不同軌跡螺釘組合固定能否加速椎間融合：臨床前瞻性初步研究

張?zhí)烨?李 越 關(guān) 立 海 涌 張叢笑 劉玉增*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院骨科，北京 100020；2.北京市海淀醫(yī)院骨科，北京 100080)

腰椎疾病隨著人體老化過程逐漸增加，是當(dāng)今老齡化社會的重要問題之一。研究[1]表明，在一生中，大約60%～80%的人會感到腰痛。其中神經(jīng)功能受損、保守治療無效、影響生活工作的患者需要手術(shù)干預(yù)。后來，后路腰椎椎弓根釘內(nèi)固定、椎間植骨融合術(shù)逐漸成為腰椎疾病手術(shù)治療的常規(guī)方法。

但是椎弓根螺釘?shù)牟迦朦c接近橫突根部，需要更長的皮膚切口和更大的小關(guān)節(jié)外側(cè)肌肉剝離范圍，造成更多的損傷。椎弓根螺釘主要靠松質(zhì)骨固定，而骨質(zhì)疏松更容易影響松質(zhì)骨的強(qiáng)度，所以骨質(zhì)疏松的患者更容易出現(xiàn)螺釘松動。同時也增加了上小關(guān)節(jié)突侵犯的風(fēng)險，增加了靠近小關(guān)節(jié)側(cè)壁的側(cè)肌解剖量。

2009年，Sontoni 等[2]提出了另一種解決這一問題的方法，他發(fā)明了一種長度較短、直徑較細(xì)的皮質(zhì)骨軌跡螺釘(cortical bone trajectory screw，CBT)，其軌跡在軸位由內(nèi)側(cè)到外側(cè)，矢狀位上由尾端到頭端。由于密切接觸皮質(zhì)，這種螺釘表現(xiàn)出了良好的力學(xué)性能，尤其是抗拔出力方面。

但是皮質(zhì)骨軌跡螺釘仍然存在部分缺點，包括：①釘?shù)廓M窄，容錯率低；②軌跡不準(zhǔn)確可能引起峽部骨折；③增加術(shù)中輻射量。皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)釘?shù)辣容^狹窄，容錯率低，這導(dǎo)致軌跡不準(zhǔn)確可能引起峽部骨折，并且術(shù)中需要多次透視以確定螺釘?shù)恼_位置，增加術(shù)中輻射量。另外，對于皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)娜诤闲阅芤泊嬖谫|(zhì)疑。Hussain等[3]使用CBT治療L4-5的1～2度滑脫，減少了術(shù)中失血和留院時間，但是術(shù)后1年進(jìn)行CT掃描，18名患者中融合率為37.5%。

對于骨生長而言，堅強(qiáng)固定和適宜的應(yīng)力環(huán)境是有益的。筆者認(rèn)為不同的螺釘軌跡組合可能對椎間穩(wěn)定的堅強(qiáng)固定以及椎間植骨所承受的應(yīng)力微環(huán)境有不同作用，導(dǎo)致對于椎間融合的促進(jìn)作用表現(xiàn)出差異。皮質(zhì)骨軌跡螺釘固定范圍主要在椎體的后柱，可能對椎間植骨加壓和固定能力不足。本研究提出了一種新的組合方式，即上位椎體插入傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘，與終板呈約25°的頭側(cè)傾斜夾角，下位椎體螺釘與上終板平行向外發(fā)散。通過這種方式保留了皮質(zhì)骨軌跡螺釘對臨近節(jié)段小關(guān)節(jié)突的保護(hù)作用，減少軟組織剝離，同時改變下位椎體的固定模式，增加螺釘對椎體部分的控制力。本研究將上述螺釘軌跡組合與傳統(tǒng)椎弓根螺釘、傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘進(jìn)行臨床分析比較，以確定不同軌跡螺釘組合對于融合率的作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院骨科共納入43例患者，其中20例男性，23例女性。所有入選者均簽署知情同意，本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院倫理委員會審批通過，倫理學(xué)審批號：2019-科-4。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者被診斷為單節(jié)段的腰椎疾病，包括腰椎管狹窄癥、嚴(yán)重椎間孔狹窄、1～2級腰椎滑脫，伴隨神經(jīng)癥狀。②檢查腰椎X線片、CT和MRI，確認(rèn)影像學(xué)結(jié)果與臨床表現(xiàn)和體格檢查癥狀節(jié)段相對應(yīng)。 ③患者在3個月或更長的時間的保守治療后沒有表現(xiàn)出臨床癥狀的改善。保守治療方法包括藥物治療、物理治療和注射治療。④患者在單節(jié)段腰椎內(nèi)固定手術(shù)中使用皮質(zhì)骨軌跡螺釘和椎體間融合器進(jìn)行后路腰椎減壓螺釘內(nèi)固定術(shù)。⑤患者已完成12個月或更長時間的隨訪。排除標(biāo)準(zhǔn)：①腰椎骨折、感染或腫瘤。②既往腰椎手術(shù)史。③多節(jié)段融合手術(shù)。④出血性疾病。⑤患者無法完成問卷調(diào)查。

1.2 分組

所有患者均接受后路腰椎皮質(zhì)骨軌跡螺釘單節(jié)段內(nèi)固定術(shù)。根據(jù)下位椎體螺釘相對于上終板的頭傾角度將患者分為2組。Ⅰ組：上下兩椎體間皮質(zhì)骨軌跡螺釘長軸方向平行，并且與兩椎體上終板呈向上的頭傾角度>10°。Ⅱ組：上位椎體皮質(zhì)骨軌跡螺釘與終板呈頭傾夾角，下位椎體螺釘與上終板平行。為了便于統(tǒng)計，將平行于上終板定義為螺釘與上終板的頭側(cè)傾斜夾角≤10°。

1.3 手術(shù)方案

所有的手術(shù)都是由同一組骨科醫(yī)生進(jìn)行，他們在每次手術(shù)中都使用相同的手術(shù)操作步驟。

麻醉生效后，患者取俯臥位，常規(guī)碘酒、乙醇消毒術(shù)區(qū)，鋪無菌手術(shù)單。在沿背部正中線切開皮膚后，逐層切開淺筋膜、深筋膜，到達(dá)棘突。沿椎板骨膜剝離椎旁肌，暴露至雙側(cè)小關(guān)節(jié)突及峽部。C形臂X線透視下定位確認(rèn)手術(shù)節(jié)段無誤。皮質(zhì)骨軌跡螺釘以上關(guān)節(jié)突中線下方10～15 mm，峽部內(nèi)側(cè)1 mm處為置釘點，使用高速磨鉆鉆開釘?shù)婪乐勾蚧３Ｒ?guī)皮質(zhì)骨軌跡指向椎體上終板外側(cè)緣。平行于上終板的螺釘置釘點向上移5 mm，以減少頭角，沿平行于上終板的方向置入。置入定位針，行術(shù)中X線正側(cè)位透視示釘?shù)牢恢迷谧倒鶅?nèi)。通過部分椎板切除術(shù)進(jìn)行后路減壓。必要時，還需要進(jìn)行部分或全部小關(guān)節(jié)突切除術(shù)。在每個患者中，置入1個椎間融合器，融合器內(nèi)部空隙內(nèi)充分植入自體骨粒和同種異體骨粒，用于與自體骨材料的椎體間融合。其中自體骨材料是在后路減壓過程中獲得的關(guān)節(jié)突、椎板等骨質(zhì)攪碎后制成的。將獲得的自體骨和同種異體骨混合在一起，放置和包裹在椎間融合器周圍，以進(jìn)一步增加植骨量，促進(jìn)融合。沿先前準(zhǔn)備好的釘?shù)乐萌肼葆?，避免螺釘帽接觸椎板導(dǎo)致撞擊破壞峽部骨質(zhì)強(qiáng)度。連接預(yù)彎的鈦棒，適當(dāng)加壓后鎖定。使用0.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氯化鈉注射液沖洗傷口。根據(jù)術(shù)中失血情況放置1～2根引流管接引流袋。逐層縫合深筋膜、淺筋膜、皮內(nèi)。乙醇消毒傷口后覆蓋棉墊及紗布，膠布固定，待麻醉蘇醒后返回普通病房。

1.4 術(shù)后康復(fù)

2組患者在手術(shù)后被送入相同病區(qū)，然后接受相同的術(shù)后治療方案。所有患者手術(shù)后24 h內(nèi)引流量<100 mL時拔管，同時佩戴腰圍練習(xí)站立并復(fù)查腰椎X線正側(cè)位和腰椎CT，確認(rèn)螺釘置入準(zhǔn)確性。大多數(shù)患者在術(shù)后第10天出院。 鼓勵患者在術(shù)后第1個月避免長時間坐著。 術(shù)后3個月后，允許患者恢復(fù)正?；顒?。

1.5 數(shù)據(jù)收集

收集測量患者的年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、術(shù)中出血、手術(shù)時間、術(shù)后留院時間、手術(shù)前后及術(shù)后12個月椎間隙角度、椎間隙高度、腰椎前凸(lumbar lordosis，LL)，手術(shù)前后及術(shù)后12個月Oswestry功能障礙指數(shù)問卷表評分(Oswestry Disability Index，ODI)，視覺模擬評分法(Visual Analogue Scale，VAS)。術(shù)后12個月復(fù)查CT，計算融合評分。使用矢狀面和冠狀面分別測量。1分：上下終板均與椎間植骨融合。2分：僅一側(cè)終板與椎間植骨融合。3分：上下終板均未融合。將冠狀面與矢狀面結(jié)果相加得到最終評分。所有的腰椎X線正側(cè)位和腰椎CT圖像的收集和測量由一位未參與患者手術(shù)的骨科脊柱外科醫(yī)生進(jìn)行。使用PACS系統(tǒng)進(jìn)行測量。所有的腰椎X線正側(cè)位和腰椎CT圖像測量都按照如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以減少誤差的產(chǎn)生：第一，應(yīng)用200%放大率閱片并測量，第二，所有X線片均調(diào)整至骨窗，以便對骨質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確評估。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般情況

Ⅰ組共21例，其中男性12例，女性9例。Ⅱ組為共22例，男性8例，女性14例。兩組性別比例Ⅰ組男性較多，Ⅱ組女性較多，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。平均年齡Ⅰ組(61.67±10.20)歲，Ⅱ組(60.09±10.20)歲，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。平均身高Ⅰ組(165.71±8.45)cm，Ⅱ組(163.36±7.24)cm，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。平均體質(zhì)量Ⅰ組(77.95±13.84)kg，Ⅱ組(67.55±7.77)kg，Ⅰ組平均身高較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。BMI在Ⅰ組為(28.39±4.43)kg/m2，Ⅱ組(25.42±3.62)kg/m2，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

2.2 圍手術(shù)期相關(guān)數(shù)據(jù)

Ⅰ組的術(shù)中估計失血量為(211.67±117.30) mL，Ⅱ組為(300.00±208.17) mL，Ⅱ組平均術(shù)中失血較多，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表1)。Ⅰ組的手術(shù)時間為(157.14±25.08)min，Ⅱ組為(161.82±35.21)min，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后留院天數(shù)為(7.00±2.66)d，Ⅱ組為(6.45±1.41)d，Ⅱ組平均術(shù)后留院時間較短，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后總引流量為(201.38±111.14) mL，Ⅱ組為(200.91±120.25)mL，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后引流管留置天數(shù)為(2.67±0.73)d，Ⅱ組為(2.45±0.67)d，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表1 Ⅰ組與Ⅱ組患者信息對比Tab.1 Comparison of patient information between group Ⅰ and group Ⅱ

2.3 影像學(xué)改變

Ⅰ組的術(shù)前椎間隙高度為(13.19±4.44)mm，Ⅱ組為(14.53±2.67)mm，兩組間椎間隙高度差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表2)。Ⅰ組的術(shù)前椎間隙角度為10.86°±4.57°，Ⅱ組為11.60°±5.01°，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)前腰椎前凸為40.05°±14.28°，Ⅱ組為37.53°±14.46°，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后椎間隙高度為(16.49±3.88)mm，Ⅱ組為(17.35±2.62)mm，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后椎間隙角度為15.14°±4.35°，Ⅱ組為15.08°±4.12°，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 Ⅰ組的術(shù)后腰椎前凸為45.51°±10.67°，Ⅱ組為50.46°±12.94°，Ⅱ組術(shù)后腰椎前凸較大，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后末次椎間隙高度為(12.60±4.37)mm，Ⅱ組為(14.09±3.07)mm，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后末次椎間隙角度為10.92°±3.70°，Ⅱ組為10.60°±3.45°，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 Ⅰ組的術(shù)后末次腰椎前凸為42.44°±11.12°，Ⅱ組為46.63°±15.51°，Ⅱ組術(shù)后腰椎前凸較大，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后椎間隙高度增加值為(3.30±1.72)mm，Ⅱ組為(2.82±1.67)mm，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)后椎間隙角度增加值為4.29°±3.59°，Ⅱ組為3.48°±3.75°，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 Ⅰ組的術(shù)后腰椎前凸增加值為5.46°±7.89°，Ⅱ組為12.94°±10.80°，Ⅱ組術(shù)后腰椎前凸較大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Ⅰ組末次隨訪時相對術(shù)后椎間隙高度減少值為(3.89±1.77)mm，Ⅱ組為(3.26±2.56)mm，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組末次隨訪時相對術(shù)后椎間隙角度減少值為4.22°±3.97°，Ⅱ組為4.48°±3.93°，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 Ⅰ組的末次隨訪相對術(shù)后腰椎前凸減少值為3.07°±3.80°，Ⅱ組為3.84°±6.31°，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，詳見圖1、2。

表2 Ⅰ組與Ⅱ組患者影像學(xué)參數(shù)對比Tab.2 Comparison of imaging parameters between group Ⅰ and group Ⅱ

在椎間高度方面(P=0.616)，交互作用差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表3～4)。在椎間角度方面，交互作用差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.698)。在腰椎前凸角度方面，交互作用差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.021)。

2.4 癥狀預(yù)后評分

Ⅰ組的術(shù)前ODI評分為(0.66±0.20)分，Ⅱ組為(0.65±0.22)分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組術(shù)前VAS為(7.29±1.68)分，Ⅱ組為7.36±1.26分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表2)。Ⅰ組末次隨訪ODI評分為(0.30±0.14)分，Ⅱ組為(0.31±0.20)分，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Ⅰ組末次隨訪VAS評分為(1.19±1.29)分，Ⅱ組為(1.27±1.16)分，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

圖2 Ⅰ組和Ⅱ組影像學(xué)參數(shù)對比Fig.2 Imaging parameters of group Ⅰ and group ⅡLL:lumbar lordosis.

2.5 并發(fā)癥

所有納入的患者中共出現(xiàn)1例螺釘松動情況，其中Ⅰ組21名患者中出現(xiàn)1例末次隨訪時腰椎CT示螺釘松動，但無明顯癥狀，未翻修；1名患者術(shù)后3個月出現(xiàn)腰背痛，再次入院詳細(xì)檢查后排除感染可能，予局部壓痛點封閉治療后緩解；1名患者術(shù)后1年出現(xiàn)下肢麻木，為鄰近節(jié)段椎間盤突出，行椎間盤突出射頻消融術(shù)后緩解；1名患者出現(xiàn)術(shù)后切口延遲愈合；1名患者術(shù)后1年出現(xiàn)鄰近節(jié)段椎體壓縮性骨折(表3)。Ⅱ組22例患者中，未出現(xiàn)并發(fā)癥。分別對螺釘松動、置釘突破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)、置釘突破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計，使用χ2交叉分析方法。螺釘松動率Ⅰ組為4.76%，Ⅱ組為0，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。螺釘突破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)率Ⅰ組為4.76%，Ⅱ組為0，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。螺釘突破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)率Ⅰ組為23.81%，Ⅱ組為54.55%，Ⅱ組中突破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)概率較長，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.039)。

表3 置釘突破皮質(zhì)及術(shù)后隨訪螺釘松動對比 Tab.3 Comparison of screw penetration through cortex and screw loosening during postoperative follow-up n(%)

2.6 融合情況

對于等級資料采取獨立樣本Mann-WhitneyU秩和檢驗。Ⅰ組中融合評分2分16例(76.19%)，3分3例(14.28%)，4分2例(9.52%)，5分1例(4.76%)，6分(未融合)1例(4.76%)。

Ⅱ組中融合評分2分20例(90.91%)，3分2例(9.09%)。Ⅱ組中達(dá)到融合評分2分的病例比例較多。漸進(jìn)顯著性為0.079，精確顯著性為0.064，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,表4)。

表4 Ⅰ組與Ⅱ組患者融合評分對比Tab.4 Comparison of fusion scores between group Ⅰ and group Ⅱ n(%)

3 討論

本研究對多種不同軌跡螺釘?shù)慕M合進(jìn)行了回顧性臨床研究。本研究納入了32例單節(jié)段后路內(nèi)固定術(shù)患者，所有患者隨訪時間>12個月。根據(jù)下位椎體螺釘與所在椎體上終板之間的頭側(cè)傾斜角度分為兩組。Ⅰ組為傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘組，Ⅱ組上位椎體螺釘沿傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡置釘，下位椎體螺釘置釘點較傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘上移5 mm，為上關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)緣下方5 mm處，軌跡與上終板平行。平行定義為頭傾角<10°。

而在臨床研究中，頭側(cè)椎體皮質(zhì)骨軌跡螺釘、尾側(cè)椎體椎弓根螺釘組合獲得了較好的術(shù)后融合效果，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。可能與術(shù)后內(nèi)固定節(jié)段的微動引起適宜的椎間應(yīng)力生物環(huán)境，促進(jìn)植骨融合有關(guān)，需要納入更多病例進(jìn)行研究。但是Ⅱ組的術(shù)后腰椎前凸矯正程度顯著大于Ⅰ組。盡管手術(shù)后椎間角度與高度都有提升，但末次隨訪時手術(shù)節(jié)段的高度與角度都降到了略低于術(shù)前的水平，且無螺釘松動，這可能是由于集中的應(yīng)力導(dǎo)致連接棒曲度變直。若要維持這種椎間高度與角度的維持，需要進(jìn)一步改良連接棒，以增強(qiáng)其剛度。在腰椎前凸角度方面，交互作用差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.021)，表明新術(shù)式有效提高了對腰椎前凸恢復(fù)的維持。雖然手術(shù)節(jié)段的角度改變在隨訪期間降低，但腰椎前凸角度的維持可能表明減壓的有效性。由于腰椎管狹窄癥患者增加腰椎前凸時會伴隨腰椎管容積減小，患者的腰椎變直可能更多是姿勢性的，所以術(shù)后腰椎前凸整體的改善大于手術(shù)節(jié)段的角度改善。而新術(shù)式可能由于下方螺釘入點更偏外，減壓范圍更大，提供了更好的減壓效果，所以腰椎前凸整體的改善顯著大于傳統(tǒng)CBT技術(shù)，并且即使在隨訪期間手術(shù)節(jié)段的椎間角度降低幅度略大，仍然能在末次隨訪時維持較高的腰椎前凸。

后路腰椎椎弓根釘內(nèi)固定、椎間植骨融合術(shù)逐漸成為腰椎疾病手術(shù)治療的常規(guī)方法。但是、影響生活工作的患者椎弓根螺釘?shù)牟迦朦c接近橫突根部，需要更長的皮膚切口和更大的小關(guān)節(jié)外側(cè)肌肉剝離范圍，造成更多的損傷。椎弓根螺釘主要靠松質(zhì)骨固定，而骨質(zhì)疏松更容易影響松質(zhì)骨的強(qiáng)度，所以骨質(zhì)疏松的患者更容易出現(xiàn)螺釘松動。同時也增加了上小關(guān)節(jié)突侵犯的風(fēng)險，增加了靠近小關(guān)節(jié)側(cè)壁的側(cè)肌解剖量。

既往研究[2]使用同種異體骨移植、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)可膨脹螺釘設(shè)計試圖解決這個問題。2009年，Sontoni等[2]提出了另一種解決這一問題的方法，他發(fā)明了一種長度較短、直徑較細(xì)的螺釘，其軌跡在軸位由內(nèi)側(cè)到外側(cè)，矢狀位上由尾端到頭端。他在尸體的腰椎兩側(cè)分別插入傳統(tǒng)的椎弓根螺釘和皮質(zhì)骨軌跡螺釘，并通過生物力學(xué)試驗測量單軸拔出力，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)膯屋S屈服拔出載荷相對于傳統(tǒng)椎弓根螺釘增加了30%，并且不受骨密度的影響，從而證明其在低骨密度人群中使用的合理性。該研究發(fā)現(xiàn)，對于不同密度的尸體骨，新螺釘?shù)纳锪W(xué)特性類似于常規(guī)的椎弓根螺釘技術(shù)。這種由較小的螺釘尺寸置入密度較高的骨組織組成的組合，使每單位螺釘長度的界面強(qiáng)度相對于傳統(tǒng)椎弓根螺釘增加了1倍。Sontoni等[2]認(rèn)為，新的軌跡螺釘提供的更高骨密度的界面強(qiáng)度實現(xiàn)了與骨小梁質(zhì)量無關(guān)的充分固定，因為結(jié)果顯示單軸拔出力與從DXA掃描收集的BMD數(shù)據(jù)之間缺乏顯著相關(guān)性。這說明皮質(zhì)骨軌跡螺釘可應(yīng)用于骨質(zhì)疏松患者。皮質(zhì)軌跡螺釘?shù)膯屋S拔出試驗結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)的定向螺釘，抗單軸拔出力提高了30%。Sontoni等[2]也指出，雖然研究中常用單軸拔出試驗測試螺釘?shù)目顾蓜有阅埽F(xiàn)實中的螺釘松動還要考慮剪切力和彎曲載荷的作用，這使得螺釘彎曲可能是更常見的一種內(nèi)固定失敗模式。在其研究中置入皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)淖刁w20%的椎體發(fā)現(xiàn)椎弓根內(nèi)側(cè)壁被突破。

本研究中，相比新螺釘軌跡的組合固定方式，傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘更容易突破椎弓根內(nèi)側(cè)壁，而新組合螺釘更容易突破椎體外側(cè)壁。但是從避免并發(fā)癥的角度考慮，內(nèi)側(cè)壁損傷更容易導(dǎo)致神經(jīng)根侵犯，導(dǎo)致術(shù)后下肢痛。

皮質(zhì)骨軌跡螺釘常用于腰椎融合術(shù)中的后路固定，其適應(yīng)證與椎弓根螺釘類似。最適合用于1或2級腰椎滑脫，輕度的畸形。皮質(zhì)骨軌跡螺釘固定可與前、側(cè)或后方椎體間融合器一起使用。皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)穆葆旑^位置偏內(nèi)，也便于在小關(guān)節(jié)上進(jìn)行更多的植骨。皮質(zhì)骨軌跡螺釘相對禁忌證包括峽部狹窄和先天性椎弓根狹窄。由于在上腰椎節(jié)段峽部偏內(nèi)，因此在上腰椎，尤其是L1放置皮質(zhì)螺釘時應(yīng)謹(jǐn)慎使用。皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)慕^對禁忌證包括峽部缺損、廣泛減壓后峽部皮質(zhì)骨缺乏、醫(yī)源性峽部骨折。

早期研究[4-7]報道了皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)牟l(fā)癥。Patel等[5]在2015年前使用CBT技術(shù)進(jìn)行的22例患者中共出現(xiàn)了5例早期并發(fā)癥。其中13.6%在術(shù)后約2.7個月后出現(xiàn)早期內(nèi)固定失敗，9.0%出現(xiàn)了繼發(fā)于內(nèi)固定的骨折，1位患者在術(shù)中出現(xiàn)了峽部骨折。根據(jù)術(shù)后CT顯示，該例峽部骨折起于峽部外側(cè)，并向外延伸止于椎弓根椎體交界處。另1位患者在術(shù)后3個月出現(xiàn)骨折。1名患者在手術(shù)中出現(xiàn)硬腦膜撕裂，并侵犯到了在該節(jié)段上的出口根。

2015年，Glennie等[6]將皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)應(yīng)用于腰椎退變疾病的融合手術(shù)當(dāng)中，8名患者在O型臂影像學(xué)導(dǎo)航下置入螺釘，其中2名患者平均術(shù)后1年接受了翻修，原因是假關(guān)節(jié)形成、尾側(cè)相鄰節(jié)段失敗、螺釘松動。根據(jù)術(shù)后早期經(jīng)驗建議：皮質(zhì)骨軌跡螺釘應(yīng)該與椎間裝置結(jié)合使用，特別是對于腰椎退變的手術(shù)。皮質(zhì)骨軌跡螺釘不放置椎間融合器會增加術(shù)后短期內(nèi)復(fù)位喪失，沒有放置椎間融合器的3例患者都出現(xiàn)了術(shù)后3個月的復(fù)位喪失。Glennie等[6]認(rèn)為，基于皮質(zhì)的螺紋把持和皮質(zhì)骨軌跡螺釘之間的梯形結(jié)構(gòu)可能在局部引起更大的剪切、彎曲應(yīng)力，這種應(yīng)力可能會被較短的皮質(zhì)骨軌跡螺釘進(jìn)一步放大，而一種剛性的、斜向螺釘結(jié)構(gòu)和較短的螺釘長度可能增加螺釘松動發(fā)生率。

2015年，Su等[7]傾向于使用皮質(zhì)螺釘與體間支撐結(jié)合，特別是在不穩(wěn)定的腰椎滑脫的情況下。原因之一是皮質(zhì)螺釘軌跡較短，通常不會延伸到矢狀面旋轉(zhuǎn)軸，與較長的椎弓根螺釘相比可能處于結(jié)構(gòu)劣勢。本研究中每一例手術(shù)中都結(jié)合了椎間融合器，以減少皮質(zhì)骨軌跡螺釘發(fā)生松動的可能性。

本研究43例患者中共出現(xiàn)1例螺釘松動情況，其中Ⅰ組21例患者中出現(xiàn)1例末次隨訪時腰椎CT示螺釘松動，但無明顯癥狀，未翻修；1例患者術(shù)后3個月出現(xiàn)腰背痛，再次入院詳細(xì)檢查后排除感染可能，予局部壓痛點封閉治療后緩解；1例患者術(shù)后1年出現(xiàn)下肢麻木，為鄰近節(jié)段椎間盤突出，行椎間盤突出射頻消融術(shù)后緩解；1例患者出現(xiàn)術(shù)后切口延遲愈合；1例患者術(shù)后1年出現(xiàn)鄰近節(jié)段椎體壓縮性骨折。Ⅱ組22例患者中，未出現(xiàn)并發(fā)癥。分別對螺釘松動、置釘突破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)、置釘突破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計，螺釘松動率Ⅰ組為4.76%，Ⅱ組為0，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。螺釘突破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)率Ⅰ組為4.76%，Ⅱ組為0，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。螺釘突破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)率Ⅰ組為23.81%，Ⅱ組為54.55%，Ⅱ組中突破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)概率較大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。其中沒有出現(xiàn)螺釘壓迫導(dǎo)致的下肢放射痛。特別值得注意的是，傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘更容易突破內(nèi)側(cè)皮質(zhì)，而Ⅱ組更容易突破外側(cè)皮質(zhì)，可能與螺釘置釘軌跡的變化相關(guān)。皮質(zhì)骨軌跡螺釘通過內(nèi)側(cè)到外側(cè)入路遠(yuǎn)離神經(jīng)，而不像傳統(tǒng)椎弓根螺釘指向神經(jīng)的方向，這可能是內(nèi)壁破損較少的原因，有助于降低術(shù)后神經(jīng)根炎的發(fā)病率。

雖然皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)闹冕旤c比傳統(tǒng)椎弓根螺釘靠內(nèi)，但由Sontoni等[2]提出的置釘點需要暴露椎體兩側(cè)的橫突，實際的軟組織剝離范圍和傳統(tǒng)椎弓根螺釘相近，這影響了皮質(zhì)骨軌跡螺釘微創(chuàng)優(yōu)勢的發(fā)揮[8-12]。2015年，Lee等[13]開展了第1例皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)那罢靶耘R床研究，證實皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)钠つw切口較短、肌肉解剖和損傷較少。他們使用的螺釘起點在一條平分小關(guān)節(jié)間隙的直線上，距離小關(guān)節(jié)囊下方10～15 mm。這樣可以避免暴露通過橫突定位過程中的組織損傷。本研究也采取了Lee等[13]的皮質(zhì)骨軌跡螺釘置釘點，可以減少傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘置釘所需的暴露范圍，以避免過多的椎旁肌損傷。

但是植入椎間融合器常用的向中線收斂的方向軌跡中，后方軟組織解剖超出了CBT植入所需的范圍，影響了皮質(zhì)骨軌跡內(nèi)固定技術(shù)發(fā)揮其主要優(yōu)勢。Bohl等[8]于2018年提出過發(fā)散軌跡從出口根腋部由內(nèi)向外置入2個椎間融合器，并在兩個椎間融合器之間的扇形區(qū)域充分植骨。相對于傳統(tǒng)方法，這種途徑可以減少暴露范圍，增大植骨體積。但是，這種方式隨著椎間盤間隙的連續(xù)雙側(cè)牽張，前縱韌帶處于更大的應(yīng)力下可增加破裂風(fēng)險，導(dǎo)致明顯的脊柱不穩(wěn)定，并可能增加假關(guān)節(jié)的風(fēng)險。此外，體間移植物的發(fā)散軌跡可能會使髂血管和其他腹膜后結(jié)構(gòu)處于更大的風(fēng)險。傳統(tǒng)的收斂軌跡中，前縱向韌帶有助于保護(hù)腹膜后結(jié)構(gòu)免受損害，限制腹側(cè)插入的體間移植物。但發(fā)散軌跡超出前縱韌帶的覆蓋范圍，因此理論上這種發(fā)散技術(shù)可能導(dǎo)致體間移植物穿入腹膜后間隙。本研究中考慮到該技術(shù)的危險性，仍采取傳統(tǒng)的椎間融合器植入方式。

研究[9-10]表明，上關(guān)節(jié)突侵犯是傳統(tǒng)椎弓根螺釘放置過程中的常見情況，在開放手術(shù)中的發(fā)生率為4%～24%，在經(jīng)皮手術(shù)中的發(fā)生率為11%～100%。

椎弓根螺釘置釘距離上關(guān)節(jié)突過近，而本研究中的C組在頭側(cè)椎體使用皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)，以避免臨近小關(guān)節(jié)突的損傷；而下位椎體則上移置釘點，因為兩椎體之間的小關(guān)節(jié)突已在減壓過程中被切除，所以不涉及小關(guān)節(jié)突損傷的問題。對于以往的椎弓根螺釘和皮質(zhì)骨軌跡螺釘雜交手術(shù)而言，上位椎體的皮質(zhì)骨軌跡螺釘和下位椎體的椎弓根螺釘?shù)闹冕旤c距離中線的差距較遠(yuǎn)，引起鈦棒連接的傾斜，理論上增加了連接棒所受的剪切力，可能引起術(shù)后發(fā)生斷棒；且螺釘方向差距過大，連接、加壓困難。故在本研究中，我們在下位椎體沒有直接使用椎弓根螺釘，而是將皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)闹冕旤c上移5 mm，平行于上終板，朝向外側(cè)，使連接點盡可能在一條直線上。

腰椎后路內(nèi)固定融合術(shù)取得良好療效的前提之一是術(shù)后充足的椎間融合效果。但是對于皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)的融合性能還存在爭議。

而Sakaura等[11]報道了PLIF中CS和PS的比較研究，其中CS組融合率低于PS組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。 他們研究中使用了一個不尋常的CS置釘點來盡量減少皮膚切口：起點位于上關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面。這可能影響了最終的融合率，因為關(guān)節(jié)突周圍的骨質(zhì)以松質(zhì)骨為主，而減壓導(dǎo)致小關(guān)節(jié)突不完整可能進(jìn)一步破壞置釘點周圍骨質(zhì)的穩(wěn)定性。

Hussain等[3]使用CBT治療L4-5的1～2度滑脫，減少了術(shù)中失血和留院時間，并且沒有發(fā)生并發(fā)癥。但是術(shù)后1年進(jìn)行CT掃描，18例患者中33.3%的患者椎間隙前柱融合，83.3%的患者表現(xiàn)為后柱融合，融合率為37.5%，25%為完全融合，12.5%為部分融合，1例患者表現(xiàn)為前、后柱部分融合。這項研究中老年婦女?dāng)?shù)量較多，平均年齡超過60歲，樣本量較小，沒有傳統(tǒng)PLIF組作為對照，融合率可能受到了衰老和潛在的骨質(zhì)疏松的影響。

本研究中，對于等級資料采取獨立樣本Mann-WhitneyU秩和檢驗。Ⅰ組中融合評分2分16例(76.19%)，3分3例(14.28%)，4分2例(9.52%)，5分1例(4.76%)，6分(未融合)1例(4.76%)。Ⅱ組中融合評分2分20例(90.91%)，3分2例(9.09%)。Ⅱ組中達(dá)到融合評分2分的病例比例較多。漸進(jìn)顯著性為0.079，精確顯著性為0.064，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

目前皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)的應(yīng)用有很多進(jìn)展[12]。皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)可用于治療鄰近節(jié)段疾病，使用CBT螺釘置入先前已有椎弓根螺釘?shù)淖倒恍枰瞥惹暗穆葆?。另外，一種在同一個椎弓根使用CBT技術(shù)和傳統(tǒng)的椎弓根螺釘?shù)碾p軌跡技術(shù)，已在文獻(xiàn)[13]中報道，可用于治療伴有骨質(zhì)疏松的退行性腰椎側(cè)凸。

近期又出現(xiàn)了一些新的不同于傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)募夹g(shù)。2018年，針對骨質(zhì)疏松患者，Yu等[14]發(fā)現(xiàn)椎弓根及相應(yīng)椎體的上1/3部分骨質(zhì)結(jié)構(gòu)較致密。因此他們設(shè)計了一種上皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)。這種新技術(shù)的入釘點位于Magerl點(上小關(guān)節(jié)突外側(cè)緣與橫突中線相交處)上方3 mm處。該通路在矢狀面與椎體上終板平行，軸向平面由外側(cè)向內(nèi)側(cè)，鉆入椎體深度約占椎體長度的80%。影像學(xué)測量表明釘?shù)乐車墓敲芏?、骨小梁體積分?jǐn)?shù)和骨小梁厚度與拔出強(qiáng)度顯著相關(guān)。他們的生物力學(xué)試驗表明，皮質(zhì)上螺釘組的拔出強(qiáng)度為613.3 N，比Magerl組傳統(tǒng)椎弓根螺釘?shù)陌纬鰪?qiáng)度501.2 N高出22.4%。這種螺釘類似于傳統(tǒng)椎弓根螺釘技術(shù)，但是置釘點更靠近椎弓根上層皮質(zhì)骨，以增強(qiáng)把持力。但是這種技術(shù)同樣像椎弓根螺釘技術(shù)一樣，置釘點過于靠近上關(guān)節(jié)突，可能導(dǎo)致相鄰椎間隙的退變。筆者在下位椎體的置釘中參考了這一技術(shù)，因為下位椎體的上關(guān)節(jié)突在減壓過程中已被切除。不同之處在于，本研究的置釘方向仍然是發(fā)散的，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，以保持皮質(zhì)骨螺釘偏內(nèi)靠近峽部皮質(zhì)骨的置釘點，增加皮質(zhì)骨接觸，并使上下椎體的螺釘帽之間盡可能接近垂直以便于連接，同時減少軟組織的剝離，以盡可能保留皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)膬?yōu)勢。

近年來皮質(zhì)骨軌跡螺釘應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大至胸椎。2018年Szczodry等[15]提出了在上胸椎使用一種在椎弓根外側(cè)部分插入橫向傾斜度較小的螺釘?shù)募夹g(shù)以增加釘?shù)乐車べ|(zhì)骨量。他們使用CT對胸椎T1和T3進(jìn)行建模，在距離邊緣<0.5 mm的前提下選擇了矢狀位平行于上終板、軸位上最直和最收斂的兩種軌跡，并由熟練的手術(shù)者對椎體模型進(jìn)行螺釘置入。結(jié)果顯示，對于測試的上胸椎，盡管增加皮質(zhì)骨把持的插入技術(shù)采用較短的螺釘，但其生物力學(xué)性能與常規(guī)釘?shù)老嗤１狙芯繒簳r沒有涉及胸椎，胸椎的皮質(zhì)骨軌跡還需要進(jìn)一步研究。

本研究特點在于提出了上位椎體皮質(zhì)骨軌跡螺釘、下位椎體平行于上終板螺釘?shù)慕M合，并對該組合進(jìn)行了有限元分析以及臨床影像學(xué)、癥狀學(xué)研究，并初步發(fā)現(xiàn)了新組合對于適宜椎間應(yīng)力促進(jìn)融合的可能性。本研究的缺點：①病例數(shù)較少；②缺少尸體的生物力學(xué)研究驗證；③隨訪時間較短；④未涉及椎間融合器的材質(zhì)。骨質(zhì)融合需要適宜的應(yīng)力環(huán)境，根據(jù)既往研究，促進(jìn)骨生長的適宜應(yīng)力約為20～60 MPa[4]。達(dá)到最適骨融合的應(yīng)力需要對椎間融合器的材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，使其材料性能更接近人骨，減少其應(yīng)力遮擋效應(yīng)，才能使椎間骨移植物獲得足夠的壓強(qiáng)。

本研究結(jié)果表明，術(shù)后隨訪中新組合的矯正程度顯著超過傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘，而在術(shù)后隨訪癥狀評分、螺釘松動、螺釘突破皮質(zhì)方面無明顯差異。在融合率方面，新組合的術(shù)后椎間融合評分達(dá)到2分的比率比傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘增加了14%。在腰椎前凸恢復(fù)方面，新軌跡螺釘組合顯著大于傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘。綜上所述，新軌跡螺釘組合螺釘內(nèi)固定可以提供與傳統(tǒng)椎弓根螺釘融合率較傳統(tǒng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘更高，并能提供更大的腰椎前凸恢復(fù)，具有一定的臨床使用前景。