吴连明 综述, 刘祖德 审校(上海交通大学医学院附属仁济医院, 上海 200127)
近年来, 随着颈椎内固定器材设计的改进及手术技术的完善, 颈椎前路手术获得飞速发展。尽管有文献报道, 颈椎非限制钢板的使用可以提供前路融合术后的即刻稳定性, 而且可以有效地减少植骨块脱出、终板的骨折塌陷以及迟发的颈椎后凸畸形的产生。过度坚强的内固定伴发的植骨块延迟愈合或者不愈合等问题虽可使用非限制性钢板解决, 但不少学者发现非限制性钢板过度的加压有加重植骨块塌陷的趋势。面对相互矛盾的文献报道及不断出现的新产品, 如何做出颈椎前路钢板的正确选择成为困扰脊柱外科医师的难题[ 1 ]。
1 颈椎前路钢板的分类
自从1964年Bohler[ 2 ]把前路钢板用于治疗颈椎创伤, 但是因其显著优势被广泛用于所有颈椎前入路手术[ 3 ]。此后颈前路钢板的研究和应用日渐增多, 出现了一系列的颈前路钢板系统。Haid等[ 4 ]根据钢板的演变及其生物力学机制, 将临床应用较广的颈前路钢板分为4类:
①非锁定非坚固型, 以Caspar钢板为代表的双皮质螺钉(皮质骨螺钉) 类型。②锁定坚固型, 以CSlP及Orion钢板为代表的单皮质螺钉(松质骨螺钉) 类型。③变角半限制型, 以Codman钢板及Peak多轴向自锁钢板为代表的单皮质螺钉(可旋转松质骨螺钉) 类型。④滑移半限制型, 以DOC钢板为代表的单皮质螺钉(可滑移松质骨螺钉) 类型。在临床上, 锁定坚固型钢板又称作限制性钢板(静力性钢板) , 变角半限制型钢板和滑移半限制型钢板又统称作非限制性钢板(动力性钢板) 。颈椎非限制性钢板又称为动力型钢板、半刚性钢板。也有学者把非限制性钢板分为3种类型: 一种是变角半限制性钢板, 指通过固定椎体的螺钉相对与钢板存在角度上或者位置上的微动来达到动力加压的效果, 其中包括单纯螺钉头尾角度改变而位置不变者, 如Zephir、Atlantis钢板; 另有一种是滑移半限制性钢板, 螺钉角度不变而是通过螺钉在钉槽内滑动达到加压效果的, 如Premier钢板; 还有一种就是螺钉的角度可以调节, 螺钉的位置同样可以发生滑动的, 如ABC钢板。
2 非限制性钢板的生物力学
研究Brodke和Mohr[ 5 ]在尸体标本上模拟椎体次全切除后分别使用全长的植骨块与短10%以模拟塌陷的植骨块植骨, 两组都应用限制性与非限制性钢板进行固定, 分析植骨块与钢板的应力分布情况以及钢板的强度。发现使用全长植骨块应用两块钢板固定分担植骨块所受的压力负荷和钢板强度相当;而模拟塌陷植骨块组则显示了非限制性钢板较限制性钢板更易分担植骨块所受的压力负荷和钢板强度, 可以完成对植骨块的持续加压, 增加植骨块与椎体间的接触面积, 提高融合率。最近Brodke和Mohr又在尸体标本上模拟椎体次全切除后比较变角半限制性钢板和滑移半限制性钢板与非限制性钢板之间的生物力学差异[ 6 ]。
结果显示使用全长植骨块应用变角半限制性钢板, 滑移半限制性钢板, 非限制性钢板固定分担植骨块所受的压力负荷和钢板强度相当。而当模拟植骨块吸收的时候, 只有变角半限制性钢板与滑移半限制性钢板仍能维持原水平, 但这3种钢板的强度都相当。Brodke等[ 7 ]在21具尸体标本上模拟C5 椎体次全切除后分3组, 分别应用限制性与变角非限制性与滑移半限制性钢板进行固定。分析植骨块与钢板的应力分布情况。发现当模拟植骨块吸收10%时, 通过限制性钢板传导的压力负荷降低了将近70% , 而变角非限制性与滑移半限制性钢板则没有变化。同时使用限制性钢板组要比变角非限制性组与滑移半限制性钢板组在颈椎动力位片上更易出现椎体间的滑动。
此项研究显示了变角非限制性组与滑移半限制性钢板组即使在植骨块出现吸收的情况下也能维持压力负荷和颈椎的稳定性。Reidy[ 8 ]在尸体标本上模拟C5 椎体次全切除后分别应用限制性与非限制性钢板进行固定, 分析植骨块与钢板的应力分布情况。结果显示, 在持续施加同等压力( 90N) 的情况下, 应用非限制性与限制性钢板植骨块的应力负荷分别为80%与57% , 而通过钢板传导的应力分别为9%和23% , 两者差异有显著性。在模拟植骨块愈合过程中出现1 mm塌陷时, 可以发现应用非限制性钢板者植骨块的应力从塌陷前的80%下降到48% , 而应用限制性钢板者植骨块的应力从57%下降为25%。
以上数据似乎都可以说明, 应用非限制性钢板无论是在即刻还是在植骨块出现吸收塌陷的情况下都可以较限制性钢板分担更多的压力于植骨块, 从而促进植骨块的融合。但是试验同时也发现在模拟植骨块塌陷时应用非限制性钢板颈椎后柱分担的负荷从11%增加到41% , 而限制性钢板这一变化则是从20%到38% , 这就意味着在植骨块出现塌陷时非限制性钢板并未分担植骨块应力减少的部分, 而是由颈椎的后柱结构分担了。可见颈椎后部结构的完整性对于前路钢板的使用具有重要的影响。
Fassett等[ 9 ]在尸体标本上使用限制性钢板与非限制性钢板固定并模拟颈椎活动, 比较两者的稳定性。结果显示在后纵韧带完整的情况下两者在维持颈椎稳定性上无明显差异。当后纵韧带不完整的情况下, 非限制性钢板能增加颈椎的屈伸活动度, 而限制性钢板则不能。在颈椎侧方活动结果也与屈伸活动一样, 在后纵韧带完整的情况下两者在维持颈椎稳定性上无明显差异。所以, 只有当后纵韧带受到破坏, 两者在维持颈椎稳定性上才有差异。
