椎间融合器的临床应用与进展

王晓波汤健华兴一

王晓波汤健华兴一（安徽医科大学附属第一医院230000）

【中图分类号】R608【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2013）43-0015-01

腰、颈椎间疾病是长期困扰人类的多发病，它是临床常见的疾病之一。在人类对腰颈椎痛的深入研究当中，对其认识更加的深刻和丰富。大量的临床研究表明，腰、颈椎痛多因脊椎退变所致的疾病。初期人们针对椎间盘手术的方法多是椎管减压椎间盘髓核的摘除手术，通过对突出的髓核和纤维环组织进行切除，使得脊髓及神经根的压迫得到缓解。但这种手术会破坏脊柱构造而导致术后病情复发率很高。后来，人类开始尝试椎间盘摘除后移入脊椎融合的技术，但此技术在研究初期随解决了脊柱不稳，却因此出现了术后的植骨松动、折断的并发症及固定器械松动、断裂等现象。

尽管在现代诊疗技术的帮助下患者的将康越来越能得到保证，却在椎间盘的手术和椎间融合术的治疗方面仍然存在了诸多缺点[1,2]。通过研究发现，如何保持每个锥体间融合阶段的稳定性，可通过使椎体周围的肌肉收缩和韧带的张力作用来完成[5]。在这种背景之下，椎间融合器的融合与开发变得尤为重要。

1椎间融合器的研制进展

早在50年代，Cloward等就以先后提出了设想—在椎管减压后椎体间植骨以保证脊柱融合,很快的就在临床上得到研究与应用。但是在随后的临床应用当中单纯椎间植骨暴露出诸多缺陷:非常高的椎体不融合率而且易形成假关节的比例达到5%～35%[4.5]。此外,Dennis等认为几乎所有患者在手术以后都有椎间隙高度的丢失，不能有效的解决根管狭窄、承受异常应力等问题。经过不断的研究，在1983年Bagby通过与Kuslich和一些生物工程的专家联合开发了一种用于人类的椎间融合。直到1988年报道之后，研究成果不断突破，先后研发出新型的椎间融合器，如TFC、BAK、TIFD、BAK系统等。并且在相应假体技术的不断完善之下，除了目前除碳纤维笼[6.7](CFRP)仍在理论阶段外,螺纹式笼状固定器(TFC)和椎体间融合器(BAK)已在腰椎得到应用,颈椎空心螺纹状固定器(CHTF)[8]和TFC[9,10]应用在颈椎，并有相应疗效。

2椎间融合器的种类

椎间融合器可按外形和制造材料分成两种类型。按外形结构分又包括三小类①外形类似于螺丝钉，通过拧入椎间隙达到融合的圆柱形融合器。②类似于被横切的长骨皮质骨环的环形融合器。③类似于三面皮质骨植骨块的开放性方柱状;按材料分类则是应用金属材料和碳纤维材料。

3椎间融合器临床应用

前入路应用椎间融合器可用于单纯椎节失稳,无明显神经卡压,无需实施后路减压处理的患者，据调查显示，移植骨最大的弊病为承受应力能力差，极易发生临床常见的骨吸收、脱位现象、坍塌、愈合缓慢以及假关节等一系列问题，而这种种问题也是造成前入路应用椎间融合器技术的应用与普及收到了一定程度的限制。为了解决这一问题，1979年，在34例前路椎间盘摘除术中,使用一种块状钛合金内植来支撑椎间隙以对抗压力,有利于骨桥形成,经过对23例手术者至少5年以上随访,X线片显示融合率达82%,23个内置物中有3个发生裂隙,另外有3个发生变形,但均无症状出现。在90年代开始，各种设计精良的cage广泛出现在市面，而这些疗效显著的前入路应用椎间融合器使得其在临床使用中得到了迅速的推广，效果颇佳；此后，我国学者从前方及侧前方实施下胸段、上腰段TFC手术也在临床试验中得到了理想的疗效，随着时间的推移，结合内窥镜技术的发展,在前路微创手术中,cage技术的应用也取得了令人欣慰的进展。

针对间盘退变、脊柱节段不稳常导致小关节增生、后纵韧带钙化、侧隐窝狭窄等病理改变,需彻底减压等问题，单纯前方入路并不能解决，使其成了单纯前方入路的弊病，极大的阻碍了患者的康复和椎间融合器的临床价值，而PLIF术则可达到减压和一次性稳定解决以上问题的目的。所以，cage多孔中空状结构既可以为松软的移植骨创造一个稳定的骨融合环境,又可以在最少节段内达到固定目的，这就为椎间融合器的发展又开辟了新的道路。吕国华等[11]报导应用椎间融合术治疗慢性下腰痛,单纯应用TFC26例,疗效满意,报导1例深部感染,取出植骨块抗生素冲洗等治疗后痊愈。

cage的应用在最大程度上地减少了短节段内固定应用,但是，在个别的病例中单纯椎间cage的应用就受到了限制，对于其解决椎节严重失稳现象,如Ⅱ度或Ⅱ度以上的腰椎滑脱必须联合应用节段内固定器[12]等问题尤为突出。而最新的技术攻关成果附加内固定器既达到失稳椎体复位目的,另又可以通过后方张力带系统或前方的支撑作用,弥补广泛减压所造成的继发不稳定性等问题,尤其在多节段减压术后[13],效果更为显著。

目前的临床应用研究存在以下缺陷:(1)样本数少;(2)病例筛选不严格,在同一研究组中,有不同的脊柱病理类型,有单节段和多节段;(3)没有设置可吸收椎间融合器的对照组。

4目前最新型椎间融合器的情况

近年来,关于可吸收材料椎间融合器的研究较多,相比传统椎间融合器,它具有更好的刚度和弹性系数,对影像学评估干扰更小等诸多优势。可吸收高分子聚合物、是无需酶参与的简单水解的降解过程，可吸收高分子聚合物存储器在众多不稳定的化学键，如酯键、氢键等，水扩散渗透进入可吸收高分子聚合物的内部，不稳定化学键被水解，导致相对分子质量下降，被水解为单分子乳酸，最终在体内分解后排出体外。

可吸收椎间融合器并非完美，它也存在着一定的应用风险如较低的机械强度，明显低于相应不可吸收椎间融合器；由于其内脆性使得其在手术过程中极其容易发生碎裂等问题；而且针对其自身成分而言，高浓度降解物会导致其严重的组织感染或是溶解等现象，顾为了降低这些风险，目前也出现了相应的技术改革。

应用长效的缓冲剂如羟基磷灰石或三磷酸钙复合物为骨形成提供支架保护，这样就可以有效控制多聚酸降解中的产酸速率[14],PLA和磷酸钙联合应用会改变复合物机械特性，其机械应力的降低可能由于两种物质之间很难形成真正的复合物[15]。为解决材料本身固有脆性导致的术中碎裂风险问题,通过改进自身分子量或增加自补纤维、提高其韧性，同时也可通过增加少量的TMC的多孔多聚酸使椎间融合器更具延展性。

5展望

随着椎体融合微创手术不断改进，新的骨移植材料不断出现和椎问融合器不断优化，椎间融合器的理论与实际应用越来越得到人们的认可，他将是未来治疗腰颈椎手术的只要手段，但目前椎间融合器还扔处于起步阶段，仍需要进行长期深入的研究。腰椎椎间融合术一定会为更多腰颈椎疾病患者带来福音。

参考文献

[1]Sidhu-KS,Herkowitz-HN.Spinalinstrumentationinthemanagementofdegen-erativedisordersofthelumbarspine.Clin-Orthop,1997,335:39

[2]RishBL.Acritiqueofthesurgicalmanagementoflumbardiscdiseaseinpri-vateneurosurgicalpractie.Spine,1984,9:500

[3]AraiY,TakahashiM,KurosawaH,etal.Comparativestudyofiliacbonegraftandcarboncagewithlocalbonegraftinposteriorlumbarinterbodyfusion.JOrthopSurg(HongKong)2002;10(1):1-7

[4]WetzlFT,LaRccaH.Thefailedposteriorlumbarinterbobyfusion[J].Spine,1991,16:83～5.

[5]SteinmannJC,HerKowitzHN.Pseudoarthrosisofthespine[J].ClinOrthop,1992,284:80～90.

[6]Brantigan-JW,McAfee-PC,CunnicnghamBW,etal.Interbodylumbarfusionusingacarbonfibercageimplantversusallograftbone.Spine,1994,19(13):1436.

[7]Brantigan-JW,Steffee-AD,Geiger-JM.Acarbonfiberimplanttoaidinterbodylumbarfusion.Mechanicaltesting.Spine,1991;16(6Suppl):S277.

[8]赵定麟,赵杰,陈德玉,等.界面固定技术治疗外伤性颈椎不稳.中华创伤杂志,1998,14(1):28.

[9]廖智辉,吕国华.钛钢螺纹椎体融合器在颈前路融合术中的初步应用.湖南医学,1998,15(1):25.

[10]严力生,李国栋,章祖成,等.TFC技术在颈前路手术的应用.骨与关节损伤杂志,1996,11(4):210.

[11]吕国华,马泽民,李启贤.椎体间螺纹融合器在下腰椎融合的应用[J].中国脊柱脊髓杂志,1999,9:188～91.

[12]MaryerMH.MiniALIF:Anewmicrosurgicaltechniqueforminimallyinva-siveanteriorlumbarinterbodyfusion[J].Spine,1997,6:691～700.

[13]McAfeePC,RaganJJ,GeisWP.Minimallyinvasiveanteriorretroperitonealapprochtothelumbarspine[J].Spine,1998,23:1476～84.

[14]BrantiganJW,SteffeeAD.Acarbonfiberimplanttoaidinterbobylumbarfusion[J].Spine,1993,18:2106～17.

[15]SteinmannJC,HerKowitzHN.Pseudoarthrosisofthespine[J].ClinOrthop,1992,284:80～90.