后路椎板重建術(shù)治療腰椎管狹窄癥臨床研究進(jìn)展

王碩凡陳哲王軍

后路椎板重建術(shù)治療腰椎管狹窄癥臨床研究進(jìn)展

王碩凡1陳哲2王軍1

腰椎管狹窄癥；并發(fā)癥；椎板重建；綜述

腰椎管狹窄癥（iumbar spinal stenosis，LSS）是腰椎管的中央管矢狀徑、側(cè)隱窩或神經(jīng)根管狹窄，引起腰椎神經(jīng)根或馬尾神經(jīng)等受壓癥狀的一類疾病。脊柱退行性病變是臨床上引起LSS的主要原因，其中包括腰椎間盤及關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的退變、椎體后緣骨贅增生以及腰椎后縱韌帶或黃韌帶的肥厚鈣化等；腰椎滑脫、椎體爆裂性骨折、椎管內(nèi)腫瘤或膿腫占位等腰部疾患，也可引起腰椎椎管狹窄。間歇性跛行和坐骨神經(jīng)放射痛為其主要的臨床表現(xiàn)[1]。

1 治療方式及并發(fā)癥

臨床上對LSS的治療多以手術(shù)為主，早期的手術(shù)方式以開窗減壓和病灶切除減壓為主。Sachs和Frankel等在1900年首先報道采用“全椎板切除術(shù)”，即切除雙側(cè)椎板和棘突，使椎管得到充分減壓，以此治療腰椎管狹窄癥并取得了良好的效果，因此被廣泛應(yīng)用于臨床[2]。隨著研究的深入，椎板切除術(shù)的適用范圍不斷擴(kuò)大，包括椎管內(nèi)腫瘤、后縱韌帶骨化等能引起椎管狹窄、壓迫脊髓或神經(jīng)根的一系列疾病，均可采用椎板切除的方法進(jìn)行椎管減壓。

但隨后相關(guān)的研究報道表明，傳統(tǒng)的椎板切除減壓術(shù)，包括全椎板切除減壓術(shù)、單側(cè)椎板切除減壓術(shù)、擴(kuò)大的半側(cè)椎板切除術(shù)等，都在不同程度地破壞腰椎的原有結(jié)構(gòu)。失去椎板的屏障保護(hù)后，大量疤痕組織形成并向椎管內(nèi)突入，壓迫、粘連、牽拉硬脊膜和神經(jīng)根，導(dǎo)致腰椎手術(shù)失敗綜合征（failed back surgery syndrome，F(xiàn)BSS）[3]，造成椎板切除術(shù)后再狹窄，影響手術(shù)遠(yuǎn)期療效，甚至再次手術(shù)可能。Andrey Bokov等[4]指出，伴隨頑固性腰腿痛和行動受限的FBSS發(fā)生率從10%～40%不等，而且有逐年增多的趨勢。此外，Albert Wong等[5]也指出，采用傳統(tǒng)的全椎板切除術(shù)治療椎管內(nèi)腫瘤還可引起脊柱不穩(wěn)和畸形。因為單純的全椎板切除術(shù)破壞了脊柱原有三柱結(jié)構(gòu)。Zander等[6]通過電腦3D建模的方式證實(shí)，L4/5的全椎板切除術(shù)后可引起約10.4°的椎體間旋轉(zhuǎn)成角。

2 主要防治方法

2.1 生物材料及非生物材料為了防止上述并發(fā)癥的發(fā)生，早期就有學(xué)者提出，在椎板切除后填充生物材料，從而起到物理屏障的作用，防止瘢痕組織向椎管內(nèi)生長。目前臨床上常用的生物學(xué)自體材料包括游離脂肪和帶蒂脂肪。游離脂肪預(yù)防硬模粘連的效果在早期被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可，但隨著研究的不斷深入，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)植入游離脂肪存在脂肪液化、壞死、感染率增加等風(fēng)險，2005年Imran等[7]報道了1例椎板切除減壓后，因游離脂肪包裹外露的硬脊膜而引起急性馬尾綜合征的病例。盡管Gill等[8]在上世紀(jì)70年代便通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，帶蒂脂肪在防止硬膜外纖維化粘連形成的過程中優(yōu)于游離脂肪，但如今帶蒂脂肪依舊存在費(fèi)用較高、來源困難和操作技術(shù)復(fù)雜等問題。

此外，有學(xué)者提出采用非生物學(xué)材料預(yù)防硬膜外纖維化，包括明膠海綿、透明質(zhì)酸鈉等。明膠海綿是外科手術(shù)中常用于止血的可吸收材料，它不但具有良好的生物學(xué)相容性，而且沒有明顯的抗原性和炎癥性反應(yīng)，多在術(shù)后第5周即可被完全吸收[9]。然而，Jacobs等[10]發(fā)現(xiàn)明膠海綿并不能有效地防止硬膜外粘連，因為它在吸收滲血后可形成一個固定血腫，最終轉(zhuǎn)變成疤痕組織，從而壓迫神經(jīng)根和硬脊膜。

透明質(zhì)酸鈉在臨床上的主要功能是潤滑和保護(hù)膝關(guān)節(jié)面和關(guān)節(jié)軟骨，相關(guān)實(shí)驗已經(jīng)證實(shí)，高分子量透明質(zhì)酸鈉可以阻止硬膜外纖維化的形成[11]。但是，明膠海綿或透明質(zhì)酸鈉均無法恢復(fù)脊柱管原有的三柱結(jié)構(gòu)，無法保證脊柱的穩(wěn)定性，術(shù)后依舊存在脊柱不穩(wěn)，以及因力線改變而使相鄰椎體發(fā)生退變的可能，且對脊髓和神經(jīng)根的長期影響尚無有效定論。

2.2 自體骨及異體骨為了恢復(fù)脊柱生物力學(xué)的穩(wěn)定性，同時減少及阻止瘢痕組織對硬脊膜和神經(jīng)根的壓迫或粘連，多數(shù)學(xué)者提出術(shù)中植入自體骨的方法，以此重建局部椎管解剖結(jié)構(gòu)的相對完整性。目前臨床上多采用棘突椎板和髂骨兩種自體骨源行椎板成形術(shù)。髂骨作為扁平骨，髂嵴肥厚，臨床上常被認(rèn)為是最合適的取骨區(qū)。然而，多數(shù)學(xué)者提出，自體髂骨取骨常發(fā)生術(shù)后取骨區(qū)疼痛及血腫、切口疝、血管神經(jīng)損傷、局部感染、甚至骨折等并發(fā)癥[12]。有研究[13]表明，髂骨取骨的不良反應(yīng)發(fā)生率達(dá)到1%～39%。筆者認(rèn)為，術(shù)中切取患者髂骨，還存在增大患者手術(shù)創(chuàng)傷打擊、增加手術(shù)時間、以及術(shù)后感染風(fēng)險等問題，不建議作為首選方法。而采用整塊切除后的“棘突椎板復(fù)合體”進(jìn)行復(fù)位回植，既可重建椎管完整性，同時又能避免髂骨取骨的并發(fā)癥，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。目前，與此相關(guān)的一些常見手術(shù)方式，還包括椎板單開門、雙開門、懸浮椎板成形術(shù)、旋轉(zhuǎn)成形術(shù)等。

為了追求更好的效果，許多學(xué)者在上述基礎(chǔ)上進(jìn)行了拓展。Dimar等[14]以及Casha等[15]在傳統(tǒng)的椎板單開門、雙開門成形術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，在椎板開門側(cè)同時使用微型鈦網(wǎng)和螺釘固定，可以有效避免椎板開門后再關(guān)閉，保持椎管擴(kuò)大的遠(yuǎn)期效果。Asazuma等[16]提出“旋轉(zhuǎn)椎板成形術(shù)”，即將取下的棘突椎板復(fù)合體適當(dāng)修剪，旋轉(zhuǎn)一定角度后，再復(fù)位回植，重建椎管的完整性。與傳統(tǒng)方法相比，這些方法均可有效減少術(shù)后神經(jīng)軸性癥狀的發(fā)生、增強(qiáng)脊柱穩(wěn)定性、避免髂骨取骨后并發(fā)癥，同時縮短手術(shù)時間、減少術(shù)中出血，在臨床上獲得了廣泛應(yīng)用。

盡管自體植骨具有無免疫排斥反應(yīng)、成骨能力強(qiáng)、以及容易愈合等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也同樣明顯：自體骨的取骨量有限，無法滿足大范圍骨缺損的需求。因此，部分學(xué)者也提出術(shù)中采用同種異體骨代替自體骨，或同種異體骨聯(lián)合自體棘突椎板復(fù)合體，一方面盡量減少髂骨取骨后的相關(guān)并發(fā)癥，另一方面使椎體盡快獲得骨性增生愈合。

功能良好的成骨細(xì)胞、充足的血液供應(yīng)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）的誘導(dǎo)作用是“同種異體骨”的愈合所需要3個必要條件[17]。其采集來源，主要包括截肢后的骨組織、胸部手術(shù)中切除的肋骨、以及新鮮尸體骨骼（死嬰或死刑犯人）。但在早期，同種異體骨移植因術(shù)后常出現(xiàn)明顯的“免疫排斥反應(yīng)”，因此并沒有在臨床上得到廣泛應(yīng)用。直至20世紀(jì)60年代，Herndon、Chase等發(fā)現(xiàn)經(jīng)過“冷凍法”處理后的同種異體骨，在骨關(guān)節(jié)移植中的免疫反應(yīng)發(fā)生率明顯下降，而且移植的結(jié)果，也明顯優(yōu)于新鮮骨關(guān)節(jié)面移植，自此，“同種異體骨移植”才得以廣泛開展。楊述華等[18]選用中國輻射防護(hù)研究山西醫(yī)用組織庫提供的“H”型同種異體凍干輻照骨板，對58例行全椎板切除的患者進(jìn)行椎管重建處理，術(shù)后隨訪6個月～2.5年，CT和MRI可見椎板內(nèi)容物形態(tài)良好，骨板無明顯傾斜、移位，無排斥反應(yīng)。

盡管經(jīng)過深低溫冷凍法（深凍法）和冷凍干燥法（凍干法）處理同種異體骨可有效降低其免疫排斥反應(yīng)[19]，但同種異體骨同其他異體組織和器官一樣，始終具有抗原性。大量研究表明，宿主對異體骨抗原所引發(fā)的免疫反應(yīng)是受主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）編碼的人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）決定的。免疫排斥反應(yīng)多發(fā)生在術(shù)后幾個月，主要表現(xiàn)為植入骨的過度吸收、骨不連、骨折和最嚴(yán)重的潛在性感染[20]。同時，隨著國家法律法規(guī)的逐步完善，同種異體骨的來源受到了多方面的質(zhì)疑，這也在很大程度上限制了同種異體骨的臨床應(yīng)用。

2.3 鈦網(wǎng)因此，越來越多的學(xué)者將研究方向轉(zhuǎn)向了非生物源性隔離材料，臨床上應(yīng)用較多的隔離材料，包括鈦網(wǎng)和人工合成椎板等。任偉劍等[21]對56例老年退行性腰椎管狹窄癥的患者，采用“鈦網(wǎng)椎管成形植骨融合內(nèi)固定術(shù)”，將鈦網(wǎng)修剪至合適大小和形狀后，置于上椎板下緣和下椎板上緣之間，用螺釘固定，同時將切下的棘突、椎板修剪成小塊骨粒后平鋪在鈦網(wǎng)上。經(jīng)術(shù)后1～2年隨訪，患者腰腿痛癥狀得到明顯改善。鈦網(wǎng)椎板成形術(shù)不但可恢復(fù)椎管的正常大小，還可提供植骨床，從而避免醫(yī)源性的硬膜囊受壓。但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，由于鈦網(wǎng)本身沒有維護(hù)脊柱早期穩(wěn)定的作用，植骨術(shù)后患者臥床時間較長，不利于術(shù)后的功能恢復(fù)。相關(guān)報道[22]甚至發(fā)現(xiàn)，鈦網(wǎng)植骨術(shù)后出現(xiàn)鈦網(wǎng)下沉、坍塌，導(dǎo)致再椎管狹窄、椎間隙高度丟失，再次出現(xiàn)神經(jīng)卡壓癥狀，甚至需要二次手術(shù)。同時，鈦網(wǎng)作為不可吸收材料，術(shù)后終生存在，成為“異物”，反而容易刺激、促進(jìn)局部肉芽組織增生，加劇手術(shù)區(qū)域的疤痕粘連、壓迫等，造成術(shù)后局部頑固性酸痛不適，影響手術(shù)遠(yuǎn)期療效和患者滿意度等。

2.4 可吸收人工合成材料人工合成可吸收椎板作為另一種常用的非生物源性隔離材料，能有效預(yù)防術(shù)后的疤痕組織向椎管內(nèi)生長，同時恢復(fù)脊椎穩(wěn)定性。理想的可吸收性生物材料必須具備以下特質(zhì)：（1）早期必須維持合適的尺寸來阻止血塊的形成和壓迫；（2）在中期，必須轉(zhuǎn)變?yōu)榘肓鲃訝顟B(tài)，以此全面覆蓋硬脊膜；（3）必須在患者完全康復(fù)后才可被吸收[23]。Dong等[24]將骨髓源的間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）植入由低溫相三磷酸鈣合成的椎板模型中，一方面增加術(shù)后脊柱穩(wěn)定性，另一方面起到良好的骨誘導(dǎo)作用。Lv等[25]成功研制出以多氨基酸聚合物/納米羥基磷灰石（multiamino acid copolymer/ nano-hydroxyapatite，MAACP/nHA）為原材料的可吸收人工椎板，并將其植入切除了第4頸椎椎板的山羊體內(nèi)，術(shù)后通過影像學(xué)手段測得頸4椎管面積為（139.7±11.7）mm2，對比未干預(yù)的山羊頸4椎管面積（138.4±10.7）mm2，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。Ran等[23]合成的可吸收高溫相三磷酸鈣/聚乙烯（氨基酸）聚合物具有良好的生物降解性、相容性、可塑性以及骨誘導(dǎo)性。盡管如此，目前臨床上常見的可吸收人工椎板都無法早期恢復(fù)脊椎穩(wěn)定性，難以完全取代傳統(tǒng)內(nèi)固定裝置，而且1～2年后僅可見部分材料降解，遠(yuǎn)期效果尚需進(jìn)一步觀察。

聚乳酸是一種新型的生物材料，具有良好的骨傳導(dǎo)性、骨誘導(dǎo)性和生物可降解性。以聚乳酸為原材料合成的可吸收螺釘、固定棒等，不但具有良好的力學(xué)強(qiáng)度，還可在術(shù)后1～2年內(nèi)完全吸收，避免二次手術(shù)取出，在國內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用。目前有強(qiáng)度可維持6個月，12～18個月內(nèi)完全降解的拉力螺釘、全螺紋螺釘[26]。但可吸收螺釘?shù)睦鞆?qiáng)度和彎曲強(qiáng)度有限，目前臨床上多用于非承重部位的骨折，尚不能完全取代傳統(tǒng)內(nèi)固定裝置。同時，筆者認(rèn)為，酸性材料代謝可引起局部組織酸性太高，患者可出現(xiàn)術(shù)后腰背部酸痛不適，甚至代謝性酸中毒可能。

3 展望

目前，國內(nèi)陳哲[27]已開始探索采用“礦化膠原”、“重組人血白蛋白”等可吸收材料，來研制“多用途人工椎板”，不但具有可完全吸收的優(yōu)點(diǎn)，同時具有足夠的強(qiáng)度恢復(fù)椎管的三維結(jié)構(gòu)，維護(hù)脊柱的穩(wěn)定性?？晌盏亩嘤猛救斯ぷ蛋逡殉蔀楝F(xiàn)階段人工椎板的研究及發(fā)展方向。

［1］胥少汀，葛寶豐，徐印坎，等.實(shí)用骨科學(xué)［M］.第4版，北京：人民軍醫(yī)出版社，2014：2065-2066.

［2］張伯勛.椎板切除術(shù)治療腰椎疾患應(yīng)注意的幾個問題［J］.中國脊柱脊髓雜志，2004，14（10）：581-583.

［3］Rabb CH.Failed back syndrome and epidural fibrosis［J］. Spine J，2010，10（5）：855-861.

［4］Andrey Bokov，Alexey Istrelov，Alexander Skorodumov，et al. An analysis of reasons for failed back surgery syndrome and partial results after different types of surgical lumbar nerve root decompression［J］.Pain Physician，2011，14（6）：545-547.

［5］Albert Wong，Rishi Lall，Nader Dahdaleh，et al.Comparison of open and minimally invasive surgery for intradural-extramedullary spine tumors［J］.Neurosurg Focus，2015，39（2）：2-3.

［6］Zander T，Rohlmann A，Klckner C，et al.Influence of graded facetectomy and laminectomy on spinal biomechanics［J］. Eur Spine J，2003，12（4）：429-430.

［7］Imran Y，Halim Y.Acute cauda equina syndrome secondary to free fat graft following spinal decompression［J］.Singapore Med J，2005，46（1）：25-27.

［8］Gill GGL，Sakovich，E.Thompson.Pedicle fat grafts for the prevention of scar formation after laminectomy.An experimental study in dogs［J］.Spine，1979，4（2）：176-186.

［9］徐生根，祝繼明.不同材料預(yù)防椎板切除術(shù)后硬模外粘連的臨床觀察［J］.中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志，2012，27（11）：1055-1056.

［10］Jacobs RR，McClain O，Neff J.Control of postlaminectomy scar formation：an experimental and clinical study［J］. Spine，1980，5（3）：223-239.

［11］Lee JG，Lee SC，Kim YC，et al.Effects of Low and High Molecular Weight Hyaluronic Acids on Peridural Fibrosis and Inflammation in Lumbar Laminectomized Rats［J］.Korean J Pain，2011，24（4）：191-198.

［12］Ito Z，Imagama S，Kanemura T，et al.Bone union rate with autologous iliac bone versus local bone graft in posterior lumbar interbody fusion（PLIF）：a multicenter study［J］.Eur Spine J，2013，22（5）：1158-1163.

［13］Sidhu GS，Henkelman E，Vaccaro AR，et al.Minimally invasive versus open posterior lumbar interbody fusion：a systematic review［J］.Clin Orthop Relat Res，2014，472（6）：1792-1799.

［14］Dimar JR，Bratcher KR，Brock DC，et al.Instrumented opendoor laminoplasty as treatment for cervical myelopathy in 104 patients［J］.Am J Orthop，2009，38（7）：123-128.

［15］Casha S，Engelbrecht HA，DuPlessis SJ，et al.Suspended laminoplasty for wide cervical decompression and intradural acess：results，advantages，and complication［J］.J Neurosurg Spine，2004，1（1）：80-86.

［16］Asazuma T，Yamagishi M，Sato M，et al.Vertebral arch reconstruction based on 90-degree rotational laminoplastyafter removal of spinal cord and cauda equina tumors［J］. Acta Neurochir，2003，145（6）：495-500.

［17］張貝利，張偉濱，鄧廉夫，等.同種異體骨研究進(jìn)展［J］.國外醫(yī)學(xué)，2005，26（3）：164-165.

［18］楊述華，李寶興，唐欣，等.同種異體骨板覆蓋預(yù)防椎板切除術(shù)后硬模外粘連臨床應(yīng)用［J］.臨床骨科雜志，2005，8（6）：481-483.

［19］Az a r F M.Ti ssu e pr o c e ss ing：r ole o f s e c on d a ry st e r ili z a t ion techniques［J］.Clin Sports Med，2009，28（2）：191-201.

［20］左健，康建敏，潘樂，等.同種異體骨移植用于骨缺損修復(fù)的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.中國組織工程研究.2012，16（18）：3387-3398.

［21］任偉劍，項良碧，于海龍，等.鈦網(wǎng)椎管成形植骨融合內(nèi)固定術(shù)治療老年退行性腰椎椎管狹窄癥［J］.中醫(yī)正骨，2014，26（10）：46-48.

［22］Kanyama M，Hashimoto T，Shigenobu K，et al.Pitfall of anteriorcervical fusion using titanium mesh and local autograft［J］.J Spine Disord Tech，2003，16（6）：513-518.

［23］Ran B，Song YM，Liu H，et al.Novel biodegradable a-TCP/poly （amino acid） composite artificial lamina followingspinal surgery for prevention of intraspinal scar adhesion［J］.Eur Spine J，2011，20（12）：2241-2242..

［24］D ong Y，Chen X，H ong Y.Ti ssu e-E ngi neered Bone Formation In Vivo for Artificial Laminae of the Vertebral Arch Using β-Tricalcium Phosphate Bioceramics Seeded With Mesenchymal Stem Cells［J］.Spine，2013，38（21）：1302-1304.

［25］Lv C，Zho u Z，S ong Y，e t al.No v el biodegradable lamina for lamina repair and reconstruction［J］.The Spine J，2013，13（12）：1913-1916.

［26］吳素英.兒童骨折治療應(yīng)用的可吸收內(nèi)固定生物材料［J］.中國組織工程研究，2012，16（38）：7180-7182.

［27］陳哲.多用途可吸收人工椎板：中國，Z L2014 20014919.1［P］.2014.11.05.

（收稿：2016-07-16修回：2016-09-30）

浙江省科技計劃項目（No.2014C33210）

1浙江中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床學(xué)院（杭州310053）；2浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨傷科脊柱病區(qū)（杭州310011）

陳哲，E-mail：cz6851@sina.com；Tel：18958013615