2 Imaging parameters of group Ⅰ and group ⅡLL:lumbar lordosis.

2.5 并发症

所有纳入的患者中共出现1例螺钉松动情况，其中Ⅰ组21名患者中出现1例末次随访时腰椎CT示螺钉松动，但无明显症状，未翻修；1名患者术后3个月出现腰背痛，再次入院详细检查后排除感染可能，予局部压痛点封闭治疗后缓解；1名患者术后1年出现下肢麻木，为邻近节段椎间盘突出，行椎间盘突出射频消融术后缓解；1名患者出现术后切口延迟愈合；1名患者术后1年出现邻近节段椎体压缩性骨折(表3)。Ⅱ组22例患者中，未出现并发症。分别对螺钉松动、置钉突破椎弓根内侧皮质、置钉突破椎弓根外侧皮质进行统计，使用χ2交叉分析方法。螺钉松动率Ⅰ组为4.76%，Ⅱ组为0，差异无统计学意义(P<0.05)。螺钉突破椎弓根内侧皮质率Ⅰ组为4.76%，Ⅱ组为0，差异无统计学意义(P<0.05)。螺钉突破椎弓根外侧皮质率Ⅰ组为23.81%，Ⅱ组为54.55%，Ⅱ组中突破椎弓根外侧皮质概率较长，差异有统计学意义(P=0.039)。

表3 置钉突破皮质及术后随访螺钉松动对比 Tab.3 Comparison of screw penetration through cortex and screw loosening during postoperative follow-up n(%)

2.6 融合情况

对于等级资料采取独立样本Mann-WhitneyU秩和检验。Ⅰ组中融合评分2分16例(76.19%)，3分3例(14.28%)，4分2例(9.52%)，5分1例(4.76%)，6分(未融合)1例(4.76%)。

Ⅱ组中融合评分2分20例(90.91%)，3分2例(9.09%)。Ⅱ组中达到融合评分2分的病例比例较多。渐进显著性为0.079，精确显著性为0.064，差异无统计学意义(P>0.05,表4)。

表4 Ⅰ组与Ⅱ组患者融合评分对比Tab.4 Comparison of fusion scores between group Ⅰ and group Ⅱ n(%)

3 讨论

本研究对多种不同轨迹螺钉的组合进行了回顾性临床研究。本研究纳入了32例单节段后路内固定术患者，所有患者随访时间>12个月。根据下位椎体螺钉与所在椎体上终板之间的头侧倾斜角度分为两组。Ⅰ组为传统皮质骨轨迹螺钉组，Ⅱ组上位椎体螺钉沿传统皮质骨轨迹置钉，下位椎体螺钉置钉点较传统皮质骨轨迹螺钉上移5 mm，为上关节突内侧缘下方5 mm处，轨迹与上终板平行。平行定义为头倾角<10°。

而在临床研究中，头侧椎体皮质骨轨迹螺钉、尾侧椎体椎弓根螺钉组合获得了较好的术后融合效果，但差异无统计学意义。可能与术后内固定节段的微动引起适宜的椎间应力生物环境，促进植骨融合有关，需要纳入更多病例进行研究。但是Ⅱ组的术后腰椎前凸矫正程度显著大于Ⅰ组。尽管手术后椎间角度与高度都有提升，但末次随访时手术节段的高度与角度都降到了略低于术前的水平，且无螺钉松动，这可能是由于集中的应力导致连接棒曲度变直。若要维持这种椎间高度与角度的维持，需要进一步改良连接棒，以增强其刚度。在腰椎前凸角度方面，交互作用差异有统计学意义(P=0.021)，表明新术式有效提高了对腰椎前凸恢复的维持。虽然手术节段的角度改变在随访期间降低，但腰椎前凸角度的维持可能表明减压的有效性。由于腰椎管狭窄症患者增加腰椎前凸时会伴随腰椎管容积减小，患者的腰椎变直可能更多是姿势性的，所以术后腰椎前凸整体的改善大于手术节段的角度改善。而新术式可能由于下方螺钉入点更偏外，减压范围更大，提供了更好的减压效果，所以腰椎前凸整体的改善显著大于传统CBT技术，并且即使在随访期间手术节段的椎间角度降低幅度略大，仍然能在末次随访时维持较高的腰椎前凸。

后路腰椎椎弓根钉内固定、椎间植骨融合术逐渐成为腰椎疾病手术治疗的常规方法。但是、影响生活工作的患者椎弓根螺钉的插入点接近横突根部，需要更长的皮肤切口和更大的小关节外侧肌肉剥离范围，造成更多的损伤。椎弓根螺钉主要靠松质骨固定，而骨质疏松更容易影响松质骨的强度，所以骨质疏松的患者更容易出现螺钉松动。同时也增加了上小关节突侵犯的风险，增加了靠近小关节侧壁的侧肌解剖量。

既往研究[2]使用同种异体骨移植、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)可膨胀螺钉设计试图解决这个问题。2009年，Sontoni等[2]提出了另一种解决这一问题的方法，他发明了一种长度较短、直径较细的螺钉，其轨迹在轴位由内侧到外侧，矢状位上由尾端到头端。他在尸体的腰椎两侧分别插入传统的椎弓根螺钉和皮质骨轨迹螺钉，并通过生物力学试验测量单轴拔出力，发现皮质骨轨迹螺钉的单轴屈服拔出载荷相对于传统椎弓根螺钉增加了30%，并且不受骨密度的影响，从而证明其在低骨密度人群中使用的合理性。该研究发现，对于不同密度的尸体骨，新螺钉的生物力学特性类似于常规的椎弓根螺钉技术。这种由较小的螺钉尺寸置入密度较高的骨组织组成的组合，使每单位螺钉长度的界面强度相对于传统椎弓根螺钉增加了1倍。Sontoni等[2]认为，新的轨迹螺钉提供的更高骨密度的界面强度实现了与骨小梁质量无关的充分固定，因为结果显示单轴拔出力与从DXA扫描收集的BMD数据之间缺乏显著相关性。这说明皮质骨轨迹螺钉可应用于骨质疏松患者。皮质轨迹螺钉的单轴拔出试验结果表明，相对于传统的定向螺钉，抗单轴拔出力提高了30%。Sontoni等[2]也指出，虽然研究中常用单轴拔出试验测试螺钉的抗松动性能，但现实中的螺钉松动还要考虑剪切力和弯曲载荷的作用，这使得螺钉弯曲可能是更常见的一种内固定失败模式。在其研究中置入皮质骨轨迹螺钉的椎体20%的椎体发现椎弓根内侧壁被突破。

本研究中，相比新螺钉轨迹的组合固定方式，传统皮质骨轨迹螺钉更容易突破椎弓根内侧壁，而新组合螺钉更容易突破椎体外侧壁。但是从避免并发症的角度考虑，内侧壁损伤更容易导致神经根侵犯，导致术后下肢痛。

皮质骨轨迹螺钉常用于腰椎融合术中的后路固定，其适应证与椎弓根螺钉类似。最适合用于1或2级腰椎滑脱，轻度的畸形。皮质骨轨迹螺钉固定可与前、侧或后方椎体间融合器一起使用。皮质骨轨迹螺钉的螺钉头位置偏内，也便于在小关节上进行更多的植骨。皮质骨轨迹螺钉相对禁忌证包括峡部狭窄和先天性椎弓根狭窄。由于在上腰椎节段峡部偏内，因此在上腰椎，尤其是L1放置皮质螺钉时应谨慎使用。皮质骨轨迹螺钉的绝对禁忌证包括峡部缺损、广泛减压后峡部皮质骨缺乏、医源性峡部骨折。

早期研究[4-7]报道了皮质骨轨迹螺钉的并发症。Patel等[5]在2015年前使用CBT技术进行的22例患者中共出现了5例早期并发症。其中13.6%在术后约2.7个月后出现早期内固定失败，9.0%出现了继发于内固定的骨折，1位患者在术中出现了峡部骨折。根据术后CT显示，该例峡部骨折起于峡部外侧，并向外延伸止于椎弓根椎体交界处。另1位患者在术后3个月出现骨折。1名患者在手术中出现硬脑膜撕裂，并侵犯到了在该节段上的出口根。

2015年，Glennie等[6]将皮质骨轨迹螺钉技术应用于腰椎退变疾病的融合手术当中，8名患者在O型臂影像学导航下置入螺钉，其中2名患者平均术后1年接受了翻修，原因是假关节形成、尾侧相邻节段失败、螺钉松动。根据术后早期经验建议：皮质骨轨迹螺钉应该与椎间装置结合使用，特别是对于腰椎退变的手术。皮质骨轨迹螺钉不放置椎间融合器会增加术后短期内复位丧失，没有放置椎间融合器的3例患者都出现了术后3个月的复位丧失。Glennie等[6]认为，基于皮质的螺纹把持和皮质骨轨迹螺钉之间的梯形结构可能在局部引起更大的剪切、弯曲应力，这种应力可能会被较短的皮质骨轨迹螺钉进一步放大，而一种刚性的、斜向螺钉结构和较短的螺钉长度可能增加螺钉松动发生率。

2015年，Su等[7]倾向于使用皮质螺钉与体间支撑结合，特别是在不稳定的腰椎滑脱的情况下。原因之一是皮质螺钉轨迹较短，通常不会延伸到矢状面旋转轴，与较长的椎弓根螺钉相比可能处于结构劣势。本研究中每一例手术中都结合了椎间融合器，以减少皮质骨轨迹螺钉发生松动的可能性。

本研究43例患者中共出现1例螺钉松动情况，其中Ⅰ组21例患者中出现1例末次随访时腰椎CT示螺钉松动，但无明显症状，未翻修；1例患者术后3个月出现腰背痛，再次入院详细检查后排除感染可能，予局部压痛点封闭治疗后缓解；1例患者术后1年出现下肢麻木，为邻近节段椎间盘突出，行椎间盘突出射频消融术后缓解；1例患者出现术后切口延迟愈合；1例患者术后1年出现邻近节段椎体压缩性骨折。Ⅱ组22例患者中，未出现并发症。分别对螺钉松动、置钉突破椎弓根内侧皮质、置钉突破椎弓根外侧皮质进行统计，螺钉松动率Ⅰ组为4.76%，Ⅱ组为0，差异无统计学意义(P>0.05)。螺钉突破椎弓根内侧皮质率Ⅰ组为4.76%，Ⅱ组为0，差异无统计学意义(P>0.05)。螺钉突破椎弓根外侧皮质率Ⅰ组为23.81%，Ⅱ组为54.55%，Ⅱ组中突破椎弓根外侧皮质概率较大，差异有统计学意义(P<0.05)。其中没有出现螺钉压迫导致的下肢放射痛。特别值得注意的是，传统皮质骨轨迹螺钉更容易突破内侧皮质，而Ⅱ组更容易突破外侧皮质，可能与螺钉置钉轨迹的变化相关。皮质骨轨迹螺钉通过内侧到外侧入路远离神经，而不像传统椎弓根螺钉指向神经的方向，这可能是内壁破损较少的原因，有助于降低术后神经根炎的发病率。

虽然皮质骨轨迹螺钉的置钉点比传统椎弓根螺钉靠内，但由Sontoni等[2]提出的置钉点需要暴露椎体两侧的横突，实际的软组织剥离范围和传统椎弓根螺钉相近，这影响了皮质骨轨迹螺钉微创优势的发挥[8-12]。2015年，Lee等[13]开展了第1例皮质骨轨迹螺钉的前瞻性临床研究，证实皮质骨轨迹螺钉的皮肤切口较短、肌肉解剖和损伤较少。他们使用的螺钉起点在一条平分小关节间隙的直线上，距离小关节囊下方10～15 mm。这样可以避免暴露通过横突定位过程中的组织损伤。本研究也采取了Lee等[13]的皮质骨轨迹螺钉置钉点，可以减少传统皮质骨轨迹螺钉置钉所需的暴露范围，以避免过多的椎旁肌损伤。

但是植入椎间融合器常用的向中线收敛的方向轨迹中，后方软组织解剖超出了CBT植入所需的范围，影响了皮质骨轨迹内固定技术发挥其主要优势。Bohl等[8]于2018年提出过发散轨迹从出口根腋部由内向外置入2个椎间融合器，并在两个椎间融合器之间的扇形区域充分植骨。相对于传统方法，这种途径可以减少暴露范围，增大植骨体积。但是，这种方式随着椎间盘间隙的连续双侧牵张，前纵韧带处于更大的应力下可增加破裂风险，导致明显的脊柱不稳定，并可能增加假关节的风险。此外，体间移植物的发散轨迹可能会使髂血管和其他腹膜后结构处于更大的风险。传统的收敛轨迹中，前纵向韧带有助于保护腹膜后结构免受损害，限制腹侧插入的体间移植物。但发散轨迹超出前纵韧带的覆盖范围，因此理论上这种发散技术可能导致体间移植物穿入腹膜后间隙。本研究中考虑到该技术的危险性，仍采取传统的椎间融合器植入方式。

研究[9-10]表明，上关节突侵犯是传统椎弓根螺钉放置过程中的常见情况，在开放手术中的发生率为4%～24%，在经皮手术中的发生率为11%～100%。

椎弓根螺钉置钉距离上关节突过近，而本研究中的C组在头侧椎体使用皮质骨轨迹螺钉技术，以避免临近小关节突的损伤；而下位椎体则上移置钉点，因为两椎体之间的小关节突已在减压过程中被切除，所以不涉及小关节突损伤的问题。对于以往的椎弓根螺钉和皮质骨轨迹螺钉杂交手术而言，上位椎体的皮质骨轨迹螺钉和下位椎体的椎弓根螺钉的置钉点距离中线的差距较远，引起钛棒连接的倾斜，理论上增加了连接棒所受的剪切力，可能引起术后发生断棒；且螺钉方向差距过大，连接、加压困难。故在本研究中，我们在下位椎体没有直接使用椎弓根螺钉，而是将皮质骨轨迹螺钉的置钉点上移5 mm，平行于上终板，朝向外侧，使连接点尽可能在一条直线上。

腰椎后路内固定融合术取得良好疗效的前提之一是术后充足的椎间融合效果。但是对于皮质骨轨迹螺钉技术的融合性能还存在争议。

而Sakaura等[11]报道了PLIF中CS和PS的比较研究，其中CS组融合率低于PS组，但差异无统计学意义(P>0.05)。 他们研究中使用了一个不寻常的CS置钉点来尽量减少皮肤切口：起点位于上关节突的关节面。这可能影响了最终的融合率，因为关节突周围的骨质以松质骨为主，而减压导致小关节突不完整可能进一步破坏置钉点周围骨质的稳定性。

Hussain等[3]使用CBT治疗L4-5的1～2度滑脱，减少了术中失血和留院时间，并且没有发生并发症。但是术后1年进行CT扫描，18例患者中33.3%的患者椎间隙前柱融合，83.3%的患者表现为后柱融合，融合率为37.5%，25%为完全融合，12.5%为部分融合，1例患者表现为前、后柱部分融合。这项研究中老年妇女数量较多，平均年龄超过60岁，样本量较小，没有传统PLIF组作为对照，融合率可能受到了衰老和潜在的骨质疏松的影响。

本研究中，对于等级资料采取独立样本Mann-WhitneyU秩和检验。Ⅰ组中融合评分2分16例(76.19%)，3分3例(14.28%)，4分2例(9.52%)，5分1例(4.76%)，6分(未融合)1例(4.76%)。Ⅱ组中融合评分2分20例(90.91%)，3分2例(9.09%)。Ⅱ组中达到融合评分2分的病例比例较多。渐进显著性为0.079，精确显著性为0.064，差异无统计学意义(P>0.05)。

目前皮质骨轨迹螺钉技术的应用有很多进展[12]。皮质骨轨迹螺钉技术可用于治疗邻近节段疾病，使用CBT螺钉置入先前已有椎弓根螺钉的椎弓根，不需要移除先前的螺钉。另外，一种在同一个椎弓根使用CBT技术和传统的椎弓根螺钉的双轨迹技术，已在文献[13]中报道，可用于治疗伴有骨质疏松的退行性腰椎侧凸。

近期又出现了一些新的不同于传统皮质骨轨迹螺钉的技术。2018年，针对骨质疏松患者，Yu等[14]发现椎弓根及相应椎体的上1/3部分骨质结构较致密。因此他们设计了一种上皮质骨轨迹螺钉技术。这种新技术的入钉点位于Magerl点(上小关节突外侧缘与横突中线相交处)上方3 mm处。该通路在矢状面与椎体上终板平行，轴向平面由外侧向内侧，钻入椎体深度约占椎体长度的80%。影像学测量表明钉道周围的骨密度、骨小梁体积分数和骨小梁厚度与拔出强度显著相关。他们的生物力学试验表明，皮质上螺钉组的拔出强度为613.3 N，比Magerl组传统椎弓根螺钉的拔出强度501.2 N高出22.4%。这种螺钉类似于传统椎弓根螺钉技术，但是置钉点更靠近椎弓根上层皮质骨，以增强把持力。但是这种技术同样像椎弓根螺钉技术一样，置钉点过于靠近上关节突，可能导致相邻椎间隙的退变。笔者在下位椎体的置钉中参考了这一技术，因为下位椎体的上关节突在减压过程中已被切除。不同之处在于，本研究的置钉方向仍然是发散的，由内侧向外侧，以保持皮质骨螺钉偏内靠近峡部皮质骨的置钉点，增加皮质骨接触，并使上下椎体的螺钉帽之间尽可能接近垂直以便于连接，同时减少软组织的剥离，以尽可能保留皮质骨轨迹螺钉的优势。

近年来皮质骨轨迹螺钉应用范围逐渐扩大至胸椎。2018年Szczodry等[15]提出了在上胸椎使用一种在椎弓根外侧部分插入横向倾斜度较小的螺钉的技术以增加钉道周围皮质骨量。他们使用CT对胸椎T1和T3进行建模，在距离边缘<0.5 mm的前提下选择了矢状位平行于上终板、轴位上最直和最收敛的两种轨迹，并由熟练的手术者对椎体模型进行螺钉置入。结果显示，对于测试的上胸椎，尽管增加皮质骨把持的插入技术采用较短的螺钉，但其生物力学性能与常规钉道相同。本研究暂时没有涉及胸椎，胸椎的皮质骨轨迹还需要进一步研究。

本研究特点在于提出了上位椎体皮质骨轨迹螺钉、下位椎体平行于上终板螺钉的组合，并对该组合进行了有限元分析以及临床影像学、症状学研究，并初步发现了新组合对于适宜椎间应力促进融合的可能性。本研究的缺点：①病例数较少；②缺少尸体的生物力学研究验证；③随访时间较短；④未涉及椎间融合器的材质。骨质融合需要适宜的应力环境，根据既往研究，促进骨生长的适宜应力约为20～60 MPa[4]。达到最适骨融合的应力需要对椎间融合器的材质进行改进，使其材料性能更接近人骨，减少其应力遮挡效应，才能使椎间骨移植物获得足够的压强。

本研究结果表明，术后随访中新组合的矫正程度显著超过传统皮质骨轨迹螺钉，而在术后随访症状评分、螺钉松动、螺钉突破皮质方面无明显差异。在融合率方面，新组合的术后椎间融合评分达到2分的比率比传统皮质骨轨迹螺钉增加了14%。在腰椎前凸恢复方面，新轨迹螺钉组合显著大于传统皮质骨轨迹螺钉。综上所述，新轨迹螺钉组合螺钉内固定可以提供与传统椎弓根螺钉融合率较传统皮质骨轨迹螺钉更高，并能提供更大的腰椎前凸恢复，具有一定的临床使用前景。