斜向与横向置入融合器对腰椎融合手术疗效和融合率的影响

李中华，李增超

(河南省驻马店魏道德骨科医院骨二科，河南驻马店 463000)

目前，临床医生在腰椎后路融合手术中置入单枚融合器时，一般以斜行置入方式为主，其操作简便，只需沿切除的关节突斜行置入椎间隙即可，且可提供足够的稳定性和较高的融合率[1]。但单枚融合器斜行置入后，其位置往往偏向一侧或偏向后方，椎间植骨量减少，术后易出现椎间隙高度丢失或内固定钉棒断裂等并发症。生物力学研究发现，横向置入融合器可有效降低融合器-终板界面的应力，从而降低融合器下沉风险[2]，且术后椎间隙高度保持良好，内植物不易松动、脱出[3]。但目前，关于斜向与横向置入融合器的疗效及融合率、并发症等比较，仍罕有相关研究。本研究回顾性分析本院骨科于2016年3个月～2018年9月开展腰椎融合手术的91例患者临床资料，探讨斜向与横向置入融合器对手术效果、融合率和术后并发症的影响，为临床提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

依照术中融合器的置入方式不同，将此91例患者分为两组：斜向组47例，术中常规斜向置入单枚子弹头形融合器[纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)融合器，厂家：四川纳米科技公司，规格：长2.6 cm×宽1.0 cm]；横向组44例，术中横向置入单枚子弹头形融合器。统计并比较两组患者的性别构成、年龄、融合节段、体重指数(body mass index,BMI)、骨密度值(bone mineral density,BMD)等资料，差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组腰椎融合手术患者的基线资料比较

纳入标准：①长期反复的腰腿疼痛、经保守治疗无效；②存在腰椎管狭窄或腰椎间盘突出伴腰椎不稳，上下终板严重退变等，符合融合手术指征；③行单枚融合器置入，融合器为子弹头形，同时予双侧椎弓根钉棒内固定；④临床资料齐全，术后随访2年以上。排除标准：①退变性腰椎侧凸，或腰椎滑脱症，以及伴严重骨质疏松症、肥胖人群，糖尿病人群；②伴感染、肿瘤或强直性脊柱炎、类风湿性疾病，或长期服用激素的其他基础疾病；③术后失访，或随访不足2年。

1.2 手术方法

同一手术组开展手术，切除减压侧上位椎板的下2/3和下位椎板的上1/2部分，以及棘突基底部和关节突关节内侧1/2部分骨质。斜向组：将术中切除的关节突和椎板等骨质修剪后，填入融合器中，剩余剩余碎骨则植入椎间隙前方并打压夯实。以矢状面向对侧倾斜45°左右斜向置入融合器，直至其位于椎间隙中心的前中1/2处为宜。横向组：前述处理步骤一致，融合器首先以矢状面向对侧倾斜45°左右斜向置入，待融合器进入2/3左右时，在其尾端以水平向对侧打入，直至尾端完全进入椎间隙之后，再于其尾端斜向外打至融合器与冠状位处于平行(即横向位置)，横处于椎间隙中间位置。由于横向置入融合器时，椎间隙前方空间较足，可尝试将术中整块切除的关节突或椎板骨块结合碎骨粒填入椎间隙前方。

1.3 观察指标

(1)统计患者术前、术后1周和末次随访时的疼痛VAS评分和Oswestry功能障碍指数(oswestry disability index,ODI)。(2)采用改良Brantigan标准[4]进行椎间植骨融合评价。在CT片上测量植骨量，采用iMedPACS影像系统中的不规则图像面积测量工具进行测量，首先测量责任椎间隙的总横断面积，而后测量融合器横断面积，两者之差即为植骨面积。(3)分别于术前、术后1周和术后3个月、6个月、12个月、末次随访时，进行腰椎X线和CT检查，观察以下指标：①椎间隙高度：X线片测量，以椎间隙前、中、后的平均高度为准；②CT观察椎弓根钉穿透椎体、进入椎管或造成椎弓根破坏以及螺钉断裂等并发症；③测量融合器与椎间隙两侧和后缘的距离，以评估融合器位置。

1.4 数据分析

2 结果

2.1 疗效指标

91例手术均顺利完成，术后随访24～33个月，平均(27.6±2.8)个月。与术前相比，两组患者术后1周、术后3个月和末次随访的VAS评分和ODI指数均获显著改善(P<0.05)；但两组间差异均无统计学意义(P>0.05)，如表2：

表2 两组腰椎融合手术患者的疗效指标比较

2.2 植骨融合指标

横向组患者术后6个月时的植骨融合Brantigan评分和植骨融合率均显著高于斜向组(P<0.05)；术后1年和末次随访时，两组差异均未见统计学意义(P>0.05)，如表3。横向组的典型资料见图1。

表3 两组患者的植骨融合情况比较

图1 患者，男，51岁，L4-5椎间盘突出，予以横向置入融合器。a：术前X线片，椎间隙高度为9.5 mm；b：术后1周X线片，椎间隙高度为12.2 mm；c：术后3个月X线片，椎间隙高度12.1 mm，融合器和内固定位置良好；d-e：术后1年，椎间隙高度12.0 mm，未见明显高度丢失，融合器处于横向位置，植骨融合良好。

2.3 影像学指标(表4)

表4 两组患者的影像学指标比较

两组患者的术前椎间隙高度均相对一致(P>0.05)，两组术后1周的椎间隙高度均显著高于术前(P<0.05)；末次随访时，斜向组椎间隙高度有明显丢失现象(P<0.05)，而横向组未见显著丢失，横向组末次随访时的椎间隙高度显著高于斜向组(P<0.05)。横向组术后1周和末次随访时的植骨面积均显著大于斜向组，差异有统计学意义(P<0.05)。

横向组融合器与椎间隙两侧边缘的距离很相近(P>0.05)，而斜向组融合器与置入侧的椎间隙边缘距离显著低于非置入一侧(P<0.05)。两组融合器的置入侧和非置入侧椎间隙边缘距离、融合器与椎间隙后缘距离相比，差异均有统计学意义(P<0.05)。

2.4 并发症

截止末次随访，斜向组术后发生钉棒断裂3例、再发腰背部疼痛2例，并发症的总发生率为10.64%；横向组仅再发腰背部疼痛1例，发生率为2.27%。斜向组的并发症总发生率显著高于横向组(P<0.05)。

3 讨论

3.1 融合器置入方式对局部生物力学和并发症的影响

椎间隙减压后，因破坏了局部原有的生物力学支撑结构，需置入融合器进行支撑、重建脊柱正常的生物力学传导。但融合器置入的位置不同，对局部生物力学可产生一定影响。Wang等[5]的尸体脊柱模型研究发现，与斜向置入1枚Cage相比，平行置入2枚Cage在横向弯曲、右轴向旋转中的稳定性表现更佳；但在辅以后路钉棒固定后，两者的稳定性差异明显减少。该研究提示，斜向置入单枚融合器增加了对后方钉棒系统的力学依赖性，这可能是其椎间隙的应力不均衡所致。本文表4中可见，斜向组融合器的置入侧距离显著少于非置入侧(P<0.05)。由于融合器在椎间隙的两侧位置不均衡，导致其非置入侧的支撑力偏弱，椎间隙所受应力不均衡，终板-融合器-终板的应力并非沿正常的正中轴力线传导，而这种应力的不均衡分布在一定程度上转嫁给了后方钉棒内固定系统，增加了融合器下沉、终板破坏的风险，早期融合率较低和内固定失败的风险均有所增加。而横向置入时，融合器与椎间隙两侧的距离较为相近，有助于椎间隙应力的对称分布和沿脊柱整体的正中轴力线传导。在本研究中，斜向组出现3例内植物断裂，而横向组为0例，且横向组末次随访时的椎间隙高度显著高于斜向组(P<0.05)，均证实了这一点。

同时，融合器斜向置入也可引起对侧椎间孔形态的变化，Zhu等[6]回顾性比较了两组TLIF手术患者，斜向组术后6个月的对侧椎间孔面积显著减小，而横向组则无明显变化。对侧椎间孔面积减小，可增加对侧神经根受压迫刺激的概率和远期症状复发的风险，Hwang等[7]的研究也进一步证实了这一点。

3.2 融合器置入方式对融合率的影响

在本文表3中，横向组术后6个月的植骨融合率显著高于斜向组(P<0.05)；但术后1年和末次随访时，两组的融合率是相近的(P>0.05)。结果说明，横向置入有利于促进早期融合。这一原因，可能与横向置入时的充分植骨有关，在表4中，横向组术后1周和末次随访时的植骨面积均显著大于斜向组(P<0.05)。

斜向置入融合器时，为了确保其尾端与椎体后缘有充足的安全距离，一般将融合器打入较深、较靠前，导致椎间隙前方的植骨空间较小，且椎间隙前方植入的碎骨因融合器挤压，可向融合器两侧移位；而融合器背侧的碎骨粒则在置入融合器后，一般常规取出，以免对后方神经根和侧隐窝存在挤压。由于融合器前方的预留空间较小，难以将整块切除的骨块置入，一般是将骨块咬碎后置入，但碎骨快的支撑性不足，有自我吸收的可能[8]；而且，若碎骨块致密性不够，骨粒与骨粒之间、骨粒与终板之间的骨桥连接形成时间较久，植骨融合时间较长。而与之相比，融合器横向置入时，由于融合器与冠状位呈平行状态，使得椎间隙前方的植骨空间较充足，有条件容纳较完整的椎板或关节突骨块，使得骨块与融合器共同起到双重支撑作用；即使无法填充完整的骨块，融合器在横向置入时，也可对前方压实的碎骨粒进行均匀的推压，使之变得致密，有助于促进植骨融合。

另外，斜向置入时，融合器的位置并非处于椎间隙正中，椎间隙传导的应力分布并不均衡，易产生融合器下沉、终板破坏等变化，延长了融合时间；而横向置入时，融合器位置居中，椎间隙所受的应力处于相对均衡状态，且植骨相对充分，从而有助于提高早期融合率。

总之，横向或斜向置入融合器对腰椎减压融合手术的总体疗效并无影响，但横向置入更有利于提高早期融合率、减少后期椎间隙下沉和钉棒断裂的风险。