万向椎弓根螺钉在A3型胸腰段骨折短节段固定中的应用

陈盈君 程庆华 吴战坡 陈优民 高增鑫(通讯作者)

(1 南京溧水区人民医院骨科——东南大学附属中大医院溧水分院，江苏 南京 211200；2 东南大学附属中大医院——南京溧水区人民医院)

临床上脊柱爆裂骨折约占脊柱骨折的10%-20%[1]，其中胸腰段骨折是脊柱骨折高发部位，约占40%-60%[2]，多为车祸、高处坠落等高能量损伤，多发于青壮年。虽然已经有大量的文献报道描述这些骨折的保守治疗、手术复位方法及固定方式，但对于胸腰段爆裂骨折的手术治疗仍然存在争议[3]。本文对我院骨科2016年1月-2017年12月收治的23例应用万向椎弓根螺钉经伤椎短节段内固定手术的A3型胸腰段骨折患者进行回顾性分析，探讨万向椎弓根螺钉在经伤椎短节段固定治疗胸腰段A3型爆裂骨折可能性，现报告如下。

临床资料

1 一般资料：共收集我院骨科2016年1月-2017年12月收治的应用万向椎弓根螺钉经伤椎短节段内固定手术的A3型胸腰段骨折患者23例。其中男性15例，女性8例，年龄25-61岁，平均年龄40.3岁。按损伤椎体：胸12椎体骨折12例，腰1椎体骨折10例，腰2椎体骨折1例；上终板骨折22例，下终板骨折1例。AO分型为A3型。根据Frankel神经功能分级[4]：D级4例，E级19例。所有患者入院后给予绝对卧床，4例合并神经功能障碍患者给予甘露醇、地塞米松治疗，23例患者均在入院后2周内手术，术后神经功能恢复达到E级。

2 手术方法：采用全麻俯卧位，腹部悬空，术前通过体位复位，术区消毒铺巾。C型臂透视下确定伤椎，并以伤椎为中心做后正中切口，切口长约7cm；骨膜下剥离双侧椎旁肌肉，显露伤椎、上(或下)位椎体棘突及双侧关节突关节，确定进针点，C臂透视下向椎弓根内各旋入1枚椎弓根螺钉，下位椎体置入万向椎弓根螺钉，方向斜向椎体前下方，上位椎体置入单向固定椎弓根螺钉，方向平行于上终板。双侧椎弓根螺钉上开口中放置合适长度预弯钛棒，旋入尾帽并进行撑开复位，并锁紧螺钉尾帽。冲洗创口逐层闭创，采用皮内缝合法缝合皮肤，不常规留置引流。手术均由有经验主任医师完成，所有病例未做植骨及椎管减压。

3 术后处理：术后卧床心电监护，24小时内预防性应用抗生素，术后2天开始腰背肌锻炼并积极双下肢直腿抬高锻炼，不常规抗凝治疗；伤口隔日换药，卧床1周后佩戴支具离床活动。

4 评价标准及统计学分析：所有患者均完成了12个月随访，分别于术前、术后及12个月随访时采用VAS视觉模拟评分以及Frankel神经功能分级评估患者术前术后疼痛及神经功能恢复情况，并通过X线或CT测量Cobb角度变化及伤椎椎体高度压缩比评价手术效果。术前术后Cobb角采用伤椎上位椎体上终板与伤椎下位椎体下终板测量评估[5]。其中椎体压缩比=伤椎前缘高度/伤椎相邻上下椎体前缘高度和的平均值[6]。VAS评分，Cobb角及椎体压缩比数据采用重复测量数据方差分析，Bonferroni检验用于组间多重比较，Frankel神经功能分级采用Fisher精确检验，P< 0. 05有统计学意义。

5 结果：VAS疼痛评分在术前、术后及12个月随访时存在显著差异(F2.44=332.087，P<0.05)，其中术前与术后，术前与12个月随访，术后与12个月随访均存在显著差异(Bonferroni检验，P均<0.001)；前矢状位Cobb角和伤椎椎体高度椎体压缩比3组存在显著差异(F1.025，22.553=64.886，P<0.05；F1.153，25.369=382.527，P<0.001)，事后检验示术前与术后，术前与12月时均存在显著差异(Bonferroni检验，P均<0.001)；Frankel神经功能分级在3组间无显著差异(FFisher=4.573，P=0.118)，详见表1。

表1 术前、术后、12个月随访各指标变化情况

讨 论

胸椎后凸逐渐向腰椎前凸转换，由活动相对固定的胸椎到活动度相对较大的腰椎，失去了胸廓的保护，当脊柱受到轴向压缩、屈曲牵拉等暴力时，应力容易集中在此区域造成脊柱损伤骨折。应力通过终板导致椎间盘破裂，并进一步引起骨块向外“爆裂”，Denis称之为“爆裂骨折”，是一种以椎体前高度丢失和椎体后方骨块突入椎管为特征的损伤[2]，属于不稳定骨折。胸腰段爆裂骨折保守治疗仅适用于无脊髓神经损伤、力学属于基本稳定的患者。但经保守治疗的患者中有近20%患者出现疼痛情况或神经功能损害进一步加重，远期脊柱后凸畸形发生率也显著增加，即保守治疗不能进行理想的复位，复位后椎体高度丢失情况更为常见。对于不稳定脊柱骨折，由于长期卧床产生较高的卧床并发症，以及远期继发脊柱后凸畸形等并发症，因此多数学者主张手术治疗。

胸腰段骨折手术治疗的目的是尽早解除椎管内压迫、重建脊柱稳定性、减轻患者痛苦并允许患者早期功能锻炼活动，减少并发症。胸腰椎骨折手术远期并发症主要是内固定松动、断裂，椎体高度以及矫正角度丢失等，而Defino研究显示，所有接受内固定手术的爆裂性骨折患者都存在不同程度的复位丢失，但其影像学表现和功能无相关性，而与骨折椎体相邻的椎间盘高度的降低有明显相关性[2]。相比于传统跨伤椎椎弓根螺钉固定，短节段经伤椎固定复位更直接，可直接通过螺钉及椎间盘进行撑开复位，效果更确切，复位成功率更高。有研究表明，椎体压缩程度及骨密度是影响术后椎体“空壳现象”发生的独立危险因素，与伤椎置钉情况、螺钉位置与术后椎体“空壳现象”的发生无相关性[6]。国内学者认为远期椎体高度丢失与椎体终板骨折的严重程度有关，即使术后伤锥含有腔隙，只要终板保持完整，术后椎体高度就不易丢失[14]。本研究是通过利用椎弓根螺钉对骨折部位直接进行撑开复位，复位效果更好。通过X线及CT测量伤锥Cobb角度及伤锥椎体高度压缩比并没有明显丢失，手术效果可靠。脊柱骨折手术早期稳定性来源于有效内固定，Shepard 等通过体外实验，证实使用万向椎弓根螺钉不会降低内固定系统稳定性，而且在使用万向螺钉时抗旋转稳定性更高[8]，万向螺钉的设计在钉尾和体结合部有一定活动度，从而减少固定棒与螺钉固定的应力集中，从而增加内固定系统的抗疲劳性。国内学者通过有限元法分析，也认为单向椎弓根螺钉和万向螺钉固定均可承载大部分应力，而且万向螺钉在降低其最大轴向位移、最大弯曲度、椎弓根螺钉固定系统最大应力以及椎间盘的最大应力较单向椎弓根螺钉优势明显[9]。骨折通过植入预弯钛棒进行复位，阎崇楠等[10]通过有限元模拟分析，认为腰段骨折内固定术中固定棒预弯15°-25°可使固定棒应力分散，减少内固定失效发生，提高内固定系统稳定性。国外学者在尸体上的研究发现伤椎内固定比后路短节段内固定的稳定性、畸形矫正效果要好[11]。本研究中上位椎体采用单向固定螺钉，而下位椎体采用万向椎弓根螺钉，增加了抗旋转稳定性，减少了螺钉尾端应力，符合螺钉固定力学原理。有研究表明，胸腰段椎体的骨密度存在区域性差异，这也是临床上椎体骨折多发于椎体前上部的原因之一[7]。也为指导术中螺钉置入方向提供了理论指导。本研究中椎弓根螺钉进钉方向为上位椎体平行于上终板，而下位椎体斜向椎体前下方，正符合胸腰段椎体的骨密度的区域性差异，提高椎弓根螺钉的把持力，降低了术后椎体高度丢失的风险。椎弓根螺钉固定稳定性与其置入椎体的深度显著相关。椎弓根螺钉置入越深入，椎体稳定性越强[12]。Uehara等[13]研究发现螺钉直径≤4．5mm更易发生松动。然而当骨质疏松时椎弓根螺钉直径增大并不能增加其把持力，而进钉深度是增加螺钉把持力的重要影响因素。术前测量椎弓根的直径、进针点至椎体前缘的长度，以及椎弓根螺钉内倾角，减少术中出现椎弓根螺钉直径过小把持力不足或椎弓根钉过粗致使椎弓根破壁造成神经损害的风险，避免了钉子过长出现血管损伤风险。根据术前测量结果，选择合适长度椎弓根螺钉，最好达到双皮质固定，增加把持力，避免撑开过程中出现螺钉切割造成复位失败。本研究采用双皮质椎弓根螺钉固定，尤其是对骨质疏松患者双皮质固定，可有效增加稳定性，减少螺钉切出风险。

总之，应用万向椎弓根螺钉经伤椎短节段固定治疗A3型胸腰段骨折是对骨折椎体进行直接复位，复位固定可靠，同时这种治疗固定节段少，损伤小恢复快，能显著减轻患者痛苦，对矫正脊柱后凸畸形及恢复椎体高度效果良好，且远期疗效较好，临床应用不失为一种较好的手术方式。