寰樞椎前后路固定技術(shù)及融合器研究進(jìn)展

鄒小寶，馬向陽(yáng)，陳育岳，王賓賓，楊浩志，葛 蘇

創(chuàng)傷、炎癥、腫瘤、先天或后天畸形等因素均可導(dǎo)致寰樞椎疾患，患者多伴有寰樞椎失穩(wěn)，可進(jìn)一步出現(xiàn)脊髓受壓及神經(jīng)損害，往往需要手術(shù)治療。寰樞椎固定融合術(shù)可實(shí)現(xiàn)寰樞椎間骨性融合，是治療寰樞椎失穩(wěn)的有效術(shù)式。其固定方式包括后路和前路內(nèi)固定，目前仍以單純植骨為主要植骨融合方法。與下頸椎椎間融合器不同的是，寰樞椎部位應(yīng)用融合器較為困難。作為目前國(guó)內(nèi)外研究最多的寰樞椎融合器裝置，寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器符合傳統(tǒng)脊柱椎間融合器的設(shè)計(jì)思想；而后路寰椎后弓與樞椎椎板間融合器后路寰樞椎板間融合器等也相繼見諸報(bào)道[1-2]。本文就寰樞椎前后路固定技術(shù)及融合器的研究進(jìn)展作一綜述。

1　寰樞椎內(nèi)固定技術(shù)

1.1　后路固定

1910年Mixter等[3]最早報(bào)道使用雙股編織、經(jīng)安息香樹脂浸泡的絲線線圈固定寰樞椎；隨后發(fā)展為鋼絲捆扎，包括Gallie技術(shù)[4]、Brooks技術(shù)[5]及Sonntag改良技術(shù)[6]，雖具有臨時(shí)固定作用，但其瞬時(shí)穩(wěn)定性、抗側(cè)屈及抗旋轉(zhuǎn)作用均較差，且鋼絲需要穿透椎板下，損傷脊髓的風(fēng)險(xiǎn)較大，目前已較少采用。Halifax椎板夾技術(shù)[7]及Apofix椎板鉤技術(shù)[8]的提出雖避免了鋼絲穿透椎板下帶來(lái)的脊髓損傷風(fēng)險(xiǎn)，但生物力學(xué)穩(wěn)定性仍然不夠理想。

后路經(jīng)寰樞側(cè)塊關(guān)節(jié)螺釘（Magerl螺釘）固定技術(shù)因具有較佳的三維生物力學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)良的抗屈伸、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)作用，曾一直被視為寰樞椎固定的金標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式[9-10]。但該技術(shù)也存在不足之處[11]：①必須在解剖復(fù)位狀態(tài)下進(jìn)行螺釘置入；②釘?shù)郎闲苯嵌冗^(guò)大，操作困難，頸椎后凸以及短頸、肥胖患者可能因軟組織的阻擋而無(wú)法完成螺釘置入；③需要反復(fù)在X線透視下進(jìn)行螺釘置入，加大了醫(yī)患輻射損害的風(fēng)險(xiǎn)；④研究表明，螺釘置入過(guò)程中27.5%的樞椎橫突孔過(guò)大患者可能出現(xiàn)椎動(dòng)脈損傷[12]，此類病例無(wú)法施行Magerl螺釘固定。

Goel-Harms技術(shù)的出現(xiàn)[13-14]使得后路釘棒固定系統(tǒng)成為目前臨床應(yīng)用最為廣泛的寰樞椎后路固定裝置，不僅具有優(yōu)良的三維生物力學(xué)穩(wěn)定性[15]，而且能夠通過(guò)釘棒提拉復(fù)位寰樞椎，還可根據(jù)不同患者的術(shù)前影像學(xué)檢查情況，靈活選擇不同的寰樞椎螺釘固定組合，以達(dá)到最佳的手術(shù)效果[16]。正因?yàn)槿绱?，該技術(shù)目前已被視為新的金標(biāo)準(zhǔn)固定術(shù)式，是寰樞椎后路首選的固定方法[17-18]。

1.2　前路固定

1987年Harms鋼板內(nèi)固定系統(tǒng)問世[19]，在寰樞椎疾患治療上獲得了滿意效果，但其僅具有固定作用而無(wú)復(fù)位功能，術(shù)中需先復(fù)位寰樞椎，然后在保持復(fù)位的狀態(tài)下置入鋼板，操作較困難，由于沒有鎖釘結(jié)構(gòu)，術(shù)后還容易發(fā)生螺釘松動(dòng)等并發(fā)癥[20]。德國(guó)Kandziora等[21]在Harms鋼板的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出經(jīng)口咽前路帶鎖鋼板（anterior atlantoaxial locking plate，AALP）及其改良后的經(jīng)口咽寰樞外側(cè)關(guān)節(jié)下方進(jìn)釘帶鎖鋼板（subarticular atlantoaxial locking plate，SAALP），增加了鎖釘結(jié)構(gòu)，提高了鋼板的固定穩(wěn)定性。然而，鎖釘結(jié)構(gòu)的進(jìn)釘方向無(wú)法得到理想控制，術(shù)中存在損傷脊髓神經(jīng)及血管的風(fēng)險(xiǎn)，亦不具備復(fù)位寰樞椎的功能。

為實(shí)現(xiàn)經(jīng)口術(shù)中寰樞椎復(fù)位并可靠固定，尹慶水等[22]研制經(jīng)口前路寰樞椎復(fù)位鋼板（transoral anterior atlantoaxial reduction plate，TARP）內(nèi)固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅具有固定作用，而且可利用復(fù)位裝置實(shí)現(xiàn)寰樞椎解剖復(fù)位，同時(shí)具有優(yōu)良的生物力學(xué)穩(wěn)定性，術(shù)中可一次性完成復(fù)位、減壓、固定、融合，是目前應(yīng)用最為廣泛的寰樞椎前路手術(shù)技術(shù)之一[23-24]。

2　植骨融合方式

無(wú)論是前路還是后路寰樞椎固定融合手術(shù)，目前仍沿用傳統(tǒng)的單純植骨方式，植骨材料主要為自體髂骨。馬向陽(yáng)等[25]認(rèn)為此種后路植骨方法缺少應(yīng)力載荷作用，接觸面僅為寰椎后弓及樞椎椎板，且均為皮質(zhì)骨，因此術(shù)中植骨床的準(zhǔn)備必須充分，以提高植骨融合率。異體骨植骨的應(yīng)用也見諸臨床報(bào)道，但其植骨融合率較自體骨低[26]。有學(xué)者指出，異體骨聯(lián)合自體骨髓移植有助于提高融合率，但仍缺少大樣本數(shù)據(jù)研究[25]。

目前經(jīng)口咽前路寰樞椎融合手術(shù)均采用側(cè)塊關(guān)節(jié)間單純自體骨植骨的方式，有學(xué)者認(rèn)為其存在一定缺陷[27]：①采用自體髂骨塊植骨，植骨相關(guān)并發(fā)癥不可避免；②醫(yī)用鈦合金固定材料存在應(yīng)力遮擋，融合過(guò)程中破骨細(xì)胞吸收植骨塊，使其所受應(yīng)力降低，不利于植骨融合；③寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)面向兩側(cè)有一定角度的傾斜，隨髂骨塊的破骨吸收，骨塊存在滑脫可能性。為此，張皓南等[27]研制了前路側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器，初步應(yīng)用雖取得良好效果，但因操作難度大，目前仍未能在臨床廣泛應(yīng)用[28]。

3　融合器

寰樞椎融合器目前主要有前后路側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器、寰椎后弓與樞椎椎板間融合器、寰樞椎板間融合器等，材料主要是鈦合金、PEEK等，但無(wú)論是何種寰樞椎融合器，均存在一定的不足。

3.1　寰樞椎后路融合器

3.1.1后路側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器 2005年Gole等[29]首次應(yīng)用后路釘板系統(tǒng)聯(lián)合經(jīng)后路寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器治療24例寰樞椎脫位患者，效果良好。Li等[30]對(duì)寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器聯(lián)合后路椎弓根螺釘內(nèi)固定標(biāo)本模型的三維生物力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其與單純椎弓根螺釘固定的三維穩(wěn)定性相當(dāng)，提示在寰樞椎后方結(jié)構(gòu)不完整的情況下，側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器的應(yīng)用有利于寰樞椎的固定及減壓。為提高內(nèi)固定的穩(wěn)定性，Kim等[31]應(yīng)用側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器治療2例顱底凹陷癥合并寰樞椎脫位患者，臨床療效良好。隨后Yoshizumi等[32]報(bào)道1例成功運(yùn)用寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)間圓柱形鈦籠融合器配合枕頸融合術(shù)治療顱底凹陷癥的病例，結(jié)果證實(shí)該融合器有利于寰樞椎間的植骨融合。Lee等[33]應(yīng)用下頸椎前路融合器寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)間置入聯(lián)合后路釘棒固定技術(shù)治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致的顱底凹陷癥或寰樞椎脫位，有效減少了術(shù)后相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生。以上研究均提示后路側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器在提升臨床治療效果、提高植骨融合率方面的應(yīng)用價(jià)值。

由于寰椎后弓與樞椎峽部之間有豐富怒張呈球狀的靜脈叢和C2神經(jīng)后支及其伴行血管，因此經(jīng)后路植入側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器過(guò)程中的顯露分離操作易損傷靜脈叢而導(dǎo)致兇猛出血，止血困難，同時(shí)也易損傷C2神經(jīng)，手術(shù)技術(shù)難度較高，故使此類融合器的應(yīng)用受到限制。李勝華等[34]提出一種后路寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器植入路徑的“安全操作空間”，但在融合器植入顯露過(guò)程仍需觸及靜脈叢及神經(jīng)，無(wú)法完全避免損傷風(fēng)險(xiǎn)。3.1.2寰椎后弓與樞椎椎板間融合器 2002年Matsumoto等[1]首次介紹將填塞自體骨的鈦籠置于寰椎后弓與樞椎椎板間的正中位置、并以鈦纜捆綁固定的應(yīng)用，同時(shí)聯(lián)合寰樞椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定，取得較高的融合率；Chun等[35]將此類鈦籠融合器與單純植骨進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，融合器的應(yīng)用提高了寰樞椎穩(wěn)定性，有利于寰樞椎間骨性融合；Ryu等[36]應(yīng)用鈦籠融合器聯(lián)合后路釘棒固定融合技術(shù)治療寰樞椎脫位，同樣驗(yàn)證了此類融合器的臨床優(yōu)勢(shì)。

在植入方法上，寰椎后弓與樞椎椎板間融合器較寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器簡(jiǎn)單、直接，但其接觸面較小，放置位置靠近脊髓，且是利用鈦纜穿透樞椎椎板將其固定，脊髓損傷風(fēng)險(xiǎn)較大，因此并未被臨床醫(yī)師廣泛使用。

3.1.3寰樞椎板間融合器 2017年筆者首次提出寰樞椎板間融合器的設(shè)計(jì)理念[2]，將融合器置于寰椎后弓及樞椎椎板之上，并利用微型鈦釘固定，解剖學(xué)研究證實(shí)其可行性，有限元分析方法也初步揭示了該融合器的生物力學(xué)穩(wěn)定性。

此類寰樞椎融合器植入方法簡(jiǎn)單，放置位置遠(yuǎn)離脊髓，大大降低了脊髓損傷的風(fēng)險(xiǎn)，但其有別于傳統(tǒng)椎間融合器的概念，不具備椎間支撐作用，目前仍處于初步研究階段，有待進(jìn)一步探究及優(yōu)化。

3.2　寰樞椎前路融合器

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)寰樞椎前路融合器的研究報(bào)道僅見前路側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器。廖文勝等[37]研制經(jīng)口咽前路固定與融合一體化的寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器，生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)其相較于后路釘棒固定可增加軸向穩(wěn)定性；張皓南等[27]對(duì)其所研制的前路寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器進(jìn)行生物力學(xué)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，認(rèn)為TARP手術(shù)中應(yīng)用該融合器較單純髂骨塊有更好的三維穩(wěn)定性，利于植骨融合。Zhang等[38-39]的有限元分析結(jié)果表明，改良設(shè)計(jì)的前路固定融合一體化側(cè)塊關(guān)節(jié)間融合器及單純?nèi)诤掀髀?lián)合后路釘棒固定技術(shù)，在三維穩(wěn)定性方面均弱于單純?nèi)诤掀髀?lián)合前路TARP固定技術(shù)，但一體化融合器可減輕應(yīng)力屏蔽作用，聯(lián)合前路改良TARP固定更有利于固定、融合以及恢復(fù)寰樞角度。筆者采用經(jīng)口咽前路側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器聯(lián)合頸椎壓力固定器治療難復(fù)性寰樞椎脫位，亦取得了良好的臨床效果[40]。但由于經(jīng)口咽前路手術(shù)技術(shù)難度較大，因此雖有臨床病例報(bào)道，但樣本量較少，研究仍較局限。

4　總結(jié)與展望

寰樞椎固定融合術(shù)是通過(guò)內(nèi)固定器械臨時(shí)固定寰樞椎，再聯(lián)合植骨使得寰樞椎間形成骨性融合并最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的手術(shù)方式。無(wú)論是后路還是前路固定技術(shù)，均可為寰樞椎提供可靠的固定穩(wěn)定性。隨著寰樞椎手術(shù)量的不斷增加，寰樞椎間植骨融合的問題備受重視，為提高植骨融合率，寰樞椎融合器也一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。盡管臨床上仍以單純植骨為主要的植骨融合方式，目前亦無(wú)可廣泛應(yīng)用的寰樞椎融合器，但隨著研究的不斷深入，融合器設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化，以及其植骨、支撐及固定等性能的不斷提升，寰樞椎融合器必將實(shí)現(xiàn)臨床的廣泛應(yīng)用，其與現(xiàn)有固定技術(shù)的結(jié)合也將進(jìn)一步促進(jìn)寰樞椎手術(shù)技術(shù)的發(fā)展。