椎弓根螺釘插入扭矩的影響因素研究進(jìn)展

劉攀杰，張順聰，袁凱*，郭丹青，李永賢，羅培杰，郭惠智，李宗瑤

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東 廣州 510000；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院脊柱專(zhuān)科，廣東 廣州 510000)

椎弓根螺釘固定術(shù)自20世紀(jì)50年代首次報(bào)道以來(lái)，目前已成為恢復(fù)脊柱穩(wěn)定性的最常用手術(shù)方法之一[1]。盡管椎弓根螺釘具有良好的固定能力，但固定失敗的案例仍有發(fā)生，常見(jiàn)的問(wèn)題包括螺釘?shù)臄嗔?、松?dòng)等。螺釘松動(dòng)是其最常見(jiàn)的并發(fā)癥之一[2]。螺釘松動(dòng)主要是由于固定強(qiáng)度不足導(dǎo)致的，文獻(xiàn)報(bào)道其發(fā)生率為0.6%～27.0%，而對(duì)于骨質(zhì)疏松的患者，其發(fā)生率甚至可能高達(dá)60%[3-5]。椎弓根螺釘?shù)姆€(wěn)定性主要取決于骨螺釘界面強(qiáng)度[6]，目前術(shù)者主要根據(jù)患者術(shù)前骨密度(bone mineral density，BMD)、影像學(xué)資料以及術(shù)中的“置釘手感”來(lái)評(píng)估骨螺釘界面強(qiáng)度。術(shù)者的“置釘手感”，其可量化指標(biāo)即為椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ?insertional torque，IT)，也有文獻(xiàn)譯為擰入扭矩[7]。有研究報(bào)道椎弓根螺釘插入扭矩與螺釘?shù)目拱纬隽Τ收嚓P(guān)[8]，Mizuno等[9]還指出椎弓根螺釘插入扭矩可能作為預(yù)測(cè)術(shù)后螺釘固定的穩(wěn)定性的指標(biāo)之一。因此，大部分脊柱外科醫(yī)生都希望在椎弓根螺釘置入過(guò)程中獲得良好的插入扭矩，以使螺釘具有良好的穩(wěn)定性。本文就椎弓根螺釘插入扭矩的相關(guān)影響因素綜述如下。

1 椎弓根螺釘插入扭矩與BMD關(guān)系

既往研究表明，椎弓根螺釘插入扭矩與BMD呈正相關(guān)，BMD正常的椎骨一般擁有較大的椎弓根螺釘插入扭矩值[8]。Okuyama等[10]術(shù)中實(shí)測(cè)腰椎椎弓根螺釘插入扭矩，取置釘過(guò)程中插入扭矩最大值用來(lái)研究，發(fā)現(xiàn)根據(jù)Jikei骨質(zhì)疏松量表，骨量正常組的最大插入扭矩平均值為(1.72±0.23)N·m，在Ⅰ級(jí)骨質(zhì)疏松患者為(1.34±0.27)N·m，骨質(zhì)疏松Ⅱ或Ⅲ級(jí)的患者為(1.01±0.26)N·m，BMD與插入扭矩之間存在高度正相關(guān)性。Kuklo等[11]通過(guò)對(duì)34個(gè)人體胸椎標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，BMD越大的標(biāo)本，其最大插入扭矩值也越大；相同的攻絲直徑下，平均BMD為0.732 g/cm2的第一組標(biāo)本，其最大插入扭矩平均值為(0.295±0.021)N·m；而平均BMD為0.614 g/cm2的第二組標(biāo)本，其最大插入扭矩平均值為(0.202±0.018)N·m。Ozawa等[12]根據(jù)腰椎術(shù)中螺釘桿完全錨固時(shí)的插入扭矩是否大于10 kgf·cm(1 kgf·cm=0.098 N·m)，將受試者分為高、低扭矩組，結(jié)果表明插入扭矩與骨質(zhì)疏松程度呈負(fù)相關(guān)，骨量正常組平均插入扭矩為(15.8±3.8)kgf ·cm，Ⅰ級(jí)骨質(zhì)疏松患者為(12.6±5.2)kgf·cm，骨質(zhì)疏松Ⅱ和Ⅲ級(jí)患者為(11.2±5.3)kgf·cm。Lee等[13]研究181例腰椎椎弓根螺釘內(nèi)固定患者，發(fā)現(xiàn)置釘過(guò)程中骨量正常組患者產(chǎn)生的最大插入扭矩平均值為2.08 N·m，骨量減少組為1.48 N·m，骨質(zhì)疏松組為1.37 N·m，骨質(zhì)疏松患者的椎弓根螺釘插入扭矩的平均值低于非骨質(zhì)疏松患者，并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但骨質(zhì)疏松癥患者和骨量減少者比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ刂饕晒锹葆斀缑嬷械募羟辛湍Σ亮Ξa(chǎn)生，因此會(huì)受到骨小梁稀疏程度的影響[10]。傳統(tǒng)的雙能X線吸收測(cè)量法在評(píng)估BMD方面存在的一定局限性，其通過(guò)二維平面的掃描測(cè)量來(lái)間接反映三維平面的BMD，故BMD單位通常為g/cm2，即面積BMD。相對(duì)于真實(shí)的體積BMD并不十分準(zhǔn)確，且脊柱退性變和股骨旋轉(zhuǎn)在一定程度上會(huì)導(dǎo)致腰椎和股骨的骨密度測(cè)量值增加，從而導(dǎo)致術(shù)者所需要的真實(shí)骨密度被掩蓋[8，13]。相比于雙能X線吸收測(cè)量法，通過(guò)定量CT(quantitative computed tomography，QCT)測(cè)量的椎骨體積骨密度能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ?。Mizuno等[9]使用QCT測(cè)量固定節(jié)段椎體的體積BMD，發(fā)現(xiàn)錐形椎弓根螺釘組的體積BMD和插入扭矩之間呈正相關(guān)。由于椎骨內(nèi)的密度不均，因此為植入物的目標(biāo)部位骨質(zhì)提供有價(jià)值信息，需要避免這種不均勻特性的干擾，故此，局部評(píng)估螺釘釘?shù)兰爸車(chē)墓琴|(zhì)量應(yīng)比其他測(cè)量方法更能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ豙14]。Ishikawa等[5]對(duì)比雙能X線測(cè)量的腰椎椎體BMD、股骨頸BMD、髖關(guān)節(jié)BMD和QCT測(cè)量的腰椎椎體中心體積BMD、椎弓根螺釘在椎體內(nèi)固定部位區(qū)域的體積BMD等5種不同類(lèi)型的BMD測(cè)量方法，發(fā)現(xiàn)QCT測(cè)量的椎弓根螺釘在椎體內(nèi)固定部位區(qū)域的體積BMD預(yù)測(cè)椎弓根螺釘插入扭矩的能力最強(qiáng)。

近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)CT掃描的亨氏單位(hounsfield unit，HU)值與骨密度存在相關(guān)性，也可用來(lái)評(píng)價(jià)骨質(zhì)[2，15]。目前沒(méi)有傳統(tǒng)椎弓根螺釘插入扭矩與HU值相關(guān)性的研究資料，但是皮質(zhì)骨軌跡螺釘有相關(guān)報(bào)道如下。Matsukawa等[16]探究了皮質(zhì)骨軌跡螺釘釘?shù)乐車(chē)鶫U值與螺釘插入扭矩的關(guān)系，將術(shù)后當(dāng)天CT圖像中的螺釘位置抽離出來(lái)，軟件處理后使之影印到術(shù)前CT像中，然后進(jìn)行骨組織三維重建并通過(guò)設(shè)置感興趣區(qū)域圈出釘?shù)乐車(chē)琴|(zhì)，測(cè)得平均HU值。該研究共納入了92個(gè)患者351枚螺釘，進(jìn)行了至少為期1年的隨訪，結(jié)果發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘插入扭矩與釘?shù)乐車(chē)鶫U值之間的相關(guān)性顯著高于其與股骨頸骨密度、腰椎骨密度之間的相關(guān)性(r值分別是0.75、0.59、0.55，均P<0.001)；術(shù)后隨訪共計(jì)16枚螺釘松動(dòng)，松動(dòng)的螺釘組與未松動(dòng)的螺釘組HU值分別為7.68和13.00，未松動(dòng)的螺釘具有更高的HU值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但傳統(tǒng)椎弓根螺釘插入扭矩與螺釘周?chē)腍U值存在何種關(guān)系，目前尚未有文獻(xiàn)報(bào)道，值得進(jìn)一步研究。

相同骨密度、螺釘規(guī)格及植入方式情況下，骨代謝指標(biāo)不同是否會(huì)對(duì)椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ赜杏绊?，目前尚缺乏這樣的研究。莊乾宇等[17]研究了134例腰椎椎弓根螺釘固定術(shù)患者，記錄術(shù)中雙側(cè)L4椎骨最大插入扭矩平均值，以研究隊(duì)列中扭矩的中位數(shù)1.25 N·m作為界值，將研究隊(duì)列分為高、低扭矩組，發(fā)現(xiàn)除了L4椎體骨密度之外，1，25羥維生素D3(OR=1.111，P=0.015)、甲狀旁腺激素(OR=1.045，P=0.040)也是腰椎術(shù)中實(shí)測(cè)扭矩的獨(dú)立影響因素，高扭矩組中有更高的甲狀腺素水平(P=0.033)、1，25羥維生素D3水平(P=0.003)。Inoue等[18]將29個(gè)確診為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的患者隨機(jī)分為兩組，16例為無(wú)藥物治療的骨質(zhì)疏松癥對(duì)照組，13例為特立帕肽治療組。兩組術(shù)前BMD差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)照組為(0.59±0.06)g/cm2，治療組為(0.55±0.10)g/cm2。特立帕肽組的患者接受術(shù)前至少1個(gè)月的每天皮下注射20mg(n=7)或每周皮下注射56.5 mg(n=6)的方案治療，記錄術(shù)中螺釘桿完全錨固時(shí)的插入扭矩。結(jié)果發(fā)現(xiàn)特立帕肽治療組平均插入扭矩為(1.28±0.42)N·m，明顯高于對(duì)照組(1.08±0.52)N·m(P<0.01)，但兩種特立帕肽治療方案之間扭矩值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 插入扭矩與椎弓根螺釘規(guī)格的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ嘏c椎弓根螺釘規(guī)格之間具有相關(guān)性[9]。螺釘?shù)穆菁y、螺距、外形等參數(shù)的改變都會(huì)影響其生物力學(xué)性能[19-20]。Kwok等[21]率先在人體標(biāo)本中對(duì)比了5種不同類(lèi)型椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ?，發(fā)現(xiàn)錐形椎弓根螺釘具有較高的插入扭矩，且扭矩峰值的大小決定于椎弓根螺釘?shù)闹睆健Ｍǔ?，直徑小的椎弓根螺釘主要接觸松質(zhì)骨而與皮質(zhì)骨接觸較少，所以產(chǎn)生的扭矩也較小，直徑大的椎弓根螺釘會(huì)接觸較多的皮質(zhì)骨因而產(chǎn)生的扭矩也較大。

Polly等[22]通過(guò)對(duì)8具不同年齡階段(42～92歲)的成人脊柱標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)螺釘直徑增加1 mm時(shí)，椎弓根螺釘插入扭矩?zé)o明顯變化；當(dāng)螺釘直徑增加2 mm時(shí)，插入扭矩增加8.4%，螺釘直徑與長(zhǎng)度都增加時(shí)有協(xié)同增進(jìn)效應(yīng)；直徑增加1 mm并且長(zhǎng)度增加5 mm時(shí)，椎弓根螺釘插入扭矩明顯增加。

Inceoglu等[23]通過(guò)對(duì)27個(gè)小牛腰椎標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，錐形椎弓根螺釘在插入椎弓根的過(guò)程中，觀察到扭矩值逐漸增加；直到螺釘?shù)淖詈笠粋€(gè)螺紋嚙合到椎板中；而在柱形螺釘中，插入扭矩大約在置釘?shù)闹悬c(diǎn)達(dá)到最大值，此后保持不變。就各組最大扭矩結(jié)果數(shù)值而言，7.5 mm的錐形椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ乇?.5 mm的柱形椎弓根螺釘高出158%，而7.5 mm的柱形椎弓根螺釘比6.5mm的柱形椎弓根螺釘僅高出73%，這表明具有漸進(jìn)螺距和螺紋形狀的錐形螺釘設(shè)計(jì)明顯產(chǎn)生了更大的插入扭矩。

Mizuno等[9]研究了23例腰椎后路椎弓根螺釘內(nèi)固定患者，發(fā)現(xiàn)錐形椎弓根螺釘無(wú)論是中間扭矩還是最終扭矩都比柱形椎弓根螺釘有著更高的數(shù)值，但是該研究中錐形螺釘?shù)耐庵睆狡毡楸葓A柱形螺釘要大，所以單純比較插入扭矩的數(shù)值大小偏倚過(guò)大。但值得一提的是，該研究發(fā)現(xiàn)，BMD和插入扭矩之間的相關(guān)性取決于螺釘?shù)念?lèi)型，錐形椎弓根螺釘組插入扭矩與骨密度呈正相關(guān)；中間扭矩與最終扭矩呈正相關(guān)，而在柱形椎弓根螺釘組卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這樣的相關(guān)性。相同直徑的錐形和柱形椎弓根螺釘，前者近尾端的內(nèi)徑要大于后者，所以在置釘過(guò)程中錐形螺釘可以將更多的松質(zhì)骨壓實(shí)到周?chē)鄬?duì)堅(jiān)硬的皮質(zhì)骨上，所以插入扭矩逐漸增加，因而錐形釘?shù)闹虚g扭矩與最終扭矩呈正相關(guān)；而柱形螺釘?shù)膶挾仁枪潭ǖ?，特別是在骨質(zhì)疏松的情況下，骨螺釘界面很小，螺釘尖端的阻力主要代表插入扭矩，所以柱形釘?shù)闹虚g扭矩和最終扭矩的平均值之間雖然存在差異，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[23]。李超等[24]通過(guò)對(duì)6具新鮮成人標(biāo)本的54個(gè)胸、腰椎研究發(fā)現(xiàn)，相同直徑的錐形與柱形椎弓根螺釘，在下胸段錐形螺釘?shù)淖畲笈ぞ鼐?1.445±0.66)N·m顯著大于柱形的最大扭矩均值(1.073±0.42)N·m(P<0.01)，而在腰段錐形(1.020±0.50)N·m和柱形螺釘(1.126±0.58)N·m的最大扭矩沒(méi)有明顯差異。國(guó)人下胸段椎弓根的內(nèi)徑(橫徑)的范圍一般為5.3～5.8 mm，而下腰段椎弓根的內(nèi)徑(橫徑)范圍為6.8～13.0 mm[25]，所以李超等使用相同直徑為5.5 mm的錐形和柱形椎弓根螺釘，錐形螺釘近尾端的內(nèi)徑要大于柱形螺釘?shù)膬?nèi)徑，更加接近于椎弓根的內(nèi)徑(橫徑)，可以將更多的松質(zhì)骨壓實(shí)到周?chē)鄬?duì)堅(jiān)硬的皮質(zhì)骨上，甚至可能切入皮質(zhì)，從而獲得更大的插入扭矩。

3 插入扭矩與椎弓根螺釘置入方式的關(guān)系

椎弓根螺釘置入方式與椎弓根螺釘插入扭矩的關(guān)系目前有著不同觀點(diǎn)。Oktenoglu等[26]使用均質(zhì)的多孔聚氨酯泡沫作為測(cè)試介質(zhì)比較準(zhǔn)備導(dǎo)向孔(apilothole)對(duì)椎弓根螺釘插入扭矩的影響，將12個(gè)椎弓根螺釘(全長(zhǎng)30 mm，外徑5.5 mm，芯部直徑3.5 mm，螺距1.5 mm)分別放置在測(cè)試介質(zhì)塊體的中央，非導(dǎo)向孔組使用鉆頭直徑為3.1 mm的立式鉆床鉆出深4 mm的淺孔，導(dǎo)向孔組使用鉆頭直徑為3.1 mm的立式鉆床鉆出19 mm深的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔的長(zhǎng)度是測(cè)試材料內(nèi)螺釘插入深度的80%。結(jié)果發(fā)現(xiàn)非導(dǎo)向孔組的椎弓根螺釘?shù)淖畲蟛迦肱ぞ鼐禐?1.08±0.02)N·m，導(dǎo)向孔組的椎弓根螺釘?shù)淖畲蟛迦肱ぞ鼐禐?0.76±0.02)N·m，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.0001)；非導(dǎo)向孔組的最大拔出力均值和導(dǎo)向孔組的最大拔出力均值分別為(995.3±160.3)N和(895.5±154.3)N，拔出力差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。準(zhǔn)備導(dǎo)向孔導(dǎo)致椎弓根螺釘?shù)牟迦肱ぞ仫@著降低，他們歸結(jié)于在鉆孔的過(guò)程中可能導(dǎo)致微裂縫的產(chǎn)生，而微裂縫在螺紋周?chē)粝螺^大的空隙，因此使得插入扭矩下降。Silva等[27]在15只綿羊的L1～3行椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)，其中10只術(shù)后立即處死(5只用以做生物力學(xué)檢測(cè)，5只用以做組織形態(tài)學(xué)骨螺釘界面評(píng)估)，另外5只術(shù)后8周取材做組織形態(tài)學(xué)骨螺釘界面評(píng)估，術(shù)中每個(gè)椎骨左側(cè)椎弓根的導(dǎo)向孔為2.0 mm(小于椎弓根螺釘?shù)膬?nèi)徑)，右側(cè)椎弓根的導(dǎo)向孔為2.8 mm(與椎弓根螺釘?shù)膬?nèi)徑相同)，所有螺釘規(guī)格為自攻絲椎弓根螺釘(全長(zhǎng)30 mm，外徑4.0 mm，芯部直徑2.8 mm)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)5只用以做生物力學(xué)檢測(cè)的綿羊的平均骨密度為(0.62±0.12)g/cm3，導(dǎo)向孔為2.0 mm的左側(cè)椎弓根螺釘最大插入扭矩均值為(3.7±0.5)N·m，導(dǎo)向孔為2.8 mm的右側(cè)椎弓根螺釘最大插入扭矩均值則為(3.2±0.5)N·m，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.006)；導(dǎo)向孔為2.0 mm的左側(cè)椎弓根螺釘最大拔出力均值為(2 196.9±420.9)N，導(dǎo)向孔為2.8 mm的右側(cè)椎弓根螺釘最大拔出力均值為(1 926.8±259.11)N，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.027)；導(dǎo)向孔較小的螺釘組具有更大的插入扭矩和拔出力。在組織形態(tài)學(xué)骨螺釘界面評(píng)估中，術(shù)后立即處死的5只綿羊，導(dǎo)向孔為2.0 mm的左側(cè)椎弓根螺釘組和導(dǎo)向孔為2.8 mm的右側(cè)椎弓根螺釘組，其骨內(nèi)植物接觸的百分比為(40.81±12.87)%和(6.15±2.69)%(P<0.01)，其螺紋內(nèi)的骨質(zhì)面積為(37.40±5.68)μm2和(14.22±3.85)μm2(P<0.01)，其螺紋外的骨質(zhì)面積為(33.67±7.59)μm2和(23.51±5.97)μm2(P< 0.01)；術(shù)后8周取材的5只綿羊，導(dǎo)向孔為2.0 mm的左側(cè)椎弓根螺釘組和導(dǎo)向孔為2.8 mm的右側(cè)椎弓根螺釘組，其骨-內(nèi)植入物接觸的百分比分別是(62.49±19.73)%和(16.38±9.42)%(P<0.01)，其螺紋內(nèi)的骨質(zhì)面積分別是(58.47±4.68)μm2和(41.33±9.84)μm2(P<0.01)，其螺紋外的骨質(zhì)面積分別是(61.67±9.85)μm2和(45.15±6.52)μm2(P<0.01)。導(dǎo)向孔較小的螺釘組具有更大的骨螺釘接觸面積，內(nèi)植物上也有更多的骨質(zhì)長(zhǎng)入，因而能夠獲得更大的插入扭矩和更強(qiáng)的抗拔出能力。然而，由于該研究使用的是骨質(zhì)較好的綿羊，所以不能將該結(jié)論應(yīng)用到骨質(zhì)疏松的患者中。

有學(xué)者研究了螺釘置入前攻絲與螺釘插入扭矩的相關(guān)性。Kuklo等[11]發(fā)現(xiàn)用5.0 mm外徑的椎弓根螺釘固定時(shí)，使用外直徑4.5 mm的絲錐進(jìn)行攻絲比使用外直徑5.0 mm的絲錐增加47%的最大插入扭矩，而當(dāng)使用4.0 mm的絲錐時(shí)，其數(shù)值則是93%。較小的攻絲直徑會(huì)增加插入扭矩，然而較大的攻絲直徑卻是不提倡的，攻絲尺寸過(guò)大(大于植入的螺釘?shù)闹睆?會(huì)使得螺釘固定強(qiáng)度不足，從而導(dǎo)致手術(shù)失敗[28]。Polly等[22]研究發(fā)現(xiàn)同一孔內(nèi)同一螺釘退出后再置入，椎弓根螺釘最大插入扭矩下降34.1%，與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Kang等[29]配對(duì)設(shè)計(jì)研究了11個(gè)骨量正常以及20個(gè)骨質(zhì)疏松的胸椎標(biāo)本，一側(cè)椎弓根實(shí)行同孔二次置釘為實(shí)驗(yàn)組，記錄二次插入時(shí)的最大插入扭矩及第2次置釘后的最大拔出力，另一側(cè)椎弓根只置釘1次作為對(duì)照組，記錄其最大插入扭矩及最大拔出力。整體結(jié)果顯示第一次置釘組最大插入扭矩均值為(0.82±0.40)N·m，第二次置釘組為(0.58±0.47)N·m，對(duì)照組為(0.87±0.50)N·m。同一孔內(nèi)同一螺釘退出后再置入，椎弓根螺釘最大插入扭矩下降29%(P<0.01)，相比對(duì)照組下降33%(P<0.01)，第一次置釘組最大插入扭矩均值與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.33)；然而將骨量正常和骨質(zhì)疏松區(qū)分，骨量正常的第一次置釘組最大插入扭矩均值為(0.91±0.40)N·m，第二次置釘組為(0.72±0.60)N·m，對(duì)照組為(0.94±0.65)N·m，三組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；骨質(zhì)疏松的第一次置釘組最大插入扭矩均值為(0.88±0.39)N·m，第二次置釘組為(0.50±0.37)N·m，對(duì)照組為(0.83±0.41)N·m，對(duì)照組與第二次置釘組、第一次置釘組與第二次置釘組最大插入扭矩均值之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；然而實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組無(wú)論骨質(zhì)疏松或骨量正常，最大拔出力均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。通常，椎弓根螺釘植入后從釘?shù)纼?nèi)退出，會(huì)去除部分松質(zhì)骨，同孔再次置釘則可能擴(kuò)大釘?shù)溃蚨鴷?huì)導(dǎo)致插入扭矩下降并影響固定穩(wěn)定性[22]，然而Kang等[29]發(fā)現(xiàn)二次置釘雖然會(huì)導(dǎo)致插入扭矩下降，但是對(duì)椎弓根螺釘?shù)目拱纬隽Σ](méi)有太大影響，且骨量正常組二次置釘后的最大拔出力高于對(duì)照組。Tan等[30]在20個(gè)豬腰椎標(biāo)本進(jìn)行了二次置釘，每個(gè)椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)針點(diǎn)均位于椎骨上關(guān)節(jié)突的外側(cè)緣，置釘深度為35 mm，一側(cè)椎弓根以平行于上終板的方式插入直徑為6.2 mm、長(zhǎng)為35 mm的椎弓根螺釘作對(duì)照組，另一側(cè)先將同規(guī)格的螺釘以螺釘尾端與上終板呈10°傾斜插入，完整退釘后再次以平行于上終板的方式重新定位置釘。記錄第2次置釘時(shí)的插入扭矩用以研究作為實(shí)驗(yàn)組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組最大插入扭矩均值分別為(3.20±0.28)N·m和(2.04±0.28)N·m，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；最大拔出力均值分別為(1664±378)N和(1391±295)N，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；實(shí)驗(yàn)組最大插入扭矩均值較對(duì)照組下降36%、抗拔出力下降16.4%。

與置釘前攻絲有些類(lèi)似的是，置釘過(guò)程中發(fā)生的椎弓根側(cè)壁破裂，會(huì)使椎弓根螺釘?shù)墓潭◤?qiáng)度大打折扣[31]。Ge等[32]從6頭成年豬中獲得30個(gè)新鮮腰椎標(biāo)本(L1～5)，在直接可視化熒光檢查技術(shù)下使用導(dǎo)絲來(lái)制作椎弓根側(cè)壁破裂釘?shù)?，使用絲錐和椎弓根探針完成椎弓根側(cè)壁的開(kāi)裂，在同一椎體左右椎弓根分別采用最佳位置椎弓根螺釘置入方式(OS組)及椎弓根側(cè)壁破裂位置置入方式(RS組)交替置入相同規(guī)格的椎弓根螺釘，所有的螺釘不會(huì)突破椎體的前緣，為了和螺釘置入過(guò)程中產(chǎn)生的最大插入扭矩值區(qū)別，定義在椎弓根螺釘擰緊的最后一圈，產(chǎn)生的扭矩最大值是固定扭矩(seating torque)，發(fā)現(xiàn)兩者不相等。OS組和RS組的最大插入扭矩均值分別為(111.6±8.4)N·cm和(79.0±6.3)N·cm，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；OS組和RS組的固定扭矩分別為(85.9±5.6)N·cm和(60.3±4.8)N·cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；OS組和RS組的螺絲松動(dòng)力分別為(75.9±7.0)N和(52.4±6.3)N，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；OS和RS的松動(dòng)后軸向拔出力分別為(328.5±11.3)N和(269.1±9.6)N，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；相比于最佳位置的椎弓根螺釘置入方式OS組，椎弓根側(cè)壁破裂螺釘置入方式RS組的螺絲松動(dòng)力、最大插入扭矩、固定扭矩和松動(dòng)后軸向拔出力分別下降了29.2%、30.8%、30.5%和16.3%。

因此，為了避免術(shù)后螺釘松釘?shù)炔l(fā)癥的發(fā)生，置入過(guò)程中應(yīng)避免椎弓根側(cè)壁損傷。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)更大骨螺釘接觸面積、更大的抗拔出力以及更強(qiáng)的螺釘穩(wěn)定性，近年來(lái)椎弓根皮質(zhì)骨軌跡螺釘固定技術(shù)(cortical bone trajectory，CBT)已在腰椎手術(shù)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛[33]。Matsukawa等[34]在體內(nèi)研究中發(fā)現(xiàn)CBT螺釘在腰椎、胸椎及骶椎的最大插入扭矩分別是傳統(tǒng)螺釘?shù)?.7倍、1.5倍和1.4倍，利用有限元模型研究發(fā)現(xiàn)CBT螺釘在抗軸向拔出力上比傳統(tǒng)螺釘高26.4%[35]。Baluch等[36]在17具人類(lèi)尸體上比較了CBT螺釘和傳統(tǒng)螺釘兩種置釘技術(shù)，一側(cè)椎弓根置入CBT螺釘，對(duì)側(cè)置入傳統(tǒng)螺釘，雙側(cè)循環(huán)加壓進(jìn)行疲勞測(cè)試，發(fā)現(xiàn)CBT螺釘達(dá)到2 mm位移時(shí)所需的轉(zhuǎn)數(shù)和力均明顯高于傳統(tǒng)螺釘(CBT螺釘和傳統(tǒng)螺釘分別為184個(gè)循環(huán)、398 N和102個(gè)循環(huán)、300 N)，說(shuō)明CBT螺釘?shù)姆€(wěn)定性明顯高于傳統(tǒng)螺釘。皮質(zhì)骨軌跡螺釘釘?shù)乐車(chē)琴|(zhì)的平均CT值明顯高于傳統(tǒng)螺釘?shù)?.7～2.3倍，是皮質(zhì)骨螺釘固定能夠更大程度把持皮質(zhì)骨的理論基礎(chǔ)[37]。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前大部分術(shù)者都是根據(jù)術(shù)中螺釘插入過(guò)程中的“手感”來(lái)評(píng)估置釘時(shí)的骨螺釘界面強(qiáng)度。椎弓根螺釘插入扭矩將術(shù)者的手感量化，是一個(gè)非常重要的客觀數(shù)值。影響椎弓根螺釘插入扭矩的因素主要有骨密度、螺釘?shù)囊?guī)格、置釘方法等。目前關(guān)于椎弓根螺釘插入扭矩的研究以10年前的報(bào)道為主，近5年國(guó)內(nèi)外研究均較少，然而由于時(shí)代的推移，椎弓根螺釘固定技術(shù)發(fā)展、變化較大，因此真正將術(shù)者的手感量化仍需要更多的、更系統(tǒng)的研究。而且目前研究中，對(duì)于螺釘長(zhǎng)期穩(wěn)定性與插入扭矩關(guān)系的隨訪較少，所以，今后仍需要在椎弓根螺釘插入扭矩標(biāo)準(zhǔn)量化以及椎弓根螺釘插入扭矩與術(shù)后中長(zhǎng)期穩(wěn)定性關(guān)系等方面深入研究。