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腰椎退行性疾病的手术治疗进展
2005-11-23   作者:   来源:
当代手术治疗椎间盘源性腰痛更倾向于微创的方式,以减少传统手术技术的损伤。单纯支撑椎体间融合笼架并未获得广泛的临床成功,而经椎间孔腰椎体间融合取得了令人鼓舞的效果。其他技术,如椎间盘内电热纤维环形成,髓核置换和椎间盘置换现正在进行评价,以确定它们是否适合腰椎退变的治疗。进一步的研究毫无疑问将涉及组织工程学,改变椎间盘再生的自然史。 

  一、椎体间融合
  
  1 前路或后路椎体间融合技术(见右图)

  自1993年FDA批准BAK(钛合金多孔螺纹状椎间融合器)笼架后,各种椎体间融合为它是治疗椎间盘源性脊柱疾病的一种微创方法。椎体间融合重建从生物力学上优于后外侧横土建融合,可以提供轴向支撑稳定。各种设计的椎体间融合笼架已被成功地用于退变性疾病、创伤和畸形,但单纯支撑笼架治疗多节段退行性脊柱疾病和环形不稳定的结果是不可接受的。其失败的技术的原因包括:
  (1)使用笼架较小,椎间隙被不适当的撑开;
  (2)因骨质强度差,笼架下沉;
  (3)在脊柱不稳定的病人使用笼架(如脊柱滑脱);
  (4)后路切除小关节造成医源性不稳定。
双枚BAK后前向植入行PLIF示意图

  虽然手术技术上的错误是导致手术失败的重要原因,但最主要的失败原因是病人选择不当。与其他浸入性治疗常见的问题一样。劳动补偿纠纷和因自认患病而感疼痛综合征均会导致病人自感手术治疗效果不良。

  一些学者采用微创方法行椎体间融合,以减少手术显露创伤,改进功能效果。Zcleblick比较了25例前路腹腔镜入路与25例有限开放入路螺纹笼架L4—5椎体间融合,在手术时间、失血量和住院时间无差异。然而腹腔镜组的并发症发生率高(20%对4%),16%的腹腔镜治疗病人因显露不当,难以在椎间隙中植入2枚笼架,作者认为对L4—5间隙腹腔镜手术并不优于有限开放手术。Regan报道127例腹腔镜前路螺纹笼架椎体间融合治疗腰椎退行性疾病,并发症包括需要再次手术的神经跟压迫4例,逆行射精4例(占男性病人的4.8%),因大出血而改为开放手术2例。17例(13.4%)病人发生了主要并发症,然而,多数病例发生在前40个病例。Flynn报道了对全球4500例经腹或经腹膜后路腰椎体间融合的调查结果,表明逆行射精的发生率很低(0.42%),其中25%的病人可恢复正常。此研究的结论是并发症的发生与手术技术有关,而与何种人路无关。使用腹腔镜有更高的技术要求,因此其手术并发症高于开放手术。

  与后路椎体间融合相比,前路椎体间融合可以在直视下处理椎体间终板,使用较大的笼架恢复腰椎前凸,不造成后方椎旁肌等的医源性损伤。但前路椎体间笼架植入融合有一些特殊的并发症,包括男性逆向射精(0.42%—8%)、内脏血管损伤和切口疝。而后路椎体间笼架植入并发症包括神经根损伤、硬膜撕裂、硬膜外粘连和后关节突切除后的医源不稳定。Lieberman提出椎体间笼架融合术并发症翻修术应考虑的5个问题:
  (1)一期手术是否失败(是否有病人选择不当,诊断、手术是否有错误);
  (2)笼架是否需取出(如内置物位置是否恰当);
  (3)翻修手术的目的(如达到骨性愈合,去除移位的内置物,或接触神经压迫);
  (4)如何施行翻修术(如选择前路还是后路,还是前、后路联合,选用什么样的内置物或骨移植物);
  (5)如何实施翻修手术(如立即翻修或继续观察随访)。
  
  Sylvain等复习14例椎体间融合失败二次翻修手术的病人,10例为单纯支架融合器(7例前路、3例后路),14例中13例为疼痛性假关节,挽救手术包括12例后路器械固定融合术,其中7例前路取出椎体间内置器材,重新植入骨移植物(同种异体或自体移植物);2例病人的前路取出椎体间内置器材,更换成同种异体骨块,未再行后路器械固定融合。2例病人需神经减压。作者发现翻修术有许多困难,第一次前路笼架植入后,再次前路显露全部病人发生了粘连性下腔静脉和髂静脉撕裂。后路手术常遇到明显的硬膜外瘢痕和硬膜粘连。

  2 经椎间孔腰椎间融合技术

  经椎间孔腰椎体间融合(Transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)是后路椎体间融合的一种技术改良,可以减少对神经结构的牵拉和损伤,其入路需切除关节突,自硬膜囊外侧,神经根的下方显露椎体间隙的侧后方。最初报道自单侧入路置入2枚椎体间融合笼架,一些学者对此进行了改良:斜向置放单个椎体间融合笼架或同种异体皮质骨环柱,术中保持椎体骨性终板的完整是非常重要的,以防止笼架下沉。此外,经椎体间孔腰椎体间融合常与后路椎弓钉内固定结合施行,因有前柱支撑和后侧张力带的作用,稳定性良好,不经前路显露达到360°融合(环周融合)。Savas等研究了经椎间孔单个斜向椎体间融合笼架和双侧椎弓跟螺钉固定的稳定性,发现这种支撑的轴向旋转强度与完整的脊柱类似。Hee比较了同日前(后)路环周腰椎融合于TLIF术,后者在手术时间、术中失血量、术后并发症、住院时间等方面明显优于前者。Lowe对40例TLIF进行了3—3.9年随访,脊柱融合率达90%,临床优良率达85%。

  二、骨移植材料
  
  人们一直探索一种具有生物活性、可以增强或替代腰椎退变脊柱融合所用的自体骨移植物替代材料。骨传导性材料,如同种异体松质骨条、皮质骨垫片、珊瑚羟基磷灰石等,已显示出在临床脊柱融合应用的价值。弱骨诱导材料,如脱钙骨基质,也已广泛用于增强骨性融合。人类重组骨形成蛋白已经开始临床试验,是一种很有希望的自体骨替代材料,两种此类蛋白已在动物实验和临床脊柱融合使用,分别是重组人类成骨蛋白1(rhOP—1,又称rhBMP—7),另一种重组人类骨形成蛋白2(rhBMP—2)。Grauer等在兔横突间融合模型评价了rhOP—1的作用,在兔横突间分别植入自体骨、单纯载体和复合rhOP—1的载体,5周后,自体骨组5/8(63%),单纯载体组0/8(0%),和rhOP—1组8/8(100%)产生了坚实的X线片、大体观察和生物力学测试所证实的骨性愈合。组织学检查显示自体骨融合组织主要为纤维软骨,而rhOP—1融合组织主要为成熟骨。Boben等对前路椎体间融合笼架分别使用rhBMP—2和自体骨进行了前瞻性临床试验,14例单节段症状椎间盘疾病采用梯形笼架椎体间融合,笼架中分别填充rhBMP—2和胶原海绵(11例),或自体骨移植物(3例)。随访包括6、12、24个月的X线评估和Oswestry问卷待查的临床评估,在所有使用rhBMP—2病人均达到到坚实的融合,而3例自体骨的病人仅2例达到融合。此研究提供了rhBMP—2骨诱导能力的有力证据,但自体骨移植组病人例数太少,不能做出显著的统计学差异。

  三、椎间盘再生

  生长因子可以改变和影响椎间盘一类的非骨组织的生物学行为,自纤维环和髓核分离的细胞,在体外培养的条件下加入生长因子,可促进一些特征性的细胞外基质合成。目前,rhOP—1(rhBMP—7)诱导椎间盘细胞外基质合成的研究还在评估之中,以期达到诱导椎间盘修复,缓解退行性椎间盘源性疼痛。Moon等报道了采用腺病毒载体转染基因至椎间盘细胞,在一系列研究中,他们利用载体将TGF—β基因导入兔髓核细胞,TGF—β导致椎间盘内蛋白多糖的合成增强。

  四、椎间盘内电热纤维环形成术

  椎间盘内电热纤维环形成术是通过针道导入椎间盘的电极加热,导致纤维环的胶原纤维皱缩,封闭或硬化破裂部,改进其力学性能。此外,纤维环热灼还可造成纤维环细小神经末梢的破坏,减轻椎间盘源性疼痛。一些学者认为椎间盘内电热纤维环成形术的适应证是单节段,椎间盘源性疼痛,并保留了良好的椎间隙高度,由于这是近年发展的一项新技术,仅有相对短期随访结果,因此,该手术尚未广泛被接受。Karasek等报道椎间盘内电热纤维环成形术明显优于保守治疗。Saal等报道了58例慢性椎间盘源性腰痛病人椎间盘内热电纤维环成形术治疗结果。术前病人平均有60个月的症状,术后24个月随访,病人症状显著改善。由于报道的椎间盘内电热纤维换成形术例数不多,文献仅报道一种严重并发症,这就是因插入器械失误进入椎管,直接创伤导致医源性马尾综合征。Kleinstueck等在尸体上研究了加热电极周围准确的热梯度,他们发现仅在电极圈半径1-2mm内能达到胶原变性的温度。这一研究似乎不支持椎间盘内电热纤维环成形术的机理。迄今尚未见关于此治疗方法与其它常用治疗非手术治疗失败椎间盘源性腰痛方法的随机试验,因此,需要进行与现在所用手术或非手术其它方法的随机试验,评价椎间盘电热纤维环成形术的效果。

  五、腰椎间盘置换术

  与机械性髋、膝关节假体类似,可以提供活动、无痛关节的机械椎间盘假体已进行了多年探索,由于腰椎承受应力大,人工椎间盘所处的机械环境复杂,已研究了几种不同设计的髓核或全椎间盘置换假体。(附图:PDN手术方法)

图1 采用试模器试模
图2 将假体沿植入引导器植入椎间盘内
图3 单枚髓核假体植入椎间盘的合适位置
图4 矢状位MRI示L4-5椎间盘退变并突出,硬膜囊受压
图5 术后X片示假体位置正常

  Raymedica公司研制的PDN假体是包裹于高分子聚乙烯外套内的水凝胶核,它可模仿健康髓核在脊柱负重和不负重情况下缩、胀变化,恢复或维持椎间隙高度,允许正常范围的椎体间活动度。仅术前椎间隙>5mm,椎体终板完整者才适合PDN假体植入。此髓核假体于1996年临床应用,早期的成功率较低,38%的病人因假体移位而需再次翻修术,经过对假体形状的手术技术的改进,其成功率显著提高,达到88%。

  Kotani在羊动物模型评估了另一种人工椎间盘假体,这种假体是一种由超高分子聚乙烯和喷涂生物活性陶瓷复合的三轴三维结构,组织学和生物力学测试表明植入物与宿主之间达到生物性结合,而保留了椎体间的活动。Marany报道了浆孔表面钛板内夹聚乙烯块椎间盘假体的8—10年随访,此种假体在3例病人应用了3个阶段,20例病人2个节段,21例病人1个节段。术前所有病人均有10年以上腰痛史,保守治疗无效。作者报告病人治疗结果优良率达78%,无椎体终板吸收,无假体松动需取出者。Griffith等报道了对93例使用Link SB Charite椎间盘假体的病人的多中心回顾分析,平均随访123月,19.8%的病人植入假体后疼痛完全缓解,65%的病人疼痛症状减轻,93例病人中有9例发生了植入物失败、移动、脱位等椎间盘植入相关并发症,发生率为9.6%。

  六、小结

  过去几年脊柱外科技术得了许多进展,这些进展改进了患退行性椎间盘疾患腰痛病人的生活质量。传统脊柱融合术正向微创方向发展。骨移植替代材料,特别是骨形成蛋白的应用,提高了融合的成功率,减少了损伤。改变椎间盘退变自然史的生物学方法正在研究中。近来,电热椎间盘纤维环成形术作为缓解腰痛的一种微创治疗法方法随机比较。人工髓核和椎间盘假体置换已进行了少数病人前瞻性研究,但仍需长期随访观察。

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