周興茂，吳俊哲，王新偉

（1.廣東省中山市中醫(yī)院，廣東 中山 528400；2.上海長(zhǎng)征醫(yī)院，上海 200003）

后路短節(jié)段椎弓根螺釘固定已成為胸腰椎骨折治療的主要方式。近幾年對(duì)于經(jīng)傷椎置釘優(yōu)越性的生物力學(xué)及臨床研究屢見(jiàn)報(bào)道[1-4]，經(jīng)傷椎置釘治療胸腰椎骨折已經(jīng)成為常用內(nèi)固定方式。我們?cè)谂R床過(guò)程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)經(jīng)傷椎置釘內(nèi)固定失效尤其是螺帽松脫的情況并不少見(jiàn)。

現(xiàn)對(duì)我院脊柱科采用經(jīng)傷椎置釘治療306例患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探討導(dǎo)致螺帽松脫的可能原因；為臨床經(jīng)后路椎弓根內(nèi)固定治療胸腰椎骨折內(nèi)固定失效提供預(yù)防措施。

1 資料與方法

1.1 一般資料本組306例；男239例，女67例，年齡在20～55歲之間，平均年齡46.7歲。均為外傷引起的T11-L2水平的單一節(jié)段骨折，患者均為傷后2周以內(nèi)手術(shù)治療，脊柱骨折均經(jīng)X線、CT或MRI確診。1.2 治療方法 所有患者均采用后路復(fù)位經(jīng)傷椎椎弓根釘短節(jié)段植骨融合內(nèi)固定，固定范圍為傷椎及上下椎體6釘2棒固定，傷椎上下椎體植入定向螺釘，傷椎植入萬(wàn)向螺釘；采用直的連接棒通過(guò)壓棒協(xié)助復(fù)位固定；根據(jù)神經(jīng)損傷及椎管占位情況決定減壓或不減壓處理；減壓病例加用橫向連接器固定；異體骨或混合自體骨行后外側(cè)植骨；術(shù)后臥床2~4周，腰圍保護(hù)3月。

1.3 觀察指標(biāo)術(shù)后第2~3天、術(shù)后2周、4周、2月、3月、6月、12月復(fù)查X線片。根據(jù)術(shù)后平片觀察是否出現(xiàn)內(nèi)固定斷裂、松脫、脫出情況，對(duì)于出現(xiàn)活動(dòng)疼痛、異響或骨折高度丟失而平片內(nèi)固定無(wú)異常時(shí)行CT平掃及三維重建明確內(nèi)固定在位情況。

2 結(jié)果

隨訪9~48月，平均隨訪時(shí)間24月。306例經(jīng)傷椎置釘短節(jié)段固定發(fā)生內(nèi)固定失效22例，發(fā)生率高達(dá)7.19%；其中椎弓根螺釘松動(dòng)2例，螺釘斷裂1例，螺帽松脫19例（25個(gè)螺帽），螺帽松脫占內(nèi)固定失效病例86.4%。其中11例螺帽松脫在術(shù)后6月之內(nèi)，（3例﹤4周，2例4~12周）。5例需二次手術(shù)治療，其中1例導(dǎo)致醫(yī)療糾紛。本組發(fā)生的螺帽松脫均為傷椎下位椎體螺釘固定螺帽，其中單側(cè)松脫13例，雙側(cè)均松脫6例。

3 討論

椎弓根內(nèi)固定是脊柱外科發(fā)展史上的重要里程碑。經(jīng)傷椎置釘在胸腰椎骨折中的應(yīng)用也有大量研究。Dick等[1]研究發(fā)現(xiàn)6釘結(jié)構(gòu)的軸向承載能力增加160%，抗屈曲能力增加48%，抗扭轉(zhuǎn)能力增加38%。Mahar[2]等以6具人L1-3新鮮標(biāo)本模擬L2椎體不穩(wěn)定爆裂性骨折，發(fā)現(xiàn)其抗軸向旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較跨骨折節(jié)段明顯增強(qiáng)，穩(wěn)定性增加。Yuare R[4]等報(bào)道經(jīng)傷椎置釘短節(jié)段椎弓根釘在脊柱胸腰段骨折的治療中效果良好。眾多的生物力學(xué)及臨床研究均表明經(jīng)傷椎置釘具有明顯的優(yōu)越性，本組資料發(fā)現(xiàn)經(jīng)傷椎置釘后出現(xiàn)大量傷椎下位椎螺帽松脫，推測(cè)發(fā)生原因可能與解剖因素、蹺蹺板效應(yīng)、釘棒之間耦合欠佳、萬(wàn)向釘角度過(guò)大形成應(yīng)力等相關(guān)。

3.1 解剖因素胸腰段具有特殊的解剖，在該區(qū)域胸椎后凸逐漸向腰椎前凸轉(zhuǎn)換，胸椎到腰椎的解剖變化集中在一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域（T11-L2）。由于胸椎后凸以及其重力中心集中在脊柱的前方，導(dǎo)致壓應(yīng)力集中在椎體的前柱，而脊柱后柱則發(fā)生牽張。而在前凸的腰椎區(qū)域，壓應(yīng)力主要經(jīng)脊柱后柱傳遞[5]。因此在胸腰段后路內(nèi)固定器械置放后下位椎后柱也自然成為應(yīng)力傳導(dǎo)的集中點(diǎn)。張英澤等[6]分析600余例胸腰椎骨折內(nèi)固定病例，發(fā)現(xiàn)胸腰段發(fā)生內(nèi)固定失敗率是腰段的1.71倍。

3.2 蹺蹺板效應(yīng)經(jīng)傷椎置釘較跨節(jié)段固定能達(dá)到更好的復(fù)位作用，在手術(shù)復(fù)位過(guò)程中額外的固定點(diǎn)產(chǎn)生向前的頂推力，形成三點(diǎn)復(fù)位作用，固定于傷椎的螺釘可以向腹側(cè)加壓，克服骨折產(chǎn)生的后凸應(yīng)力，防止椎體高度的丟失及骨折椎后移[7]。要達(dá)到較好的頂推復(fù)位作用需要傷椎螺釘切跡較上下椎體螺釘較高；但這種采用內(nèi)固定器械“壓中間翹兩頭”的復(fù)位方法必然增加釘棒局部應(yīng)力。出現(xiàn)釘棒如同蹺蹺板樣運(yùn)動(dòng)軌跡，且萬(wàn)向釘存在微動(dòng)效應(yīng)[8]，傷椎萬(wàn)向螺釘成為微動(dòng)蹺蹺板支點(diǎn)。在前屈運(yùn)動(dòng)時(shí)，軀干重量通過(guò)上位椎體螺釘及連接棒以傷椎螺釘為支點(diǎn)撬拔下位椎體的椎弓根釘螺帽。

例1患者男，50歲，L1椎體骨折于2011-3-1行后路復(fù)位內(nèi)固定植骨融合術(shù)。術(shù)后2月前屈活動(dòng)可見(jiàn)明顯撬拔，術(shù)后4月復(fù)查松脫。（圖1）

圖 ：1術(shù)后第 天；：術(shù)后 月復(fù)查患者拍片時(shí)，脊柱呈前屈位，見(jiàn)連接棒對(duì)下位椎體螺帽有撬拔效應(yīng)；、：術(shù)后 月復(fù)查可見(jiàn)下位椎螺帽松脫。

胸腰段（T11-L2）在矢狀位平面為中立或輕度后凸（0°～10°）[5]，而彎曲后的連接棒在抗疲勞強(qiáng)度上低于未彎曲棒[9]，臨床中我們?yōu)榱双@得更好的復(fù)位效果和固定強(qiáng)度，采用沒(méi)有預(yù)彎的直棒固定，棒與脊柱的生理曲度不一致，輕度的后凸的生理曲度可能也是支點(diǎn)上升形成蹺蹺板效應(yīng)的原因之一。一旦椎體高度丟失，后凸加重，這種情況無(wú)疑會(huì)更加明顯。

例2患者男，39歲，診斷：L1椎體爆裂性骨折伴圓錐損傷，于2010-11-23行后路復(fù)位減壓內(nèi)固定植骨融合術(shù)，術(shù)后4月發(fā)現(xiàn)松脫。（圖2）

圖2 a：L1椎體前上方壓縮骨折為主；b：內(nèi)固定術(shù)后高度恢復(fù)理想，直棒固定，與胸腰段生理曲度不匹配；c：術(shù)后4月椎體高度丟失，后凸加重，一側(cè)連接棒較另一側(cè)明顯翹起，螺帽松脫.

我們建議在胸腰段骨折的治療中應(yīng)重視其后凸角，將連接棒預(yù)彎成合適的角度再行連接固定，不應(yīng)為追求高質(zhì)量的復(fù)位效果采用直棒或反弓方向連接；也不要為追求頂推復(fù)位效果將傷椎螺釘擰置于較高切跡；避免傷椎螺釘成為支點(diǎn)撬拔下位椎體螺帽。

3.3 釘棒之間耦合欠佳我們常規(guī)采用傷椎上下椎體植入定向螺釘，傷椎植入萬(wàn)向螺釘?shù)姆绞街冕敗hepard等[10]的研究證明這種方式的混合使用內(nèi)固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性并不會(huì)降低。但文章中未提及釘帽與連接棒的耦合度情況，隨著胸腰段由后凸轉(zhuǎn)為前凸的變化及椎弓根釘置釘點(diǎn)的不同，各椎弓根釘方向也呈現(xiàn)不一致性，采用未預(yù)彎的連接棒或預(yù)彎不匹配固定時(shí)可能出現(xiàn)定向釘與棒之間的耦合欠佳，難以達(dá)到全面接觸，通常是“點(diǎn)式接觸”，這樣導(dǎo)致應(yīng)力在螺釘冠上分布不均勻，強(qiáng)行壓棒固定后連接棒的彈性會(huì)以螺釘冠的接觸點(diǎn)為支點(diǎn)與釘帽的咬合形成對(duì)抗導(dǎo)致釘棒之間的任一方的疲勞斷裂或松脫。

圖4 a：椎體前上方骨折b：萬(wàn)向釘由傷椎后上方植入前下方骨質(zhì)完整處使萬(wàn)向釘與棒呈大角度連接c：下位椎雙側(cè)螺帽均松脫。（本例同時(shí)有直棒固定、高度丟失、后凸加重的影像表現(xiàn)）。

我們建議在預(yù)彎連接棒時(shí)除考慮脊柱的后凸曲度外也要考慮不同的椎弓根釘置釘方向與棒之間的耦合度，根據(jù)需要預(yù)彎成“槍托狀”或輕度“S”狀，使釘棒之間的耦合達(dá)到最佳。必要時(shí)下位椎體使用萬(wàn)向螺釘，減輕彎棒的困難，提高釘棒耦合度。

4.4 萬(wàn)向釘角度過(guò)大形成應(yīng)力萬(wàn)向釘?shù)闹萌胛恢幂^單向釘要求低，我們常規(guī)使用萬(wàn)向螺釘固定傷椎，胸腰椎骨折多發(fā)生在椎體前上方，應(yīng)用萬(wàn)向釘能更好的由傷椎后上方植入前下方骨質(zhì)完整處達(dá)到對(duì)傷椎更好的把持力。萬(wàn)向釘在設(shè)計(jì)上其螺釘桿與螺釘冠之間存在一個(gè)半弧形的耦聯(lián)裝置（Ball-incup），即“球窩結(jié)構(gòu)”，使螺釘冠能夠在任意方向上做一定角度的旋轉(zhuǎn)，但這樣的角度是有限的。置入角度過(guò)大時(shí)可能導(dǎo)致連接棒固定時(shí)超出萬(wàn)向釘?shù)男D(zhuǎn)角度極限，形成棒與萬(wàn)向釘?shù)摹包c(diǎn)式接觸”，椎體后方的連接棒張力增加，通過(guò)傷椎螺釘支點(diǎn)發(fā)出類似杠桿作用翹拔下位椎體螺帽，當(dāng)連接棒彈性變強(qiáng)于螺釘與螺帽的連接時(shí)，螺帽發(fā)生松脫。

例4患者男，45歲，診斷：L1椎體爆裂性骨折伴神經(jīng)損傷，于2011-10-19行后路復(fù)位減壓內(nèi)固定植骨融合術(shù)，術(shù)后1月發(fā)現(xiàn)松脫。（圖4）

建議在傷椎置釘時(shí)不應(yīng)追求傷椎的把持力增加而使用長(zhǎng)螺釘，因這可能需要較大角度置入螺釘而導(dǎo)致固定后異常應(yīng)力增加，通過(guò)椎弓根的螺釘已具有足夠的力量復(fù)位固定椎體[11]。

本文的分析主要基于理論推測(cè)，并不能確定哪個(gè)危險(xiǎn)因素占據(jù)主導(dǎo)地位，分析螺帽松脫的病例發(fā)現(xiàn)絕大部分存在多個(gè)危險(xiǎn)因素并存（如例3、4），而未失效病例也存在部分危險(xiǎn)因素。我們認(rèn)為這些危險(xiǎn)因素的作用是相互疊加的，當(dāng)螺釘和螺帽之間的耦合強(qiáng)度大于危險(xiǎn)因素的作用時(shí)，內(nèi)固定處于穩(wěn)定狀態(tài)，而當(dāng)危險(xiǎn)因素疊加作用大于釘帽之間的耦合強(qiáng)度則時(shí)內(nèi)固定失效。

經(jīng)傷椎內(nèi)固定是目前常用的固定方式，離體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯勘砻鹘?jīng)傷椎置釘有明顯的生物力學(xué)優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，胸腰椎骨折的機(jī)制比較復(fù)雜，骨折的類型很多，離體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⒉荒芡耆M在體骨折的情況，更不能模擬內(nèi)固定在人體內(nèi)長(zhǎng)負(fù)荷存在下的真實(shí)穩(wěn)定性情況[12]。離體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)與臨床實(shí)踐是否一致尚待大數(shù)據(jù)的臨床研究考證，目前就確信該術(shù)式優(yōu)于其他方式為時(shí)尚早。且各臨床醫(yī)師手術(shù)操作方式不一，復(fù)位方法、置釘方向、螺釘類型、螺釘長(zhǎng)度、連接棒曲度等的選擇尚待進(jìn)一步臨床驗(yàn)證及規(guī)范。我們希望我們失敗的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芙o大家一個(gè)預(yù)警，警惕此類風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性！并建議臨床醫(yī)師在應(yīng)用傷椎固定方式時(shí)不宜使用內(nèi)器械過(guò)分追求復(fù)位效果；置釘時(shí)盡量保持各釘方向及平面接近一致；預(yù)彎連接棒使貼合螺釘及生理曲度，必要時(shí)下位椎體改用萬(wàn)向釘固定；傷椎使用短釘垂直置釘固定。

[1] Dick JC，jones MP.，zdeblick TA，et a l.A biomechanical comparison evaluating the use of intermediate screws and crosslinkage in lumbar pedicle fixation[J].Journal of spinal disorders,1994，（5）：402-407.

[2] Mahar A，Kim S，Wedermeyer M，et a1．Short seg-mental fixation of lumbar burst fractures using pedicle fixation at level of the fracture[J].Spine,2007,32：1503-1507．

[3] 陳德純，時(shí)國(guó)華，譚俊銘，等．后路不同復(fù)位方式治療胸腰椎爆裂骨折的臨床療效觀察[J]．頸腰痛雜志，2012，33(6)：444-446．

[4]Yuare R，Matte B，Urzua A，et al．Residual mobility of instmented and non-fused segments in thoracolumbar spine fractures[J].Eur spine，2006，15(6)：864-875．

[5] Harvey E.Smith,D.Greg Anderson,Alexander R.Vaccaro，et al.anatomy biomechanics,and classification of thoracolumbar Injuries[J].Seminars in Spine surgery，2010，22：2-7.

[6] 張英澤，李寶俊，張奇.胸腰椎骨折椎弓根內(nèi)固定術(shù)后失敗原因探討[J].中華骨科雜志，2009，29（1）：7-11.

[7] 袁強(qiáng)，田偉，張貴林，等.骨折椎垂直應(yīng)力螺釘在胸腰椎骨折中的應(yīng)用[J].中華骨科雜志,2006,26（4）：217-222.

[8] Krag MH，Beynnon BD，Pope MH，et al.An internal fixatior for posterior application to short segmentals of the thoracic，lumbar or lumbosacral opine：design and testing[J].Clinorthop，1986，203：75.

[9]Lindsey C，Deviren V，Xu Z，et a1.The effects of rod contouring on spinal construct fatigue strength[J].Spine,2006,31(15)：1680-1687.

[10]Shepard MF，Davies MR，Abayan A，et a1.Effects of polyaxial pedicle screws on lumbar construct rigidity[J].Spinal Disord Tech,2002，15（3）：233-236.

[11]Hiranot，Hasegawak，Takahashihe，et a1.Structural characteristics of the pedicle and its role in screw stability[J].Spine，1997，22（21）：2504-2509.

[12]王許可，周英杰，李長(zhǎng)青.聯(lián)合萬(wàn)向釘和單向釘治療胸腰椎爆裂骨折的生物力學(xué)穩(wěn)定性研究[J].中華創(chuàng)傷雜志，2014，30（02）：160-163.