Wallis棘突间固定结合改良小关节植骨融合术的术后即刻稳定性生物力学评估

论文摘要

研究背景腰椎间盘退行性疾病（Degenerative disc disease, DDD）是脊柱外科最常见的疾病之一,是成年人腰痛和伤残的主要原因。流行病学调查表明,约80%以上的人一生中有过腰痛的症状。DDD的改变可导致椎间失稳,从而产生下腰痛（Low back pain, LBP）症状。传统观念认为,腰椎坚强内固定融合术是治疗因腰椎不稳定所致腰痛的金标准。但在长期的临床随访中发现,腰椎内固定融合率可达90%,而临床满意率仅30%。大量文献研究表明,坚强内固定仅能增加腰椎融合率,但并不能明显提高临床满意率。研究发现,腰椎内固定会增加邻近节段的应力,异常应力集中于邻近椎间盘及关节突,将产生邻近未融合节段的运动范围异常增加及相关病理性变化,从而导致继发性椎管狭窄、小关节退变、获得性腰椎滑脱、不稳等使患者术前症状复发或出现新的症状。一些患者不得不再次接受手术治疗。Ghiselli等在对接受了后路腰椎融合术的215例患者的临床研究中,发现其相邻节段5年和10年的返修率分别为16.5%和36.1%,同时也提出了两种可选择的新的治疗方案,即运动功能保留技术以及动态稳定伴随融合术的混合性技术。前者目前已经得到广泛认可和临床应用,并成为近年关注的热点。目前应用的动态固定系统主要分为以下4类：1棘突间撑开系统,2棘突间压缩系统,3借助椎弓根钉的韧带系统,4借助椎弓根螺钉的半固定系统。Wallis系统是棘突间撑开系统中的其中一种。棘突间撑开装置是一种非融合的动态性固定。其原理是撑开病变节段棘突,维持椎间的高度;吸收振荡,分担椎间盘及关节突关节负荷,并使运动节段处于轻度屈曲状态,牵张弯曲的黄韧带,缓解椎管和神经根管的狭窄,减轻椎管内压力,从而减轻神经源性腰痛。使用Wallis系统能够保留了相应节段正常范围内的活动,将椎间盘的部分负荷转移至内植物；同时Wallis捆绑上下棘突,通过捆绑带的有限伸缩限制了植入节段过度屈伸,降低了棘突间及小关节突压应力,既避免过度运动导致加速退变和失稳,亦可避免完全融合对邻近节段的影响。Senegas等开展了一项前瞻性、非随机、对照的临床试验,临床评价包括神经系统检查、疼痛VAS评分、Oswestry功能评分,在最终随访时发现上述各方面Wallis系统组都比对照组要优越得多。结论为：Wallis系统的应用可有效地缓解残留的下腰痛。而在Folman等的研究中,连续的37例患者（其中23例男性,14例女性）在接受最初的椎间盘切除后1年内于切除节段植入Wallis系统,结果是平均ODI评分由植入前的43分降低到植入后的17分,下腰痛的VAS评分由植入前的6.6分下降到植入后的1.4分,而下肢疼痛的平均VAS评分由植入前的8.2分下降到植入后的1.5分。从这些应用的结果来看,Wallis系统的临床应用效果还是令人满意的。多项长期随访结果表明,Wallis系统能有效预防和治疗腰椎退变,减少近邻节段退变引起的下腰痛。然而对于Wallis动态固定术后是否能减少腰椎间盘突出症的复发尚存在争议。国外使用Wallis的长期临床随防中,也观察到有内植物松动、移位、棘突骨折、椎间盘复发等并发症Jacques在2004年进行一项对Wallis植入术后的远期生存分析中,对1987-1994年间采用Wallis植入的142例患者进行长达10年的随访,发现142例术后患者中有30例（21.1%）进行了二次手术,其中有26例取出了Wallis装置。面对Wallis如此高的二次手术率,我们尝试研究采用动态稳定伴随融合术的混合性技术,并申请了09年深圳市科研课题：小关节植骨融合加Wallis固定治疗腰椎退变性疾病的临床研究,课题编号：200902057,植骨采用改良的小关节植骨术。国外也有关于动态固定下进行融合的研究,比较有代表性的是：Crock-Yamagishi（C-Y）固定系统,Twinflex动态固定系统,AO/DC钢板系统（AO/Dynamic Compression Plate system）, MOSS固定系统。这些结合融合的动态固定都是基于椎弓根螺钉基础的,棘突间动态系统尚未见报道。然而这种新的手术方式是否可行,是否能够实现动态固定下小关节的植骨融合,是否能够得到良好的临床疗效,是否能够减少二次手术率,其术后的即刻又稳定性如何?有待进一步观察研究和生物力学实验来检测,并指导临床,国内外未见报道。本课题旨在探讨上述问题,为Wallis植入并结合双侧小关节植骨术后的腰椎稳定性提供实验数据,为其临床应用提供研究资料,并为术后是否佩戴支具提供理论依据。目的1、腰椎标本上进行Wallis结合双侧改良小关节植骨术,探讨该术式的可行性。2、测量单节段Wallis棘突间固定结合双侧小关节植骨术术后的三维活动度,为其临床应用提供生物力学研究资料,3、指导患者术后是否佩戴支具。方法宰杀后6小时内取得5具同种新鲜小牛（2-3月大小,450-500N重,来自深圳市光明农场）的腰椎（L1-L6）标本,剔除椎体周围所有肌肉,保留韧带、小关节及椎骨完整,其中2具进行Wallis植入结合双侧改良小关节植骨术的预实验,其余3具共取（3×L1/L2,3×L3/L4,3×L5/L6）9个节段。用自凝型聚甲基丙烯酸脂浇注椎体及相邻椎间盘,上下两端分别浇注相互平行度<1°平台。剔除1个标本包埋不理想和1个标本实验过程出现损坏,最后7个标本进行了完整过程的测试。先把标本完整状态下（正常组）放置于MTS 858Mini Bionix三维运动测试仪上进行前屈／后伸、左／右侧弯和左／右旋转6个运动方向的稳定性测试,每次先加载8Nm力矩,然后完全卸载（ONm）重复3次,此时采集图像,作为计算中性区的变化值。然后再次加载,在最大载荷下采集图像用以计算ROM。运动方向采用随机顺序进行,以消除由于加载方式先后顺序造成的系统误差。为了保证合适的负载率,每种加载方式之间保持10min的间歇期。为了消除脊柱粘弹性影响,每次采集和读数于正式加载后30 s后进行,以避免滞后效应和蠕变效应。图象采集用三维显微激光扫描仪（3DDigital Corp）光学测量系统采集标记点的数码图像,输入计算机,应用数字图像相关测量方法（DICM）进行数据处理,计算出椎体间角位移量,测量精度达到0.1°。计算三维运动范围（Range of motion, ROM）和中性区（Neutral zone, NZ）。然后把正常组标本进行棘突间植入Wallis系统（Wallis组）,同样的方法测试ROM和NZ。最后在Wallis组的基础上进行两侧小关节植骨术（Wallis植骨组）,再次测试ROM和NZ值。比较3种状态下腰椎间节段的三维活动度。双侧改良小关节植骨术是在显露双侧完整的小关节囊后,小关节面投影线上纵行切开约1cm,刮除小关节上关节面后内侧和下关节面后外侧的关节软骨,显露骨面,制成1cm×5mm×2-3mm左右的植骨床,填塞松质骨碎粒,压实,缝合修复关节囊。用SPSS13.0统计软件包进行如下统计分析,测量数据以均数±标准差表示,检验水准均为a=0.05即当P<0.05时有著性差异。对不同状态下腰椎节段的ROM值分别进行单个重复因素的重复测量方差分析,两两对比采用LSD检验。对于不满足球形检验的比较,采用greenhouse—Geisser法校正。P值<0.05为有统计学意义。结果1、腰椎Wallis固定结合改良双侧小关节植骨术术式可行,术野显露良好,关节面软骨去除充分,植骨床制备良好,植骨量充分,关节囊修复完整。2、Wallis植骨组在屈伸状态下的ROM<正常组的ROM（p<0.05）,Wallis植骨组的ROM与Wallis组无统计学差异（p>0.05）；Wallis植骨组中性区NZ>Wallis组（p<0.05）,Wallis植骨组中性区NZ与正常组无统计学差异（p>0.05）。在侧屈和旋转状态下Wallis植骨组的ROM和NZ值与正常组和Wallis组均无统计学差异（p>0.05）。3、Wallis组在屈伸状态下的ROM<正常组（p<0.05）,NZ<正常组（p<0.05）,在侧屈和旋转状态下Wallis组的ROM和NZ值与正常组无统计学差异（p>0.05）。结论1、Wallis结合双侧小关节植骨术术式可行。2、Wallis结合小关节植骨术后的屈伸即刻稳定性增加,但是较单纯Wallis固定减少。3、患者术后应该佩戴支具。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 资料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 综述
• 中英文缩略词对照表
• 攻读学位期间的成果
• 致谢
• 统计学证明