植骨漏斗加螺旋式刀片在胸腰椎骨折经伤椎椎弓根植骨中的应用

薛奋勤

摘要：目的 探讨植骨漏斗加螺旋式刀片在胸腰椎骨折经伤椎椎弓根植骨中的应用。方法 已设计出系列植骨漏斗加螺旋式刀片工具，为经伤椎椎体植骨提供可靠、有效通道，减少在植骨过程中出现的椎弓根崩裂、植骨块在椎弓根通道中的崁顿、摩擦力，从而提高植骨效率。结论 植骨漏斗加螺旋式刀片使经椎弓根植骨方式较目前传统的植骨方式更快捷、更安全、更有效，但仍有改进及完善空间。

关键词：植骨漏斗加螺旋式刀片;伤椎;植骨

1研究背景

治疗胸腰椎骨折，目前大多经后路相邻椎体安置椎弓根钉置钉后撑开。但部分椎体压缩超过50%或暴力骨折，骨小梁大部分被压缩，骨修复过程受到影响，成骨不能完成纤维连接，呈“蛋壳样椎体”改变，前中柱的承载功能丧失，单纯靠后外侧植骨融合不足以获得足够的稳定性，有可能出现晚期内固定松动折断和矫正角度的丢失[1]。生物学研究发现，脊柱的稳定性主要依靠前中柱，其提供80%的负重。因此对于骨小梁压缩严重的暴力骨折，应当加用伤椎椎体内植骨，以恢复椎体的承载功能。

文献报道[2]，伤椎重建和固定有一定疗效。如何通过伤椎椎弓根向椎体内植骨，方法各有不同，付裕[3]等通过带有导棒的漏斗状植骨套管进行植骨。贾斌等[4]通过自制的直径约6.5 mm套筒经伤椎椎弓根通道插入椎体，以特殊的圆棒将植骨物推入椎体。在椎体严重骨折时，经椎弓根打压植骨易撑出椎体外，甚至突向椎管，反而加重椎体损伤和椎管狭窄，造成医源性损伤。报道经伤椎植骨时，骨粒经椎弓根内侧壁骨折处进入椎管。候永样[5]认为，植骨的颗粒通过连接棒推入，忌暴力打压植骨，以避免复位的椎体骨块移位进入椎间隙或突入椎管。周飞等认为植骨过程应用套管，避免内植物外溢，骨块过大有撑破椎弓根危险。总之，通过椎弓根扩孔后，直接往椎体内打压植骨块有可能崩裂椎弓根，甚至通过破裂椎体进入椎管或椎体外，有的通过椎弓根扩孔后置入植骨漏斗，力量过小，植骨块无法进入椎体;过大，植骨块有潜在进入椎体外的风险。

为克服以上缺点，本课题组研发了植骨漏斗加螺旋式推进刀片。其工作原理是通过椎弓根扩孔后，置入相应直径植骨漏斗，插入螺旋式刀片;通过刀片旋转，将经过初步修剪的碎骨块推入椎体内，并将推入椎体的骨粒依靠螺旋式刀片的旋轉，将骨块呈“同心圆”推入四周。与传统的植骨方式相比，因为有植骨漏斗的保护，减少了椎弓根撑破的危险;同时植骨块是通过旋入方式进入椎体，减少了直接打压进入椎体外的风险及椎体内植骨不均匀的缺点。

2研究方法及技术路线

获取正常人体椎弓根相应参数，手工绘出植骨漏斗及螺旋式刀片的图形，请相关公司生产出初级产品。在吕梁市卫生学校解剖实验室，利用尸体解剖标本模拟胸腰椎骨折，使用该器械进行植骨，将发现的问题再次反馈，改进器械。在临床实践中，使用该器械进行植骨，进一步发现问题，提出改进意见，并二次将信息反馈给器械制造商，以完善植骨器械。同时总结资料、统计分析、撰写论文。

3器械陈述

该器械（系列产品）由植骨漏斗及螺旋式刀片两部分组成。植骨漏斗由漏斗部及柄部两部分组成。

漏斗部呈中空圆椎状，上宽下窄，下部与柄部相连，用于临时盛装植骨材料，如自体经减压后所形成的骨屑、同种异体骨、人造骨等，防止植骨材料黏附在周围软组织上;柄部为植骨通道，其外直径根据正常人体椎弓根直径从3.5mm起，每隔0.5mm一个规格，最大为7.0mm，柄部长度统一设计为7.0cm，基本可满足所有正常人体椎弓根需要，具体使用时应根据个体椎弓根长度决定插入深度。植骨漏斗柄部头部有两种模式，即平头与斜头。平头的横断面与柄部垂直;斜头的截面与柄部有一定角度，植骨时将斜面朝向椎体中线，有利于植骨块向椎体中心弥散，可提高植骨效率。

螺旋式刀片由杆部与螺纹部组成。螺纹部呈螺旋状，其直径与漏斗柄内直径相匹配，宽度与深度可根据植骨材料颗粒的大小选择。植入较大骨粒时，可选择较大螺纹距离与较深沟槽螺旋刀片;植入较小骨粒时，可选择较小螺纹距离与较浅沟槽螺旋刀片。将螺旋式刀片插入植骨漏斗柄内，逆时针方向旋转为骨粒向椎体内输送模式，顺时针方向旋转为骨粒反推模式，其杆部末端为操作方便，可设计呈T型把手，亦可设计成螺帽，用螺丝刀拧入。植骨漏斗加螺旋式刀片目前材质暂为不锈钢，出于消毒与重复使用的要求，其基本要求为耐高温、不变形、低黏附性能。

4特殊说明

关于伤椎椎弓根植骨通道的建立，跟常规椎弓根置钉基本相同。在伤椎“人字嵴”顶点使用开口椎开口，开路椎开路，使用椎弓根探子探测椎弓根“五壁”，即上、下、内、外及椎体前方皮质。确认各皮质完整后，为有效容纳植骨漏斗柄部，使用椎弓根丝椎进一步扩孔，清理椎弓根内松质骨，建立椎弓根有效植骨通道，并需再次确认椎弓根五壁的完整性。对于采用双侧椎还是单侧椎弓根建道，需视术前椎体压缩程度而定。本人认为，若术前椎体高度被压缩1/2～3/4，选择双侧建立椎弓根植骨道为妥;若椎体压缩小于椎体高度1/2，在伤椎一侧置入椎弓根钉的情况下可考虑单侧（另一侧）建立椎弓根骨道。关于伤椎椎体植骨后是否可依然使用伤椎椎弓根固定，本人认为，为防止植骨后伤椎高度丢失、内固定失效，依然可以使用椎弓根固定。对于先撑开复位伤椎高度还是先植骨，视具体情况确定。若患者俯卧位、腹部悬空、脊柱自然曲度恢复后，伤椎椎体高度恢复满意，可考虑先给予伤椎椎体建立植骨通道并植骨;若伤椎椎体高度自然恢复不良，难以形成有效植骨空间及容积，需选择先复位伤椎椎体高度，然后给予伤椎椎体植骨。但有一个现实的问题，若在伤椎上下位椎体置入双侧椎弓根螺钉并安装双侧纵棒（连接棒），撑开复位后，双侧纵棒（连接棒）正好将伤椎椎弓根骨道开口处遮挡，无法建立植骨通道或建立困难。我们的经验是，在伤椎上下位椎体置入双侧椎弓根螺钉并安装双侧纵棒（连接棒），撑开复位后，锁紧椎弓根尾丝，在透视伤椎椎体高度恢复满意后，保持一侧椎弓根及连接棒的有效固定，松开尾丝，拆除另一侧纵棒（连接棒）。在一般情况下，伤椎椎体高度依然可依靠另一侧椎弓根螺钉维持伤椎椎体有效高度，然后按照上述路径给予伤椎椎弓根开口，建立植骨通道，完成植骨;安装纵棒（连接棒），适度撑开，锁紧上下位椎体椎弓根尾丝;拆除另一侧纵棒（连接棒），给予另一侧伤椎椎弓根开口，建立植骨通道，完成植骨;再次安装纵棒（连接棒），适度撑开，锁紧上下位椎体椎弓根尾丝，在透视确认伤椎椎体高度及上下位椎间盘高度恢复满意后，结束手术。若伤椎椎弓根植骨后因种种原因未予置钉，为防止钉道出血，可用明胶海绵堵塞钉道后，骨蜡封堵伤椎钉道开口。

5研究工作主要进展和所取得的成果

已设计出系列植骨漏斗，为伤椎植骨提供可靠、有效的通道，减少在植骨过程中出现的椎弓根崩裂、植骨块在椎弓根通道中的崁顿、摩擦力，提高植骨效率。通过螺旋式刀片的旋转，可将同种异体骨骨屑或其他植骨替代物输送入椎体内，减少暴力打压出现的植骨材料被外力压缩，节省植骨材料;并通过螺旋式刀片头部的旋转，使已植入椎体的植骨材料向周围空虚处缓和推挤，避免以往打压植骨方法可能出现的植骨材料被打入椎体外;其插入的深度可通过植骨漏斗实现有效把控，防止以往打压使植骨出现的可能误伤椎前血管及神经，安全性得到有效保障。此外，使植入傷椎的植骨材料为骨的长入提供支架，有效缩短骨愈合的时间，可有效防止术后出现椎体高度丢失，减少术后长期卧床出现的系列并发症。

6存在的问题及其他需要说明的情况

但由于创伤性椎体骨折不同于骨质疏松，或者骨质疏松程度较轻，椎弓根建道可能出现困难，同时还需避免暴力建道，植骨漏斗需要位于椎弓根中央再向椎体后缘插入，再按照骨折位置微调插入方向，从而达到理想植骨部位。因为锥体骨质量较佳，手术中更难使用球囊来支撑复位，需要结合手术前体位复位以达到良好的恢复效果。此外，手术中的精确建道也十分重要，需要将植骨漏斗柄推入到椎体压缩侧椎体终板下3～5 mm处，以便植骨材料尽可能接近伤侧终板，避免椎体高度的丢失。

关于椎体骨折，传统手术方式能够撑开、加压伤椎上下椎体，使用前后韧带起到夹持功能，促使骨折端复位，从而达到愈合效果。但传统手术方式无法实现骨小梁结构的修复以及缩小椎体骨质间间隙，手后椎弓根可能出现移动、脱落等情况。但随着研究不断深入，植骨漏斗加螺旋式刀片联合情况下可缩小后凸Cobb's角、改善ODI评分，降低内固定失败的概率。对于在实验阶段的器械使用，植骨材料及模拟的植骨环境均为干性环境，植骨材料及植骨器械无黏附性，基本可实现植骨材料的无阻力输送。但在实际手术过程时，由于血液有一定黏度，可能将植骨材料黏附于植骨漏斗的沟槽内，为植骨材料的输送造成一定障碍。后续解决办法为，在植骨漏斗的尖端加一齿状凸起，对已经进入漏斗尖部的植骨材料进行勺刮。螺旋式刀片的螺纹过密或螺纹的沟槽过浅，使体积较大的植骨材料输送有一定的困难。后续解决办法为，增宽螺纹间距、加深沟槽。关于其植骨漏斗柄头部为斜面型，目前暂定其角度为45°，具体设计为多大角度更有效，需要在实践中不断探索与总结。植骨漏斗加螺旋式刀片目前材质为不锈钢，出于消毒与重复使用的要求，其基本要求为耐高温、不变形、低黏附性能。出于生物稳定性的要求，后续可考虑参考目前骨科常用内植物材质要求，使用钛合金材质。

7结语

在胸腰椎骨折治疗中运用植骨漏斗加螺旋式刀片，以实现伤椎椎体顺利植骨目的。螺旋式刀片是一种特殊设计的插入装置，借助于几何导向曲线，使用新型脊柱弓根螺钉内固定系统，螺旋式刀片经增宽螺纹间距、加深沟槽，从而达到多角度内固定及复位目的。两者同时使用，可改善软组织损伤，减少肌肉失神经支配、萎缩等病症，缩短住院时间，促进患者早期活动和功能训练。此外，手术中的精确建立植骨通道也十分重要，需要将植骨漏斗柄头部推入到椎体压缩侧椎体终板下3～5 mm处，以便植入的植骨材料尽可能接近伤侧终板，避免椎体高度的丢失。

参考文献

[1] 周其章，刘永恒，梁必如.经椎弓根植骨内固定治疗胸腰椎骨折的临床分析[J].中国骨与关节损伤杂志，2006 （4）：283-284.

[2] 李治国，陈志东，马治国，等.经椎弓根伤椎内植骨内固定治疗胸腰椎骨折[J].实用骨科杂志，2006，16（9）：670-672.

[3] 付裕，霍洪军，杨学军，等. 伤椎后路椎弓根螺钉置入并椎体内植骨重建胸腰椎椎体的高度[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，15（43）： 8075-8078.

[4] 贾斌，张勇，郑洁.经皮椎弓根螺钉伤椎内固定并椎体内植骨治疗胸腰椎骨折22例疗效分析[J].中华实用诊断与治疗杂志，2011，25（10）：1011-1012.

[5] 侯永洋.庞施义.徐亚斌，等，伤椎固定椎体内复位植骨治疗胸腰椎爆裂性骨折[J].实用骨科杂志，2013，19（2）：149-152.