颈椎锚定式椎间融合器的研究进展

李声灿+林飞跃

[摘要]颈椎前路减压植骨融合术是前入路治疗颈椎疾病的标准术式，随着钛板联合椎间融合器的广泛应用，临床上出现了较多的并发症，如钛板或螺钉移位、吞咽困难、邻近节段退变等。锚定式椎间融合器具有稳定性好、融合率高、使用方便等优点，同时还能降低吞咽困难及邻近节段退变的发生。本文对近年颈椎锚定式椎间融合器相关的文献进行回顾与总结。

[关键词]锚定式椎间融合器；椎间融合；颈椎；内固定

[中图分类号] R687.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）12（c）-0018-04

Research progress of cervical intervertebral fusion cage

LI Sheng-can1 LIN Fei-yue2

1.Fujian University of Traditional Chinese Medicine，Fuzhou 350108，China；2.Fujian Provincial Hospital，Fuzhou 350001，China

[Abstract]Anterior cervical discectomy and fusion（ACDF）is the standard surgical technique for cervical disease.There are many complications while using plate combined cage such as plate or screw displacement，dysphagia，adjacent segment degeneration.The anchored cage has the advantages of good stability，high fusion rate，easy to use，meanwhile，with less dysphagia and adjacent segment degeneration happen.So this paper reviewed recent literatures about the cervical anchored cages.

[Key words]Anchored cage；Intervertebral fusion；Cervical；Internal fixation

颈椎前路减压植骨融合术（anterior cervical discectomy and fusion，ACDF）自1958年Smith等[1]提出以来，已成为临床治疗颈椎疾病的标准术式。自体髂骨移植曾被认为是椎间融合的“金标准”，虽然自体髂骨移植有较高的融合率，但随之而来的是多种髂骨供区并发症，如慢性疼痛、血肿、感染、髂骨骨折等[2]，为减少此类并发症的发生，于是发明了椎间融合器。椎间融合器是一个中空的长方体，其材质可为金属（钛合金等）、合成材料（甲基丙烯酸酯、聚醚醚酮等）或生物材料（碳纤维等）[3]，按类型可分为独立式椎间融合器和锚定式椎间融合器（anchored cage，AC）。AC又称零切迹椎间融合器、自锁式椎间融合器，是由一个椎间融合器及一块钛合金固定板组合而成，其被证实能够缩短手术时间、降低吞咽困难等并发症发生率，是近年来较受欢迎的融合方式[4]。本文对颈椎AC临床应用进展进行综述。

1 AC特性描述

目前应用于临床的AC可分为两类，第一类是通过锁定或非锁定螺钉（2枚或4枚）锚定的椎间融合器[5]。2枚螺钉锚定的椎间融合器已經能够明显减少颈椎活动度，提供良好的稳定性；而4枚螺钉锚定的椎间融合器在伸展及轴向旋转方面能够提供更强的稳定性[6]。第二类是由可插入相邻椎体的锐利双钛质嵌片锚定的椎间融合器[5]。此类融合器符合颈椎间隙前高后低的形态特点，用于固定相邻椎体的斜行嵌片滑道与融合器主体约成45°倾斜，锐利嵌片双边均具有弹性“倒刺”，将嵌片置入椎体后即刻固定，可降低融合器移位、下沉的发生率[7]。

2 AC生物力学特性

目前的研究结果显示，AC能提供与钛板联合椎间融合器相似的生物力学稳定性，但针对不同数目颈椎节段、不同颈椎疾病的应用存在差异[8-9]。

Scholz等[8]对新鲜颈椎标本在应用独立椎间融合器、锁定/非锁定钛板联合椎间融合器及AC的稳定性进行研究，在C5～6施行标准ACDF，分别置入上述装置后，给予负荷并测量颈椎各向活动度，发现AC能提供与钛板联合椎间融合器相似的力学稳定性。Nayak等[9]对双节段（C4～6）颈椎标本研究后发现，在术后颈椎屈伸活动度上，锁定钛板联合椎间融合器减少的角度较AC大；而在限制侧弯活动度上，两者之间未见明显差异。故治疗单节段颈椎疾病时可根据需要选用AC或钛板联合椎间融合器。在双节段或三节段颈椎疾病中，钛板联合椎间融合器就力学稳定性上较AC更优。因此，在不同颈椎疾病类型治疗中选用合适的内固定物时，应将颈椎病理、生理特性与内固定物生物力学特性综合考虑，选择最佳的内固定方式。

3 AC临床疗效

在短期或中期的临床随访中，使用AC的患者在日本骨科协会（Japanese Orthopedic Association，JOA）评分、颈椎功能障碍指数（neck disability index，NDI）评分及SF-36评分（short form 36）等临床疗效评估中均能取得与行钛板联合椎间融合器置入术后相近的结果，且患者生活质量能够得到明显的改善[10-11]。术后患者颈部疼痛VAS评分可从术前的6分降至术后0分，NDI评分可从术前的（43.00±24.35）分降至（21.70±18.60）分[12]。2年随访研究显示，没有明确的证据证明AC置入术后在中期随访的临床效果上会优于钛板联合椎间融合器置入术后[4]。不同的研究对应用AC的临床疗效是否优于钛板联合椎间融合器存在争议，但在使用AC能够取得与钛板联合椎间融合器相似的疗效上是一致的。

4影像学评估

4.1融合率

目前报道中，AC应用于ACDF，术后X线片或CT检查其融合率都>90%[13-14]，这与使用钛板联合椎间融合器的融合率相似。CT或X线作为评估融合情况时，两者之间会存在一定的差异[5]。李国等[7]通过术后复查颈椎CT，使用AC患者术后可达到100%的融合率。AC可取得良好的融合率，但临床中也有少数术后不融合的情况发生，为提高颈椎术后融合率有研究将rhBMP-2植入椎间融合器内，使用rhBMP-2的融合是一个动态的过程，在初始阶段骨溶解占据主导地位，随之而来的终板吸收使手术实现的椎间隙高度、颈椎前凸角度丢失。椎间融合器结合rhBMP-2只建议应用于那些有高度不融合风险的患者中[15]。

4.2颈椎曲度

椎间隙高度和颈椎生理曲度的丢失能导致黄韧带负荷增加及后纵韧带松弛，进而引起黄韧带增生并在椎间孔处形成神经压迫效应而出现相应症状，而后纵韧带松弛往往向后突入椎管内，压迫脊髓出现相应症状。术后恢复并维持椎间高度和颈椎生理前凸角度意义重大[16]。Njoku等[12]测量AC置入术后融合节段平均Cobb角为2.4°。王宁等[16]研究中AC组融合节段Cobb角与钛板联合椎间融合器组相比明显增加，AC能更好地恢复颈椎生理结构。两组C2～7节段Cobb角组间及与各自术前比较，差异无统计学意义，导致该结果的原因可能与单节段颈椎病应用AC对颈椎整体曲度影响较小有关。

5 ACDF并发症

5.1吞咽困难

术后吞咽困难是ACDF常见的并发症[17]。AC置入术后吞咽困难的发生率在各研究报道中差异较大。导致术后吞咽困难发生的病理生理机制尚未明确，可能由软组织水肿、术后局部血肿、喉返神经麻痹、食管损伤、术后组织粘连、内固定物移位及内固定物突出椎体前缘等原因引起[18]。另外针对AC置入术后吞咽困难的一项Mate分析中，共纳入了30份研究，1062例患者，发现术后短暂性吞咽困难发生率为0～76%，混合性吞咽困难发生率为15.6%（95%CI，12.6%～18.5%），23份研究中没有报告发生持续性吞咽困难，7份研究报告持续性吞咽困难的发生率为1%～7%[17]。AC应用于ACDF时有较低的吞咽困难发生率，且大多是轻微而短暂、能够在几个月内得到缓解的，术后严重而持久的吞咽困难是比较少见的情况。AC的置入，由于具有不需将椎体前方软组织广泛暴露、术中对食管等软组织损伤小、置入后不会突出椎体前缘等特性，进而在术后吞咽困难发生率上明显优于使用钛板联合椎间融合器。

5.2融合器沉降

融合器沉降是以术后即刻与末次随访时颈椎侧位片上融合節段两椎体整体高度差是否≥3 mm为评价标准。融合器沉降与融合节段、椎间融合器的型号、椎间融合器的放置位置、所置入节段（C5～7较C2～5更容易发生）以及终板处理情况（需兼顾终板强度及融合率）存在相关性[19]。Lee等[20]发现AC置入术后12个月的随访中，有74例（46.8%）患者在术后6个月内发生了融合器沉降，AC与钛板联合椎间融合器相比，缺少前方钛板的支撑作用，导致术后有较高的融合器沉降发生率。但融合器沉降是否会影响临床疗效呢？Park等[19]研究发现，虽然与钛板联合椎间融合器相比，使用AC术后有较高的融合器沉降率，但是两组患者的临床症状均较术前均得到明显改善，提示AC影像学中表现出的沉降不一定存在与临床症状及疗效的相关性。

5.3邻近节段退变或邻近节段骨化

邻近节段退变是脊柱内固定术后常见的并发症，它是导致脊柱术后翻修的原因之一。邻近节段骨化是颈椎内固定术后邻近活动性节段与固定节段之间的不稳，进而导致骨化形成。在颈椎前入路手术中使用钛板联合椎间融合器时，为减少邻近节段骨化，应选择尽可能短的钛板，且钛板远、近端与邻近椎间隙的距离应>5 mm[21]。AC在应用时，需要操作空间小、对颈椎前方前纵韧带等结构破坏少，在上述方面均较钛板联合椎间融合器表现出了更优的临床结果[22]。

Shao等[23]对139例行单节段ACDF患者进行1年的随访，63例使用AC的患者中有8例（12.7%）发生了邻近节段退变，而在76例使用钛板联合椎间融合器的患者中有19例（25%）发生。在Yang等[24]对64例患者的研究中，邻近节段骨化在钛板联合椎间融合器组有12例（18.8%）患者发生钛板近端或远端骨化，而在AC组仅有1例（1.6%）发生了邻近节段骨化。Chen等[25]对72例多节段脊髓型颈椎病患者术后3年随访，发现在钛板联合椎间融合器组中有7例患者发生了邻近节段骨化，而在AC组中仅有1例。因此AC与钛板联合椎间融合器相比，有更低的邻近节段退变或骨化发生率。

6小结

综上所述，AC在临床应用中具有良好的力学稳定性、临床疗效好、融合率高等优点，是一个值得推广应用的颈椎前入路内固定装置。为取得最佳疗效，在使用AC时应注意选择合适的患者、颈椎疾病及手术节段。目前针对AC内不同填充物（自体骨、同种异体骨、合成材料）对融合率及沉降率的影响、AC置入术后骨痂对椎管侵占情况等方面的研究尚为数不多。

[参考文献]

[1]Smith GW，Robinson RA.The treatment of certain cervical-spine disorders by anterior removal of the intervertebral disc and interbody fusion[J].J Bone Joint Surg Am，1958，40-A（3）：607-624.

[2]Silber JS，Anderson DG，Daffner SD，et al.Donor site morbidity after anterior iliac crest bone harvest for single-level anterior cervical discectomy and fusion[J].Spine （Phila Pa 1976），2003，28（2）：134-139.

[3]Zilkens G，Rollinghoff M，Sobottke R，et al.Cage assisted fusion operation of the spine[J].Z Orthop Unfall，2009，147（6）：751-760.

[4]Li Z，Zhao Y，Tang J，et al.A comparison of a new zero-profile，stand-alone Fidji cervical cage and anterior cervical plate for single and multilevel ACDF：a minimum 2-year follow-up study[J].Eur Spine J，2016.[Epub ahead of print].

[5]Barbagallo G M，Romano D，Certo F，et al.Zero-P：a new zero-profile cage-plate device for single and multilevel ACDF.A single institution series with four years maximum follow-up and review of the literature on zero-profile devices[J].Eur Spine J，2013，22（Suppl 6）：S868-S878.

[6]Reis MT，Reyes PM，Crawford NR.Biomechanical assessment of anchored cervical interbody cages：comparison of 2-screw and 4-screw designs[J].Neurosurgery，2014，10（Suppl 3）：412-417.

[7]李国，严力生.采用自稳式双嵌片融合系统前路手术治疗神经根型颈椎病[J].临床骨科杂志，2016，19（4）：400-403.

[8]Scholz M，Reyes PM，Schleicher P，et al.A new stand-alone cervical anterior interbody fusion device：biomechanical comparison with established anterior cervical fixation devices[J].Spine （Phila Pa 1976），2009，34（2）：156-160.

[9]Nayak AN，Stein MI，James CR，et al.Biomechanical analysis of an interbody cage with three integrated cancellous lag screws in a two-level cervical spine fusion construct：an in vitro study[J].Spine J，2014，14（12）：3002-3010.

[10]Alimi M，Njoku I，Hofstetter CP，et al.Anterior cervical discectomy and fusion （ACDF）：comparison between zero profile implants and anterior cervical plate and spacer[J].Cureus，2016，8（4）：e573.

[11]王治栋，朱若夫，杨惠林，等.前路减压Zero-p椎间融合器与传统钛板联合cage融合内固定治疗脊髓型颈椎病的疗效比较[J].中国脊柱脊髓杂志，2013，23（5）：440-444.

[12]Njoku I，Alimi M，Leng LZ，et al.Anterior cervical discectomy and fusion with a zero-profile integrated plate and spacer device：a clinical and radiological study[J].J Neurosurg Spine，2014，21（4）：1-9.

[13]Wang C，Zhang Y，Yuan W.Early clinical outcomes and radiographic features after treatment of cervical degenerative disk disease with the new zero-profile implant：a 1-year follow-up retrospective study[J].Clin Spine Surg，2016，29（2）：E73-E79.

[14]Wang Z，Jiang W，Li X，et al.The application of zero-profile anchored spacer in anterior cervical discectomy and fusion[J].Eur Spine J，2015，24（1）：148-154.

[15]Jr Klimo P，Peelle MW.Use of polyetheretherketone spacer and recombinant human bone morphogenetic protein-2 in the cervical spine：a radiographic analysis[J].Spine J，2009，9（12）：959-966.

[16]王寧，何百祥，鲍刚，等.颈前路“零切迹”椎间融合器与传统钛板融合器内固定治疗单节段颈椎病的疗效比较[J].西安交通大学学报（医学版），2016，37（2）：174-177.

[17]Yang Y，Ma L，Liu H，et al.A Meta-analysis of the incidence of patient-reported dysphagia after anterior cervical decompression and fusion with the zero-profile implant system[J].Dysphagia，2016，31（2）：134-145.

[18]Fountas KN，Kapsalaki EZ，Nikolakakos LG，et al.Anterior cervical discectomy and fusion associated complications[J].Spine （Phila Pa 1976），2007，32（21）：2310-2317.

[19]Park JY，Choi KY，Moon BJ，et al.Subsidence after single-level anterior cervical fusion with a stand-alone cage[J].J Clin Neurosci，2016，33：83-88.

[20]Lee CH，Kim KJ，Hyun SJ，et al.Subsidence as of 12 months after single-level anterior cervical inter-body fusion.Is it related to clinical outcomes？[J].Acta Neurochir，2015，157（6）：1063-1068.

[21]Park JB，Cho YS，Riew KD.Development of adjacent-level ossification in patients with an anterior cervical plate[J].J Bone Joint Surg Am，2005，87（3）：558-563.

[22]Chen Y，Chen H，Cao P，et al.Anterior cervical interbody fusion with the Zero-P spacer：mid-term results of two-level fusion[J].Eur Spine J，2015，24（8）：1666-1672.

[23]Shao HY，Zhang J，Yang D，et al.Case-control study on Zero-profile implant for anterior cervical discectomy and fusion and conventional cage plate internal fixation for the treatment of single segmental cervical intervertebral disc herniation[J].Zhongguo Gu Shang，2016，29（6）：530-537.

[24]Yang H，Chen D，Wang X，et al.Zero-profile integrated plate and spacer device reduces rate of adjacent-level ossification development and dysphagia compared to ACDF with plating and cage system[J].Arch Orthop Trauma Surg，2015，135（6）：781-787.

[25]Chen Y，Chen H，Wu X，et al.Comparative analysis of clinical outcomes between zero-profile implant and cages with plate fixation in treating multilevel cervical spondilotic myelopathy：a three-year follow-up[J].Clin Neurol Neurosurg，2016， 144：72-76.