腰椎峡部裂修补的手术治疗研究进展

黎景源,梁金龙,王玉垒,沈俊宏,冯凡哲,蔡芝军,邵能琪,崔 轶

1.大理大学临床医学院,云南 大理 671000; 2.中国人民解放军联勤保障部队第920医院骨科,昆明 650032

腰椎峡部裂通常表现为顽固性腰痛,部分患者也可无任何不适[1]。其最常见于L5,其次是L4[1],其中有腰痛症状的患者中约80%是双侧峡部裂[2]。其病因可为先天性或后天创伤性因素:先天性因素和种族有关,如爱斯基摩人的发病率较高[1];而后天创伤性因素主要包括剧烈和周期性运动致其应力性骨折,如摔跤和举重运动员的峡部裂患病率显著升高[1]。目前,腰椎峡部裂的治疗可分为非手术和手术,研究显示,非手术治疗后,49.8%的患者可获骨性愈合[3],非手术治疗6～12个月是金标准[1],其恢复周期较长,如何提高其愈合速率依然是一个技术难题。若非手术治疗无效则考虑手术治疗[4]。本文就目前腰椎峡部裂的手术治疗作一综述,以供临床参考。

1 直接峡部裂修补术

椎弓根峡部修补适用于单纯峡部裂患者,其未出现椎间盘退变,重度椎体滑脱且骨折部位的间隙不超过4mm[1]。直接修复的优点包括良好的运动功能恢复和保留峡部裂椎体的运动功能,避免了邻近节段退变的问题,但手术效果在25～30岁以下的患者中更好[1]。

1.1局部植骨直接修复 局部直接修复最初是由Kimura[5](1968年)用单纯植骨的方法修复腰椎峡部裂,其使用了无内固定的骨移植,即经腰后路暴露患椎的椎板和峡部,将峡部的瘢痕纤维骨痂、硬化骨及纤维组织用骨凿清除干净,最后取自体髂骨进行植骨。术后患者卧床2个月,需佩戴石膏腰骶部支撑4个月。该技术恢复了受累椎体的正常解剖和运动功能,且操作简便、创伤小、损伤神经的风险较小[1]。对于无滑脱或轻度滑脱的年轻患者,尤其是多节段缺损患者,这似乎是一种更合理的治疗方法。后来,Dai等[6]对46例患者使用了该方法,平均随访时间为50个月,发现仅3例患者未达到骨性融合。尽管有研究发现老年患者也能得到有效的修复,但大多数研究表明年轻患者比老年患者具有更好的临床效果。该方法仅适合青少年患者,且术后需要长时间的卧床和石膏模型佩戴,其临床疗效很大程度上取决于该节段椎间盘的退变程度[6]。考虑到这些缺点,近年来很少有人使用该术式。现有研究发现于峡部裂断端使用骨形态发生蛋白2的愈合速率高于自体骨移植[7]。

1.2单拉力螺钉固定(Buck技术) 在局部植骨直接修复的基础上,考虑到术后峡部固定不稳等因素,Buck[8]于1970年首次描述了在患侧椎板下缘咬除部分骨质并在克氏针的引导下打入2枚拉力螺钉,螺钉通过椎板穿过峡部裂断端并行髂骨植骨以达到固定修复的目的。在16例患者中,仅1例在术后3个月内复发,另外2例在术后有不同程度的坐骨神经痛,这是最早、最经典的手术方案。Buck认为该术式适用于峡部裂间隙不超过3～4mm且无椎体滑脱的患者[9]。Debnath等[10]报道36例双侧峡部裂患者接受该术式,93%的患者术后取得了良好的临床效果且手术创伤较小。但Berjano等[11]的研究表明该术式的学习周期长且并发症发生率高达40%,最常见的是螺钉松动和错位。此外,螺钉本身也占据了峡部缺损的大部分空间从而减少了植骨区域[1]。所以,现较少使用这种方法。

1.3Morscher螺钉固定结构 Morscher等[12]提出了螺钉钩技术,该技术是移除峡部裂处的结缔组织并于断端行髂骨植骨后,在患椎椎板下缘插入椎板钩并经椎板钩上的钉道朝向上关节突基底部置钉,经螺纹旋转螺帽锁紧峡部断端,使峡部断端和骨块之间紧密结合,有利于峡部融合。该技术对轻度腰椎滑脱也有复位作用,故适用于腰椎无滑脱和部分I°滑脱的峡部裂患者[12]。Mohammed等[13]发现使用该技术的并发症发生率高达27.42%并认为该技术与融合率低和并发症发生率高相关。Kumar等[14]分析认为与其他技术相比,Morscher技术不需要广泛的解剖,创伤较小,该技术最大的难点在于螺钉的放置和螺钉松动发生率高[9]。该术式存在医源性椎管狭窄和椎板骨折的风险[15],因此不利于广泛开展。

1.4横突-棘突钢丝固定(Scott技术) Nicol和Scott[16]在1986年将钢丝固定在横突和棘突之间,先暴露病椎的椎板和两侧横突,用钢丝绕过两侧横突并穿过棘突,再将自体髂骨铺设在缺损周围,通过拉紧钢丝间接固定峡部两端。该术式在当时有操作安全、简便的优点,但其缺点是暴露横突可能会大量出血且有横突骨折的风险[16]。后来有研究表明该术式推荐用于25岁以下的患者,在平均随访期为10.9年的患者中86%给出了较高评价[17]。据报道,用Buck技术治疗的患者修复成功率为86%,用Scott技术修复成功率则≥90%[14]。然而,相比于Buck技术,该技术在横突下放置金属丝困难,创伤较大并有损伤神经根的风险[18]。此外,有研究还报道了Scott技术的几起断线案例[13]。后来Salib和Pettine[19]对该术式进行了改良,于病椎两侧椎弓根各置入1枚椎弓根螺钉,用钢丝将椎弓根螺钉与棘突进行捆绑,从而减少了对横突的暴露,手术创伤也明显减小,即椎弓根钉钢丝固定(又叫改良Scott技术)。但该方法也需要钢丝缠绕来实现加压固定,其操作难度高且钢丝易发生断裂,故现临床应用较少。

1.5椎弓根钉钩棒固定结构 考虑到Morscher螺钉结构的松动发生率高,Tokuhashi和Matsuzaki[20]对Morscher的螺钉钩技术进行了改进,即目前临床上所熟知的椎弓根钉钩棒固定,通过将活动的峡部及椎体固定在一起,使椎体应力分布恢复自然状态,减轻关节突关节以及椎间盘的应力刺激,逐步改善患者腰痛症状。同时,通过清除峡部裂处的纤维组织,咬除硬化骨,取髂骨松质骨植入峡部裂缺损处,促进峡部裂愈合,远期可预防峡部裂滑脱的发生,延缓脊柱退变速度,其主要优点是可在峡部大量植骨,且术后无需支具固定[21]。但手术适应证有限,对于腰椎滑脱Ⅰ°及以上,或腰椎间盘退变Pfirrmann MRI 分级(T2WI)≥3级的患者疗效欠佳且术中创伤较大[22]。Zayan等[21]使用该技术发现在86.4%的患者中显示出良好的临床结果。近年来蔡芝军等[22]采用上述钉钩棒方法治疗双侧腰椎峡部裂患者20例,其中19例达到峡部骨愈合,骨愈合率达到了95%。越来越多的研究表明腰后路钉钩棒固定是一种安全简便、有效治疗腰椎峡部裂的手术方法。

1.6钉棒固定结构 1999年,Gillet和Petit[23]为了避免对椎管的损伤和提供术后的支撑作用,提出了置入椎弓根螺钉及加压穿过棘突下方的V形棒使得峡部断端对合的方法,并在临床上取得了较好的疗效且手术创伤较小。后来Linhares等[24]使用该技术治疗22例患者,结果显示3例患者需要翻修,成功率为81.8%。但是该技术需要破坏部分棘间韧带,为一种间接加压,受力点在棘突根部与双侧椎弓根螺钉之间,因此,V形棒加压力量不易控制,且V形棒需要不断调试弯棒,延长了手术时间[25]。后来,Altaf等[18]改良了Gillet的方法,通过用U形棒内固定系统联合峡部植骨治疗20例峡部裂患者,结果患者峡部骨性愈合率达80%。之后Barakat等[26]用此方法对25例患者进行峡部裂修复并在24个月的随访中发现所有患者在术后12个月断端愈合,愈合率为100%。可见,用U形或V形钛棒以棘突为支点对双侧峡部进行加压,加压对称,且该技术学习曲线短,操作简单,但棘突可能会因受力过大而发生骨折,因而对于棘突发育不良或棘突受损者不适用[27]。现有研究表明椎弓根钉钩棒固定的生物力学性能优于U形棒内固定[28]。

1.7记忆合金节段内固定 记忆合金固定是一种弹性固定,能对断裂的峡部进行持续稳定地加压且能随着活动度的增加而增大固定力,该方法是充分暴露横突根部、椎板下缘后将记忆合金固定器浸在0℃的冰水中3min,使记忆合金变软,将固定器上钩固定于横突上缘根部,下钩固定于椎板下缘,用37℃生理盐水纱布在其表面湿敷,使其充分恢复记忆形态[29]。张辉等[29]自行研制了记忆合金节段内固定器,并用该技术治疗23例腰椎峡部裂患者,术后软腰围固定3个月,结果优良率为95.65%,X线片示峡部愈合率为97.65%,随访中未发现并发症发生。该装置适用于腰椎峡部裂Ⅰ°滑脱以内的患者[30]。生物力学实验研究表明记忆合金内固定器可维持峡部裂腰椎正常的三维运动稳定性,操作简单,具有很好的应用前景[31],但由于其材料及设计的独特性与复杂性,且术中暴露横突创伤较大,目前国内的临床应用较少。

1.8临时短节段固定 Huang等[15]为了不损伤脊柱运动功能单元,采用了“临时性”短节段椎弓根螺钉联合横向装置固定及峡部植骨治疗峡部裂患者,30例患者于术后2年腰痛症状完全消失,X线片和CT断层扫描显示所有患者峡部已实现骨融合,提示这种方法可以在临床上广泛推广。该术式适用于椎体I°滑脱的患者,其优点是术后1～2年峡部裂愈合,行内固定拆除后,固定节段的活动度可以恢复,不增加相应节段的椎间盘退变,患者症状缓解满意、治愈率高且并发症发生率低[15]。近来,Li等[32]通过Quadrant牵开器进行临时短节段固定腰椎峡部裂,减少了椎旁肌肉的损伤,具有植骨面积大和生物力学效果好等优点。该技术安全且操作简便,但相比于其他术式创伤更大,需要进行第2次手术取出内固定[15,33]。

1.9微创治疗 随着医疗研究技术的不断发展,目前,可使用荧光镜[34]、显微镜[35]、内窥镜[36-37]、带管状牵开器[38](经Wiltse入路)、机器人[39]或导航辅助[40]等技术进行峡部裂修补。与传统开放手术相比,微创手术的创伤小、术后恢复快且无需全身麻醉的优点使患者更容易接受[37,41]。微创技术可在手术通道下通过改良的Buck螺钉、临时短节段固定、椎弓根钉钩棒固定、椎弓根钉钢丝固定峡部裂[37,41-42]。Üçerer[43]对18例患者经皮直接修复峡部缺损,94%的患者都取得“完美”或“良好”的治疗效果,14例(77%)在最后一次影像学检查中显示峡部裂均获得骨性融合。微创能最大限度地减少肌肉和软组织剥离、缓解患者的疼痛、缩短恢复时间并有着良好的临床疗效。尽管如此,微创技术视野暴露不足、解剖结构不易辨认、操作难度高,对术者也是巨大的挑战[36]。其仍需要大规模的前瞻性研究以不断完善,更高效、精准治疗峡部裂[42]。

一项Meta分析[13]对比了这几种固定方法的临床效果,Buck组、Scott组、Morscher组和椎弓根螺钉组(包括钉棒固定结构、椎弓根钉钩棒固定结构、改良Scott技术)融合率分别为83.53%、81.57%、77.72%和90.21%。结果显示椎弓根螺钉组修复的融合率最高,而Morscher螺钉的融合率最低。4个组的并发症发生率分别为13.41%、22.35%、27.42%和12.8%。Buck组更容易出现神经根刺激,钢丝断裂和横突骨折是Scott修复所特有的,Morscher螺钉的假体松动发生率高,而椎弓根螺钉组并发症发生率最低。Li等[28]研究发现钉钩棒比钉棒固定结构更具有稳定性。然而,Crawford等[44]表示没有足够证据表明特定的治疗方式适用于哪些患者。可见,这些固定方法在不同的研究小组中得出的临床效果并不完全一致,这可能和患者的疾病严重程度、年龄以及生活习惯等相关,但也提示这些固定方法需要进一步在临床实践中不断完善,针对不同的患者实施个性化治疗。

2 椎间融合术

对于单纯峡部裂修补失败、合并严重的椎间孔狭窄、严重椎间盘退行性改变、椎管狭窄、神经根或脊髓受压、椎间盘突出、Ⅱ°或Ⅱ°以上腰椎滑脱的患者,则考虑行腰椎椎间融合术[4,26]。有研究表明,对于峡部裂性滑脱的患者选择椎间植骨融合可恢复腰椎的生理曲度及减小骶骨后倾角[45]。但术中需清理椎间盘且常需减压椎管及神经根,手术难度较高、耗时长且创伤大。刘滔等[46]认为选择椎间融合术是保证手术长期稳定的关键,也是避免术后断钉的关键。椎间融合术可有效固定椎体,防止病椎进一步滑脱,但同时也丧失了固定节段的活动度,加速了邻近节段的退变[6]。

总之,若非手术治疗后仍有顽固性腰痛、Ⅰ°腰椎滑脱的患者建议采用微创治疗,若该院无相关设备及相关技术的开展则建议行椎弓根钉钩棒固定术。而对于单纯峡部裂修补失败、合并严重的椎间孔狭窄、严重椎间盘退行性改变、椎管狭窄、神经根或脊髓受压、椎间盘突出、Ⅱ°或Ⅱ°以上腰椎滑脱的患者,则考虑行腰椎椎间融合术[4,26]。

3 总结与展望

综上所述,腰椎峡部裂的治疗可分为非手术和手术,非手术治疗后部分患者能自愈,若非手术治疗6～12个月后仍有顽固性腰痛、神经损伤、脊柱滑脱和动态不稳等需考虑手术治疗。目前临床上应用较为广泛的是椎弓根钉钩棒固定结构,此种术式具有解剖结构破坏少、植骨更加充分、内固定牢靠、术后愈合快、保留脊柱运动单元且延缓邻近节段退变等优点。微创修复峡部缺损具有创伤小、术中出血少、术后恢复快等优点,越来越受到广大医师的青睐和患者的认可。当下在峡部裂处的加压力量多是凭借临床医师的经验来确定,并没有一种装置可以实现在峡部裂处用可控的力量进行加压固定来促进峡部裂愈合。可见,如何实现峡部裂处的可控加压依然是尚待解决的科学和技术难题。近年来,随着干细胞研究技术的不断发展,利用干细胞强大的自我更新能力、多向分化潜能、分泌细胞因子和释放外泌体、炎症与免疫调节、组织损伤修复等生物学特性和功能,可改善组织微环境、补充替代受损、促进组织损伤修复,未来可能成为腰椎峡部裂治疗的新方法。

作者贡献声明：黎景源、王玉垒、邵能琪:文章撰写;梁金龙、沈俊宏、冯凡哲、蔡芝军:文章审阅及修订;崔轶:文章构思及设计