自體骨移植在頸前路椎間盤切除椎間植骨融合術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

秦壁松，唐建東

(桂林市人民醫(yī)院骨科,廣西 桂林 541002)

頸前路椎間盤切除椎間植骨融合術(shù)(anterior cervical discectomy and fusion，ACDF)是治療頸椎間盤突出癥、頸椎病等頸椎退行性疾病的一種經(jīng)典術(shù)式。ACDF中常用椎間單純塊狀植骨、塊狀植骨+頸前路鈦板固定、顆粒骨充填椎間融合器+鈦板及顆粒骨充填零切跡鎖定式椎間融合器(如Zero-P、MC+)固定等方法。因單純塊狀植骨后頸椎初始穩(wěn)定性差且植骨塊有移位脫落可能，常需長時間臥床或加強(qiáng)外固定，現(xiàn)已少用。目前臨床常在椎間植骨后行內(nèi)固定，有利于患者早期下床活動，故植骨加內(nèi)固定的方法應(yīng)用較多。

常用的椎間植骨材料主要有自體骨、同種異體骨及人工骨等。同種異體骨的生物活性相對較差，有抗原性和傳播疾病的可能及傷口感染率增加、過敏反應(yīng)和植骨塊易被吸收等缺點(diǎn)[1-2]；人工骨僅有骨傳導(dǎo)性，而沒有骨誘導(dǎo)效應(yīng)和成骨能力及被新生骨爬行替代緩慢等缺點(diǎn)，故人工骨和同種異體骨在臨床上的應(yīng)用受到影響[3]。

自體骨移植物具有取材容易、生物相容性較好以及骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)和骨再生能力良好的特點(diǎn)，被認(rèn)為是較好的椎間融合植骨材料，在臨床得到廣泛應(yīng)用[4-5]。ACDF中需要的自體骨量較少，故少量或微創(chuàng)取骨即可滿足臨床需要?，F(xiàn)就ACDF中常用的自體骨的來源、取骨方法及自體骨不同使用方式的現(xiàn)狀予以綜述，以供臨床參考。

1 ACDF中自體骨的來源

1.1髂前上棘 髂嵴可提供大量自體骨，自體髂嵴骨移植廣泛用于脊柱融合及骨重建等手術(shù)。根據(jù)手術(shù)體位，ACDF髂骨取骨主要取自髂前上棘，其位置表淺，取骨容易。根據(jù)臨床所需自體骨量的多少和類型，常見的取骨方法有傳統(tǒng)的開放式取骨、髂嵴開窗取骨、改良的髂前上棘內(nèi)側(cè)取骨、環(huán)鋸或圓形骨鑿微創(chuàng)取骨等方法，可提供塊狀單皮質(zhì)、雙皮質(zhì)、三皮質(zhì)骨或顆粒狀的松質(zhì)骨等多種形式的骨材，滿足臨床需要。

為避免髂前上棘撕脫性骨折及股外側(cè)皮神經(jīng)損傷等并發(fā)癥，學(xué)者們選擇的髂骨取骨部位稍有不同。Ropars等[6]研究顯示，股外側(cè)皮神經(jīng)出骨盆處位于髂前上棘內(nèi)側(cè)平均22 mm處(5～50 mm)，研究者認(rèn)為髂前上棘后20 mm為安全、有效的取骨區(qū)域，此處取骨可減少或避免股外側(cè)皮神經(jīng)損傷。為降低髂骨疲勞骨折的風(fēng)險，Kawaoka等[7]認(rèn)為大塊取骨時應(yīng)在髂前上棘后4 cm處；Schmitz等[8]則認(rèn)為髂前上棘取骨部位應(yīng)位于髂前上棘后方至少20～25 mm處。

ACDF中需將顆粒骨需充填于椎間融合器內(nèi)置入椎間隙，因其需骨量小，同時為減少髂骨取骨區(qū)疼痛，取髂骨方式多采用開窗式和鉆取式取骨法[9]。Gao等[10]使用的髂窩開窗取骨法等，可根據(jù)需要獲取單皮質(zhì)或雙皮質(zhì)髂骨塊，且并發(fā)癥明顯減少。有學(xué)者認(rèn)為，若術(shù)中無須大塊特殊形狀或較多皮質(zhì)骨髂骨植骨時，用鉆取式柱狀自體髂骨植骨術(shù)操作更簡便、可微創(chuàng)獲得足夠的骨量，縮短取骨時間、降低術(shù)后血腫、淺表感染等相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率，尤其是減少患者取骨區(qū)疼痛[9]。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有很多新技術(shù)新理念應(yīng)用于臨床。Ylikontiola等[11]證實(shí)使用超聲骨刀能夠減少鄰近重要結(jié)構(gòu)損傷，因超聲骨刀產(chǎn)熱小，細(xì)胞水平的骨損傷也隨之減少，與傳統(tǒng)開放式髂前嵴骨取骨相比，應(yīng)用超聲骨刀在髂前上棘取骨更安全，取骨區(qū)疼痛較少。

1.2鄰近椎體

1.2.1骨贅 有研究表明，自體骨贅也有成骨性。Ishihara等[12]對小鼠進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，與松質(zhì)骨相比，骨贅中的轉(zhuǎn)化生長因子-β1、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)-2和胰島素樣生長因子-1等水平更高，并認(rèn)為骨贅的成骨潛能更強(qiáng)。Zhao等[13]在ACDF中從骨贅分離出的間充質(zhì)干細(xì)胞與患者的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨能力進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)骨贅分離出的間充質(zhì)干細(xì)胞具有更高的增殖能力和相同的成骨能力。

在植骨量不大的ACDF中，將減壓時獲得的椎體前后緣骨贅填充于椎間融合器中行椎體間融合可獲較理想的短期融合率，一般情況下即可滿足臨床ACDF的植骨需要[14-15]。Dang等[16]對893例患者施行了1～3節(jié)段的ACDF，術(shù)中采集骨贅和(或)椎體取骨移植于椎間融合器內(nèi)，隨訪3個月時植骨融合率為67.8%～75.4%，隨訪12個月時融合率為92%～98.8%，說明骨贅和椎骨均是骨移植的可靠來源。

也有研究認(rèn)為，椎體骨贅骨質(zhì)硬化，以骨基質(zhì)和骨細(xì)胞為主，成骨細(xì)胞數(shù)量相對較少，功能多不活躍[17]；骨贅中幾種成骨相關(guān)生長因子和血管內(nèi)皮生長因子蛋白水平雖有一定程度表達(dá)，但較髂骨松質(zhì)骨低；骨贅的孔隙率低于髂骨松質(zhì)骨[(63.00±6.08)%比(80.57±2.25)%]，以其作為移植物具有一定的誘導(dǎo)成骨能力，但相對于自體松質(zhì)骨仍存在骨質(zhì)不佳成骨性差或成骨時間長等缺點(diǎn)。因增生的骨贅容易獲取，無須另取切口取骨，避免取骨并發(fā)癥的發(fā)生，故臨床應(yīng)用仍較為廣泛。

1.2.2椎體骨質(zhì) 為提高椎間融合率，Parthiban[18]在ACDF中采用一種鄰近椎體取骨方法：顯露鄰近椎體，用鋒利的5 mm骨鑿在椎體前方的中部開窗，使用中小型帶角度刮匙刮取椎體松質(zhì)骨并置于椎間融合器中，術(shù)后觀察到1例患者椎體前柱塌陷，安全性有限，禁用于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者。

Walterscheid等[14]也介紹了一種從鄰近椎體取骨的新技術(shù)：矩形取骨和圓柱形取骨，取得的骨質(zhì)為自體松質(zhì)骨，其優(yōu)良的孔隙率利于植骨的爬行替代，且保留了天然的BMP及其他活性物質(zhì),具有很好的骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)作用。兩種方法取骨后缺損均小于椎體總體積的3%，與椎體前表面積占比分別<5.5%和<7.2%，取骨后仍留有足夠的空間用于頸前路鋼板固定，而供骨椎體強(qiáng)度僅輕度降低，是髂嵴自體移植物重要的替代方案。Liu等[19]采用ACDF中經(jīng)減壓間隙一側(cè)行椎體開槽以采集自體骨，骨槽的長度和寬度僅為2～3 mm，控制深度不破壞椎體后壁，大部分終板下骨仍保持完整，不影響椎間融合器與終板下骨之間的接觸和承重，不影響置釘，特別適用于自體骨贅不足的患者，但有止血困難及損傷椎動脈的可能。

還有一種從鄰近椎體獲取塊狀骨移植的方法即Williams-Isu法：ACDF中以Williams微型擺鋸從手術(shù)椎間隙上方和下方的頸椎椎體中各取(13～15) mm×5 mm×(13～15) mm(寬×高×深)骨塊，用3-0 Dexon縫合線將兩骨塊捆綁在一起，然后將其垂直轉(zhuǎn)動90°，置入減壓后的椎間隙，無須鋼板固定[20]。但Kogure等[21]認(rèn)為，Williams-Isu法有以下缺點(diǎn)：①頸椎后凸矯正力不足，不適用于術(shù)前頸椎后凸患者；②需要特殊裝置，如使用顯微手術(shù)鋸采集椎骨。為此改良了頸椎取骨方法，采用傳統(tǒng)高速鉆頭并降低骨塊高度(骨塊高度<3 mm)，手術(shù)后脊柱穩(wěn)定性得以維持，有助于減少術(shù)后脊柱后凸，但因未行內(nèi)固定，現(xiàn)已少用。

前述幾種鄰椎取骨方法優(yōu)點(diǎn)明顯，在頸椎前路切口下即可完成，無須另取切口；可替代髂骨取骨，避免了髂骨取骨的并發(fā)癥，但鄰近椎體取骨的方法可能降低了供骨椎體強(qiáng)度，存在椎體塌陷、血管損傷等潛在風(fēng)險，禁忌證為嚴(yán)重骨質(zhì)疏松、供骨椎體骨折、感染、腫瘤等。

1.3鎖骨 鎖骨位置鄰近頸椎，行ACDF時均在同一無菌區(qū)域內(nèi)，無須另外消毒鋪單，操作方便。Tubbs等[22]報道，在7具成人尸體標(biāo)本上采用鎖骨取骨移植行ACDF：在鎖骨中段1/3取骨，骨段平均長度5 cm(4.5～6.5 cm)，圓柱形，平均直徑為1.2 cm(1～1.5 cm)，可用于1～2個頸椎間隙的融合，未發(fā)現(xiàn)鄰近動脈(如鎖骨下)或神經(jīng)(如臂叢)嚴(yán)重?fù)p傷。鎖骨取骨的優(yōu)點(diǎn)有：手術(shù)均在同一無菌區(qū)域完成；鎖骨淺表，容易取骨，重要結(jié)構(gòu)都位于后上方；鎖骨中段1/3幾乎沒有肌肉附著等，這些優(yōu)點(diǎn)有利于鎖骨取骨臨床上的應(yīng)用。有學(xué)者采用此法治療C7～T1骨折脫位的患者，術(shù)后3～6個月植骨融合，無局部并發(fā)癥發(fā)生[23]。

Iwasaki等[24]介紹了一種在單節(jié)段ACDF中行鎖骨中段開窗取松質(zhì)骨的方法，手術(shù)效果良好，并認(rèn)為鎖骨是安全、可靠且容易獲取的自體骨來源，與Tubbs等[22]取鎖骨骨皮質(zhì)移植的方法相比，這種方法似乎更安全、更容易，對于多節(jié)段ACDF，可以通過擴(kuò)大骨窗獲取更多的松質(zhì)骨。

1.4胸骨 胸骨柄也鄰近頸椎，與鎖骨取骨方法類似，行ACDF時可在同一無菌區(qū)域內(nèi)，無須另外消毒鋪單，取骨容易。Xiu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，男性患者胸骨柄的最大松質(zhì)骨厚度為(10.4±1.1) mm，女性為(9.4±1.4) mm；男性最小松質(zhì)骨厚度為(6.8±1.1) mm，而女性為(5.8±0.9) mm；男性的松質(zhì)骨可用體積為(10.1±2.2) cm3，女性為(7.7±2.5) cm3，對于大多數(shù)成人頸椎前路融合手術(shù)，胸骨供骨量足夠。

Sangala等[26]在100例ACDF中經(jīng)胸骨切跡的小切口行胸骨取松質(zhì)骨、充填于椎間融合器內(nèi)，其中74為單節(jié)段，26例雙節(jié)段，術(shù)后12個月所有患者植骨融合，且患者對切口的美學(xué)外觀滿意。胸骨柄取骨有自體移植融合的優(yōu)點(diǎn)，而沒有髂骨取骨相關(guān)的并發(fā)癥，可在同一手術(shù)消毒區(qū)域完成取骨，操作方便，是ACDF中髂骨取骨的可行替代方案。

2 ACDF中椎間植骨方法

2.1單獨(dú)使用自體骨移植 根據(jù)植骨需要，從髂骨、鎖骨等處取骨可以獲得單面、雙面或三面皮質(zhì)骨的骨塊，這種皮質(zhì)骨塊除了有自體骨的骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)和骨再生能力外，還具有支撐作用，可以單獨(dú)植于頸椎間隙行椎間融合，但因穩(wěn)定性欠佳，一般需輔以頸前路鋼板內(nèi)固定，以期獲得早期穩(wěn)定，利于患者早期下床活動[27-29]。

從髂前上棘、頸椎椎體、骨贅、鎖骨、胸骨等處均能獲得顆粒狀的自體松質(zhì)骨，顆粒狀松質(zhì)骨有優(yōu)良的成骨性能，但無支撐作用，只能充填于椎間融合器內(nèi)植于椎間，因椎間融合器所需骨量少、有良好的支撐、具有即刻穩(wěn)定作用、植骨融合率高、可允許患者早期活動等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已基本取代單純自體塊狀骨移植，在臨床獲得廣泛應(yīng)用[30-32]。

2.2與骨替代材料混合植骨 當(dāng)自體骨量不足時，臨床上還可以將自體骨顆粒與人工骨等骨替代材料混合應(yīng)用進(jìn)行植骨，即在ACDF中將咬除的自體骨混合同種異體骨植入椎間融合器，置入減壓間隙，然后選擇合適長度的頸前路鈦板固定，臨床效果滿意，也避免了別處取骨區(qū)的疼痛[33-34]。

隨著新技術(shù)、新方法的使用，同種異體骨的免疫反應(yīng)和傳染性疾病傳播的發(fā)生率明顯下降，但其自身強(qiáng)度、骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)能力得以較好的保留，有學(xué)者在同種異體腓骨環(huán)骨腔內(nèi)填充自體骨贅作為融合材料，行ACDF治療頸椎病的研究中證實(shí)，與自體骨相比，同種異體骨的融合時間相對較長，導(dǎo)致在臨床早期異體骨融合率偏低，但最終融合率和臨床效果不受影響[35]。

BMP是目前研究的熱點(diǎn)之一，其骨誘導(dǎo)能力很強(qiáng)，但費(fèi)用昂貴且并發(fā)癥(特別是椎前水腫、吞咽困難)發(fā)生率高達(dá)23%～27%，而自體骨移植的并發(fā)癥發(fā)生率僅為3%[36-37]。許運(yùn)等[38]回顧性分析了21 例應(yīng)用含BMP-2(含量1 mg)的骨修復(fù)材料混合自體骨贅行頸椎前路減壓融合患者的資料，發(fā)現(xiàn)低劑量的BMP-2在改善臨床癥狀方面與自體髂骨療效相當(dāng)，一過性咽部不適或吞咽困難的癥狀較輕，術(shù)后3 d后均自行緩解，但美國食品藥品管理局于2008年針對重組人BMP在頸前路手術(shù)中的安全性發(fā)布了警告，因高劑量的BMP-2容易發(fā)生椎體前緣組織水腫，可能導(dǎo)致吞咽困難而危及生命，不推薦在頸前路手術(shù)中使用[36]。

2.3三明治植骨技術(shù) 為避免在別處取骨帶來的并發(fā)癥，Kim等[39]介紹了一種在融合節(jié)段鄰近椎體取骨、椎間三明治(夾心)植骨方法：先從手術(shù)間隙上下方的頸椎體中用微型擺鋸取出的兩個骨塊，然后將等大的塊狀羥基磷灰石置于兩骨塊之間，以可吸收縫合線固定后轉(zhuǎn)動90°植于椎間隙，融合效果比較滿意，與Williams-Isu法[20]相比，由于放置在兩塊自體椎骨之間的羥基磷灰石塊有較好的支撐作用且無法被吸收，在植骨吸收期間提供了足夠的支持，起到類似內(nèi)固定的作用，采用三明治植骨法組融合節(jié)段的曲度和椎間隙高度優(yōu)于僅接受自體椎骨移植組。Kogure等[21]在使用三明治植骨技術(shù)時將取骨方法進(jìn)行了改進(jìn)，用常規(guī)的高速電鉆代替了微型擺鋸取骨，并通過降低移植骨的高度提高植骨間隙穩(wěn)定性，有助于減少術(shù)后頸椎后凸，但這種植骨方法較為復(fù)雜，耗時長，臨床未獲廣泛認(rèn)同。

3 小 結(jié)

根據(jù)臨床需要，自體骨可在ACDF中提供多種形狀、多部位供骨、多方式取骨、多方法植骨等選擇，足以滿足臨床需求。自體骨因其優(yōu)秀的骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)、成骨能力和很好的生物相容性等，目前尚難被其他植骨材料取代，但供骨區(qū)并發(fā)癥難以完全避免，患者體驗(yàn)不佳，有研究發(fā)現(xiàn)，使用骨移植替代物可避免取骨區(qū)疼痛等并發(fā)癥，與自體骨移植相比患者對骨移植替代物的滿意度更高，認(rèn)為在現(xiàn)代骨移植替代物中，自體骨移植不應(yīng)被視為黃金標(biāo)準(zhǔn)，而是其他多種選擇中的一種[40]。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，未來一定會有更理想的植骨材料來取代自體骨，進(jìn)一步提高椎間植骨融合率。