寰枢椎脱位融合方式的研究进展

申庆丰 李凌博 马诗博 夏英鹏

寰枢椎脱位(atantoatlas dislocation,AD)是上颈椎最为常见的疾病之一;其发病原因较多，包括外伤骨折、发育畸形、肿瘤、炎症以及退变等。寰枢椎脱位容易导致延髓受压，造成严重的后果，甚至直接威胁到生命，所以寰枢椎脱位往往需要通过手术治疗解除其对脊髓的压迫，同时重建寰枢椎的序列和稳定。近年来，随着对寰枢椎解剖结构及生物力学的深入研究，手术内固定方式选择越来越具有多样性及科学性，同时手术融合的方式也逐步呈现出多样化的进展。

一、寰枢椎后路椎板间融合术

早期寰枢椎之间的融合方式全部是行椎板间植骨融合术。这种操作相对简单，是通过对寰椎后弓和枢椎椎板打磨后，在两者间植入骨块或颗粒骨，并辅以内固定；其优点是操作相对简单。这类融合技术主要是对寰椎后弓与枢椎椎板间行植骨融合。Gallie[1]首先提出了固定融合术是后路捆绑技术；其固定方式是将钢丝或者丝缆环从寰椎后弓腹侧通过，然后环绕固定枢椎的棘突，从髂后上棘取髂骨块适当修整植骨于寰枢后弓与枢椎椎板之间，捆扎线的自由端缠绕自体骨上并且收紧。该手术方法操作简单安全，但融合方式抗旋转稳定性差，容易出现植骨区域不融合情况(不融合率达25%)[2]。Brooks等[3]在该技术上进行了改良，其技术特点是使用两根钢丝从寰枢后弓和枢椎椎板下方穿过，在寰椎后弓和枢椎椎板前缘之间，取大小合适的自体髂骨楔入在寰枢椎板间的两侧，同时收紧环绕在椎板和骨块两侧钢丝。该固定融合术与之前固定融合术相比，不仅提高了C1、2之间的旋转稳定性，同时对C1、2之间的植骨块有加压作用，提高了植骨融合率(高达93%)[4]。随着研究发现，早期后路钢丝固定融合技术无法提供颈部活动时抗旋转性及足够稳定性，手术失败率风险高且手术过程中易损伤脊髓[5]。之后出现了后路夹板技术，包括Halifax技术与美敦力公司研发的Apofix内固定系统[6-7]；其操作方式就是在寰椎后弓和枢椎椎板两侧分别植入连接用的椎板钩，使用套管用来连接两侧的椎板钩，然后将大小合适的髂骨块植入在寰枢椎椎板间，通过套筒在上下椎板间加压固定，与后路丝线内固定系统同样是在寰枢后弓与枢椎椎板间植入骨块，在矢状面加压促进融合。虽然后路椎板钩系统对脊髓的损伤大大降低，但该后路内固定融合技术抗旋转稳定性较螺钉内固定系统低，同样要求寰枢椎后路结构完整，且重建寰枢关节的稳定性效果均不太理想。继而出现后路经寰枢椎侧块关节螺钉内固定技术[8]。该技术就是将螺钉植入两侧寰枢椎侧块关节。手术方式同样是在寰椎后弓与枢椎椎板间植骨，然后加压促进融合。当寰椎后弓及枢椎椎板不完整时，Magerl关节螺钉技术同样可以对上颈椎完成固定。这正是与丝线及夹板技术相比的优势所在，由此减少了脊髓损伤的风险[9]。然而，Magerl侧块关节螺钉技术不具有对寰枢椎脱位进行解剖复位的功能，而要求先行复位，同时在完成该技术的手术过程中对部分鹅颈畸形、肥胖的患者组织分离操作困难。Goel等[10]首次应用钉棒内固定技术行上颈椎固定。该技术将螺钉植入C1与C2的侧块，与单纯的Magerl侧块关节螺钉固定相比，其稳定性能更强[11]。与 Magerl侧块关节螺钉技术相同，Goel技术同样是在C1后弓与C2椎板间植入合适的骨块加压融合。

单纯性可复性寰枢椎脱位的患者一般仅仅行后路椎板间植骨融合术就有很好的融合效果；而寰枢椎后路椎板融合术只有寰椎后弓和枢椎椎板的表面可以作为融合的植骨床，在该植骨床之间只能平铺植骨无法承载压缩载荷。同时寰椎后弓和枢椎椎板的表面均为皮质骨，因此进行植骨融合的操作过程中，需磨除或咬除骨皮质并裸露出松质骨或至骨表面渗血，充分处理椎板间的皮质骨，才能达到更好的融合效果。由于其操作简单，可以作为基本的融合方式，根据需要再联合其他融合方式以提高融合率，保证手术疗效。随着寰枢椎内固定技术的发展，目前也可以获得不错的融合率，但是对于一些先天性椎板缺如或需要椎板减压的患者并不适用。

二、寰枢椎侧块关节融合术

后路寰枢椎侧块关节松解植骨融合术由Goel[12]最先应用于治疗合并颅底凹陷症寰枢椎脱位。其具体的方法为植入寰枢椎后路螺钉后，分离显露同时切断C2神经根，充分暴露寰枢椎侧块关节，应用尖刀将关节突边缘附着的囊壁韧带组织切开进入关节腔，应用刮匙刮除关节面软骨，松动关节面，复位后髂后上棘取骨植入寰枢侧块关节腔内。其优点是由于寰枢侧块关节间植骨在解剖上类似于其他脊柱节段椎间植骨，由植骨块承受一定压力载荷；所以植骨融合率高，而且需要的植骨量较少，融合时间短。谢梦琦等[13]通过临床研究发现，Goel技术联合寰枢椎侧块关节植骨融合治疗寰枢椎不稳与单纯Goel技术相比疗效相当，不增加术中出血量及手术时间，可以增加植骨面积,增加骨融合率，可以作为上颈椎融合的补充技术。孙龙等[14]应用改良Goel技术治疗ChiariⅠ型畸形合并颅颈交界骨性畸形患者，通过侧块关节松解、体位复位和器械复位,大部分患者都能实现满意的复位及解压效果；该技术对ChiariⅠ型畸形合并颅颈交界骨性畸形有不错的疗效。Ghostine等[15]在手术过程中将C2神经根一侧牵拉处理C1/2侧块关节，植入从患者自身头颅骨上切除的自体骨。通过多年的随访发现，手术的87例患者C1/2侧块关节融合率100%，有2例表现为C1螺钉撞击C2神经根引起的枕部头痛，余患者恢复良好。有长期随访研究显示，对合并骨质疏松寰枢椎脱位的21位患者在椎板间融合的基础上行侧块间植骨融合术，可以明显的提高患者上颈椎的远期融合率(融合率=100%)，而且融合时间较短(7～9周)，获得了良好的手术疗效[16]。寰枢椎侧块关节融合技术不仅可以通过后路进行操作，同样可以从前路进行操作。Yin等[17]研制了经口前路寰枢椎复位钢板内固定系统。该系统可利用固定复位装置实现上颈椎完美解剖复位，具有优良的生物力学稳定性。术中可一次性完成复位、减压、固定、融合操作，是目前应用最为广泛的寰枢椎前路手术技术之一。该技术融合的方式是从前路松解侧块关节，然后通过在侧块关节间植骨、加压促进其融合。

侧块关节融合首先适用于先天寰椎后弓或枢椎椎板缺如，或者需要做C1/2椎板减压的患者。由于无法行椎板间植骨融合，侧块关节融合就成为了唯一的融合方法。另一类适应证是对于伴有骨质疏松患者。骨质疏松会明显降低内固定的把持力，容易出现内固定拔出情况，从而导致寰枢椎不融合，手术失败。为了增加融合的确定性，在做椎板间融合的同时行侧块间的植骨融合，植骨块承受了一定的压力载荷，且植骨接触面积较大，更有利于植骨融合。此外，强直性脊柱炎或弥漫性特发性骨质增生症患者出现寰枢椎脱位，很多时候C2和下颈椎融合，而C1和颅骨融合。这时做寰枢椎融合，C1/2内固定应力会明显增大，所以需要补充侧块关节间融合，来增加融合率，降低内固定失败风险。

三、融合器的应用

随着寰枢椎手术技术的进步，为了进一步提高手术融合效果，越来越多的寰枢椎融合器应用到临床。目前主要有寰枢椎后路侧块关节间融合器、寰椎后弓与枢椎椎板间融合器、寰枢椎板间融合器、寰椎后弓与枢椎棘突间融合器、寰枢椎前路侧块关节融合器，融合器材料主要是钛合金、聚醚醚酮等。

1.寰枢椎后路侧块关节间融合器：Gole等[18]首先应用后路钉板系统联合经后路寰枢椎侧块关节融合器治疗24例合并颅底凹陷症寰枢椎脱位患者。随访过程中患者不适症状均有不同程度的改善；末次随访显示患者寰枢椎间均达到骨性融合。该处复位高度未见丢失，没有出现血管、神经损伤及感染等并发症。该关节融合器可以有效恢复寰枢椎侧块间隙高度，但缺少对寰枢椎水平脱位复位的力学操作。对此，段婉茹等[19]应用宣武枕颈复位内固定系统，对合并颅底凹陷症寰枢椎脱位患者进行两侧侧块关节松解撑开，松解寰枢椎前方的张力带，两侧侧块间隙植入融合器，螺钉固定，锁紧螺帽完成复位、融合、固定操作。所有患者在术后12个月关节间均达到骨性融合，未见融合器移位、塌陷。Li等[20]在解剖学研究的基础上设计了寰枢椎侧块关节间融合器，与后路钉棒一起应用。一方面通过侧块关节融合器的植入，为寰枢椎间的融合提供新的融合方式，加强关节的旋转稳定性，适用于寰椎后弓、枢椎椎板切除减压没有足够植骨床的患者；另一方面通过标本模型的三维力学发现，当寰枢椎后方结构不完整时寰枢椎侧块关节融合器联合后路椎弓根螺钉与单纯椎弓根螺钉固定的三维稳定性相当。曹渊武等[21]将腰椎聚醚醚酮植入寰枢椎侧块关节用于寰枢椎的撑开复位。该方式治疗寰枢椎脱位不影响手术疗效，且随访发现，并未出现传统关节突关节撑开方法导致的并发症。Liu等[22]通过寰枢侧块关节松解、植入侧块间融合器可以成功治疗寰枢椎脱位，提高了手术方法的安全性及有效性。邹小宝等[23]认为虽然侧块关节融合器可以作为治疗寰枢椎脱位的一种融合方式，但寰椎后弓与枢椎峡部之间有C2神经和丰富的血管[24]，在充分显露寰枢侧块关节操作中极易损伤静脉致出血，同时也易损伤C2神经，该融合方式操作难度大，因此其推广受到了限制。因此，寰枢椎后路侧块关节间融合器是最接近胸腰椎椎间融合器的产品，可以维持寰枢椎的复位效果，提高融合率；尤其是对于合并颅底凹陷症的寰枢椎脱位患者，可以通过撑开寰枢椎侧块关节，下拉齿状突同时复位脱位的寰椎，从而治疗颅底凹陷症，具有很好的应用前景。

2.寰椎后弓与枢椎椎板间融合器：Matsumoto等[25]最先介绍对5例合并类风湿性关节炎寰枢椎脱位患者行寰枢椎经关节螺钉固定，同时将填塞自体骨的钛笼置于寰椎后弓与枢椎椎板间的正中位置，并用钛缆捆绑固定。随访发现，所有的患者均骨性融合，未出现重大并发症。该方法提供了更稳定的固定，更好的维持了寰枢椎的曲度。Huang等[26]在寰枢椎脱位患者的寰椎后弓与枢椎椎板间植入骨移植物，并通过微孔板固定。通过对实施该手术的31例寰枢椎脱位的患者长期随访发现，椎板间融合率为96.77%，未发生与微孔板相关的并发症，证实了该融合方式的有效性。虽然寰椎后弓与枢椎椎板间融合器可以增加骨融合率同时可以获得更加坚固融合，但是该钛笼位于脊髓的背侧，与脊髓表面直接接触，容易损伤脊髓，因此未在临床上广泛试用。

3.寰枢椎板间融合器：邹小宝等[27-29]提出了寰枢椎板间融合器的设计理念，即将融合器置于寰椎后弓与枢椎椎板上，并利用微型螺钉固定，通过CT测量成人寰枢椎后方解剖结构数据设计寰枢椎板间融合器以及有限元方式证实了其生物力学的稳定性。寰枢椎板间融合器虽然不具有寰椎后弓与枢椎椎板间融合器支撑作用，但相比于其前后路侧块关节融合器及传统的植骨融合方式有以下优点：(1)手术视野清晰，操作简单，风险较小；(2)集中植骨，可减少植骨量，降低自体取骨对患者的损伤；(3)增加寰椎后弓与枢椎椎板间的接触应力，促进融合。

4.寰椎后弓与枢椎棘突间融合器：目前关于寰椎后弓与枢椎棘突间融合器鲜见报道。Ryu等[30]在对11例合并类风湿性关节炎寰枢椎脱位的患者治疗中，将填塞自体骨的钛笼置于寰椎后弓与枢椎棘突之间，并用钛缆穿过枢椎椎板固定。所有患者恢复良好，均获得骨性融合。与自体骨做植骨融合材料相比，钛笼可以增加骨融合率且能获得更加坚固融合，但钛缆在穿过枢椎椎板过程中，容易损伤脊髓。潘保顺等[31]设计了带融合器寰枢椎后路内固定系统。该系统由寰椎后路钢板、融合器、及枢椎后路钢板相结合的方式组成。该融合器置于寰椎后弓与枢椎棘突间，较以往的椎板间及侧块间融合有以下优势：(1)寰椎后弓与枢椎棘突间接触面积大、植骨量大；(2)融合器位于寰椎后弓与枢椎棘突间具有支撑作用，增加内固定稳定性；(3)融合器与内固定装置一体化设计，简化操作，不容易损伤脊髓。但该固定系统不足的是在上颈椎复位方面有所欠缺。

5.寰枢椎前路融合器：目前对寰枢椎前路融合器的研究报道仅见前路侧块关节间融合器。Wang等[32]通过3D打印设计了一款前路寰枢椎固定融合装置。该装置除了可以在各种运动方向提供钉棒系统的稳定性外，相比于传统的前路TARP装置，结构更加简单。装置上的微型多孔结构可以更加促进骨融合，同时可能更好地促进咽后壁的伤口愈合。廖文胜等[33]设计一款寰枢椎侧块关节间固定融合器，将前路固定用的板状结构装置与融合器合二为一，融合器放置于寰枢椎侧块关节之间。该融合器除了有助于融合，还可以起到支撑和维持复位的作用，固定融合器的固定效果在轴向稳定性方面优于后路钉棒系统。莫少东等[34]通过三维建模生物力学发现，其设计的新型经口前路侧块关节融合器其支撑力强于自身的植骨块, 增加了骨融合率，避免出现钢板普遍存在的应力遮挡效应以及取髂骨时引发的取骨区并发症现象。邹小宝等[35]采用经口咽前路减压侧块关节融合器植骨融合联合C-JAWS(颈椎压力固定器)治疗难复性寰枢椎脱位，总结出该手术有以下优点：(1)寰枢椎侧块关节融合器代替单纯髂骨块植骨，既可以起到复位作用，具有良好的生物力学稳定性，还可以提高寰枢椎之间的骨融合率；(2)C-JAWS装置具有加压作用可以促进植骨融合；(3)体积较小，手术操作简单，便于与咽后壁组织贴合，降低感染率；(4)避免了后路手术，可以经前路完成固定、复位、融合操作。

总之随着现在寰枢椎研究的不断深入，不少新型技术和融合方式蓬勃发展，尤其是寰枢椎侧块关节间植骨；甚至融合器的植入，可以明显提高手术融合效果。虽然其操作相对复杂，但是并不明显增加手术并发症，具有较好的应用前景。随着融合器的研究不断深入，设计不断完善，寰枢椎融合器会在临床上更加广泛的应用。值得注意的是，寰枢椎手术仍是高风险手术，应该严格把握手术适应证。在保障手术成功率的同时，要选择合理的个体融合方式，确保远期效果，是每一个临床大夫应该注意和努力的方向。