腰椎后路非融合技术进展

腰椎后路非融合技术进展治疗下腰痛和腰椎不稳的的手术方法较多。

传统的脊柱融合术（spinal fusion）被认为是治疗该种疾病的金标准。

但越来越多的证据表明，融合后存在腰部活动的限制，脊柱动力学的改变，和邻近节段的加速退变，可导致腰椎不稳和椎管狭窄的复发。

在此背景下，探索一种更符合生理需要的手术方法，即非融合技术开始受到大家的重视。

“动态稳定（dynamic stabilization）”,又称“软稳定”(soft stabilization）的概念遂提出，其定义【1】为：一个保留有益运动和节段间负荷传递的稳定系统，不作椎体节段融合。

换言之，这种稳定系统能改变脊柱运动节段的负荷传递方式，阻止产生疼痛的运动方向和运动平面的脊柱运动。

这些内置物的模拟正常的脊柱运动，应用后，产生尽可能和正常的脊柱相似的活动。

尽管其各自的适应症并不相同，目前治疗腰椎疾病的非融合技术大致主要有几类：1、前路手术人工椎间盘置换和人工髓核置换，2、后路非融合技术(posterior dynamic stabilization,PDS)有（1）棘突间内固定撑开装置、(2)经椎弓根固定的动力稳定装置、(3)关节突关节置换术。

本文就后路非融合技术研究及应用进展作综述如下。

一．棘突间内固定撑开装置1．1 概念及发展历程棘突间撑开器或稳定器（interspinous process，ISP)是放置于腰椎棘突间获得椎体分离的一种内置物。

总的设计理念是产生撑开（distract）棘突和防止腰椎后伸的力学目的，内固定产生的撑开力可在手术节段产生相对的后凸，使内折的黄韧带反向张开以减少其对椎管的侵入；椎体间产生的纵向撑开力还可增加椎间孔的大小，从而影响相邻椎体间的相对关系。

尽管冠以现代技术的名称， ISP撑开器出现于上个世纪50年代。

Fred Knowle 【1】当时设计了称为“塞子”的金属移植物插入到棘突间，和X STOP系统的原理一样，用于治疗椎管狭窄。

术后装置容易脱落，从而必须取出，导致了该手术的终止。

Senegas[2]于二十世纪80年代中期开始逐渐发展了第二代腰椎棘突间内固定物—Wallis系统。

近年来，自从X STOP应用于临床以来，随着其他脊柱工业技术的不断革新，其他的内固定DIAM系统、Coflex系统等开始在腰椎内植物市场出现，CoRoent Devices和ExtenSure系统是分别于2005和2006年开始出现的，其中X-STOP和ExtenSure已被FDA批准在美国用于临床。

其设计理念包括从“静态间隔物（space）”到“动态弹簧锁（springlike）”各不相同，其应用材料差异也较大，包括同种异体骨移植物、钛、聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK)和人造橡胶复合物（elastomeric compounds）等，棘突间内固定根据其内植物的特性分大体分为静态系统和动态系统两类，或者称为软系统和硬系统。

1.2 静态系统是一种不可压缩的系统，以X-STOP(St. Francis医学技术公司)、ExtenSure (NuVasive公司)和Wallis (雅培公司)为代表，棘突间植入的是是不可压缩的间隔器（spacer）。

尽管它们是由不同的材料制成，但其设计意图都是在棘突间持续维持一定程度的撑开力，使腰椎始终处于前曲的状态。

撑开程度随着腰椎的屈伸活动不断变化，这些设计适合在腰椎屈曲时适当松开而在腰椎后伸时适当收紧。

一些静态系统如Wallis系统通过应用坚硬有弹性的涤纶带使其在腰椎活动过程中始终维持一定的紧张度，除限制后伸外，允许腰椎在其他所有方向的活动。

1.2.1 Wallis系统：该系统经历过很多次设计，是一种研究历史最悠久的腰椎棘突间内固定物。

第一代Wallis系统开始于1986年，材料为钛合金。

Senegas 等【2】在第一代的基础上发展了第二代Wallis，目前该系统由棘突间间隔物和两条坚硬有弹性的涤纶带组成，整个系统在棘突间形成一个“漂浮”装置，对椎体没有永久的固定，可增加失稳阶段的稳定性。

和第一代的主要区别是间隔物材料改为聚醚醚酮（PEEK)，因为PEEK的弹性模量和椎体后方结构更匹配。

Wallis 系统手术指征是治疗单节段或两节段轻中度退行性椎间盘疾病引起的下腰痛，Senegas推荐的主要适应症【2】为：巨大椎间盘突出髓核摘除后椎间盘组织的丧失、复发性椎间盘突出症二次行椎间盘切除术、腰5骶化的突出椎间盘切除术、在以前融合邻近水平退变的椎间盘疾病和ModicⅠ型病变导致的下腰痛，不适用于在术前即已存在严重滑脱的病例。

目前该系统已被FDA批准在美国进行多中心的临床试验，其理论基础为通过撑开力卸载后方纤维环的负荷而发挥临床作用。

1.2.2 ExtenSure系统：是一种圆柱形同种异体骨内植物。

作为一种腰椎棘突间（ISP)固定物的设计，它可提供有效的撑开力。

手术中将ExtenSure置入棘突间并保留棘上韧带，并将其双侧紧密缝合于上方的棘突而获得短期的稳定。

该系统推荐只对上方棘突的下方骨面去皮质化以促进内植物和上位棘突的融合，但允许内植物和下位棘突之间有活动。

这样系统即可保证内植物长期的生物学稳定，又可保留相应节段椎间的活动度。

系统的适应症和X-STOP系统相似，2005年也已被FDA批准在美国运用于临床。

目前对该系统尚无正式的报道。

1.2.3 X-STOP系统：由圆柱形的中心核、由其两侧的挡翼组成将其固定于棘突上，内固定材料为钛合金，其弹性模量和骨相似，同时不影响术后MRI的监测【3－5】。

手术时将它置入棘突间，尽可能靠近椎板。

厂家推荐的适应症为：伴轻、中度神经性间歇性跛行的腰椎管狭窄症(LSS)，其中关键的入选标准是：患者的症状可在腰椎屈曲时缓解。

腰椎管狭窄症患者在腰椎屈曲时可缓解下肢症状，而在站立或腰椎后伸活动时症状加重。

这种现象的病理基础是腰椎屈曲使增生肥厚的黄韧带（是主要致病因素之一）伸展并使椎间孔撑开。

将X-STOP植入棘上韧带和黄韧带之间，其挡翼可以防止前移，棘上韧带可以为器械提供遮挡，防止其后移。

它分散了椎体间的压力，使腰椎处于轻度屈曲位，允许患者保留一个相对正常的体位而非过度的屈曲。

虽然它并没有同棘突等骨质相连接，但是衬垫可在矢状面上限制脊柱的活动，它的置入起到了稳定脊椎的作用。

文献报道【3－5】初步应用结果表明X-STOP系统可持续缓解合适患者的临床症状,几乎是手术后就有明显的效果，2005年11月开始被美国食品和药物管理局（FDA）同意应用于临床。

Zucherman等【6】报道了一项多中心、前瞻性对照研究应用X-STOP系统治疗伴有神经性间歇性跛行的腰椎管狭窄症患者的临床结果，在最终随访时有96%患者维持了撑开效果。

该手术最大的特点是方式简单，廉价，创伤小，局麻下即可完成，不影响以后其他手术的施行。

可用于老年患者。

1.3 动态（可压缩）系统是一种可压缩的系统。

作为另一种设计理念，动态棘突间内固定物开始发展并引起重视。

植入棘突间的是具有弹性的物质，在腰椎伸直时，通过其自身的弹性装置。

限制腰椎的过度伸展。

Coflex内固定系统(Paradigm公司)主要是一种插入棘突间的轴向可压缩的“U”形金属片，以一种预压缩的状态置入棘突间，在腰椎屈曲时进一步伸展（撑开）。

而DIAM内固定系统(美敦力枢法模·丹历公司)，由弹性材料制成，在棘突间起到弹力缓冲器的作用。

1.3.1 Coflex系统：是由Samani在1994年设计并提供的，目前的系统材料为钛合金，从侧面观系统呈“U”形，在U形主结构上下端有两个“夹状”固定翼结构（一个偏前，一个偏后）可夹紧固定上、下棘突。

该系统允许在相邻连续节段的棘突间同时使用，和Wallis系统、ExtenSure系统相似，术中必须移除棘上和棘间韧带，以一种先张（预压缩）模式置入棘突间，这样可在腰椎屈伸活动中都能对抗上下棘突间的压迫，从而尽可能维持内固定物的位置。

正确置入该假体后，能维持棘突间高度,在脊柱后伸位时表现为动态压缩，允许腰椎屈曲，旋转中心靠近椎管，增加了旋转的稳定性。

棘突以及大部分椎板保留，提供了对硬脊膜的保护。

系统有助于减少软组织环状卡压、椎管变窄和减轻已退变椎间盘的负载。

它还有一个独特的适应症【7】：作为一种填充“过渡地带（从僵硬融合节段向活动非融合节段）”的方法，用于器械内固定融合的邻近节段棘突间的内固定。

1.3.2 DIAM系统：该系统由一个硅酮制成的间隔物外覆以聚脂制成的套管构成，因此这种设计的材料是真正的可压缩材料。

和Wallis系统相似，它通过三个固定带维持其在棘突间的位置：一个固定于上位棘突的上方，一个固定于下位棘突的下方，还有一个固定于棘上韧带的后方。

Caserta等【8】推荐的手术适应症为腰椎管狭窄症、轻度腰椎不稳、年轻患者的腰椎早期退变、椎间盘突出复发。

和Coflex系统相似，DIAM也可合并用于“过渡地带”防止邻近节段退变的发生。

目前FDA已批准开始进行临床试验。

1．4争议腰椎棘突间内固定物的置入必须移除或破坏腰椎后方韧带复合体（PLC）的一个或更多部分，所有系统都必须牺牲棘间韧带。

棘间韧带虽然不是PLC的关键结构，但其对生物力学也有一定的影响。

一些学者认为棘上韧带是PLC 中维持力学稳定的关键结构，但传统的椎板切除减压术常规移除棘上韧带，在Coflex和Wallis系统也需要移除之，对生物力学带来的影响有待于进一步研究【9－11】。

腰椎棘突间内固定术后一个潜在的并发症就是棘突骨折，特别是对那些老龄骨质疏松的患者，骨折可能发生在术中置入过程中或由于术后内置物和宿主骨模量不匹配所致【12】。

关节突关节疾患被认为是引起下腰痛的一个关键原因，尤其常见于椎间盘退变破坏、椎间隙运动不稳、小关节载荷增加的患者。

关节突关节的感觉神经支配来源于脊神经后根的内侧支，Lorenz【13】等于1983年报道腰椎关节突关节的负荷在伸直位时增加。

腰椎棘突间内固定的安放是否会改变邻近节段小关节面的载荷，导致关节退变、诱发疼痛是一个值得关注的问题。

作为一种“动态稳定”和“非融合”技术，腰椎棘突间内固定造成手术节段相对后凸的性质及其对邻近节段的影响备受关注。

已证明脊柱的力线和平衡时是引起邻近节段功能障碍的一个危险因素，因此手术节段的相对后凸可能增加了邻近节段退变的危险。

1.5 腰椎棘突间内固定合并椎间孔减压虽然腰椎棘突间内固定有意避免开放减压手术，但有些外科大夫建议可在术中选择性地结合椎间孔减压。

术中必需移除部分关节突关节，可能会造成有害的生物力学影响。

结论认为可在置入腰椎棘突间内固定物的同时行单侧部分（内侧）/完全facetectomy，但不建议同时行双侧完全关节突切除。

腰椎棘突间内固定关节突切除对腰椎稳定性和活动度的影响还有待于进一步研究。