丁宇 朱騰月 阮狄克 張靜 徐成 張建軍 朱凱 杜薇 董妍含

脊柱外科

經皮內鏡輔助椎間融合治療腰椎不穩(wěn)的生物力學評價

丁宇 朱騰月 阮狄克 張靜 徐成 張建軍 朱凱 杜薇 董妍含

目的觀察經皮內鏡輔助經椎間孔腰椎椎體間融合 ( transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF ) ( 改良 TLIF ) 不同內固定方式治療腰椎不穩(wěn)癥的生物力學穩(wěn)定性。方法獲取新鮮小牛脊柱標本 6具，制備節(jié)段不穩(wěn)模型，繼而重建脊柱穩(wěn)定性，分別測定不穩(wěn)節(jié)段在各狀態(tài)下 ( 前屈、后伸、左 / 右側彎及左 / 右旋轉 ) 三維運動 ( range of motion，ROM ) 值。生物力學測試順序依次為：A 組 ( 完整脊柱 )、B 組 ( 模擬節(jié)段不穩(wěn) )、C 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage 置入 )、D 組 ( 單枚 cage 置入聯(lián)合雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定 )、E 組 ( 單枚 cage 置入聯(lián)合單側椎弓根釘棒固定 )、F 組 ( 單枚 cage 置入聯(lián)合雙側椎弓根釘棒固定 )。結果與 A 組比較，B 組三維運動 ROM 值均有明顯增加 ( P＜0.05)，C 組后伸時 ROM 值明顯減小 ( P＜0.05)、前屈時 ROM 值明顯增加 ( P＜0.05)，D、E、F 組三維運動 ROM 值均明顯減小 ( P＜0.05)。與 F 組比較，A、B、C 組三維運動 ROM 值均明顯增加 ( P＜0.05)，D 組在前屈及左 / 右旋轉運動時 ROM 值明顯增加 ( P＜0.05)，其它運動時 ROM 值沒有明顯改變 ( P＞0.05)，E 組在前屈及右側彎運動時 ROM 值明顯增加 ( P＜0.05)，其它運動時 ROM 值沒有明顯改變 ( P＞0.05)。結論內鏡輔助改良 TLIF 術式可有效重建失穩(wěn)脊椎的穩(wěn)定性，可用于單節(jié)段不穩(wěn)的治療。單枚斜向 cage 聯(lián)合雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘或單側椎弓根釘棒固定均可達到融合所需生物力學要求，且具有較為理想的力學性能。

腰椎；脊柱疾病；最小侵入性外科手術；內窺鏡；脊柱融合術；生物力學

腰椎椎體間融合術 ( lumbar interbody fusion，LIF ) 是治療腰椎不穩(wěn)癥的傳統(tǒng)術式，但由于該術式需對肌肉等軟組織進行廣泛剝離和長時間牽拉，導致椎旁肌肉去神經化和去血管化，致使術后慢性腰痛等發(fā)生率明顯增加[1]。經椎間孔腰椎椎體間融合術 ( transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF ) 及其微創(chuàng)術式 ( MIS-TLIF ) 手術創(chuàng)傷較小，不切除對側椎板及小關節(jié)，融合率有較大提高。但不管是否應用微創(chuàng)技術，TLIF 術式均需完全切除單側關節(jié)突關節(jié)，以達到神經根減壓，對節(jié)段穩(wěn)定性及周圍組織仍有較大影響[2-3]。經皮脊柱內鏡技術的迅猛發(fā)展，將 TLIF 技術進一步微創(chuàng)化，在較少切除關節(jié)突關節(jié)的同時，內鏡下一次性完成神經根減壓及椎間融合，可有效治療 I 度腰椎滑脫癥 ( 內鏡輔助改良TLIF 術式 )[4]。目前新推出特制自膨脹、嵌入式椎間融合器，設計理念是不需要輔以經椎弓根內固定即可達到節(jié)段穩(wěn)定性。但此項技術尚處于臨床起步階段，鮮有與之相關的脊柱生物力學研究報道。針對這一情況，亟需對椎間孔鏡視下腰椎椎體間融合穩(wěn)定性重建術式進行客觀評價，為臨床內鏡輔助改良TLIF 手術提供最佳融合內固定方式的選擇。

材料與方法

一、標本采集與保存

本實驗采用 6具定點單位提供的小牛脊柱新鮮標本，先行 X 線檢查，除外畸形及器質性病變。選取與內固定規(guī)格匹配胸腰椎節(jié)段，剔除脂肪、附著肌肉等軟組織，保留韌帶、關節(jié)囊、椎間盤及骨性結構的完整。標本兩端分別用聚甲酯丙烯酸甲酯包埋，并使測試節(jié)段標本固定在實驗臺上后保持水平，用多層塑料袋包裝，存放于 -80℃ 深低溫冰箱中備用。

二、生物力學測試

采用三維純力偶矩載荷系統(tǒng) ( 結合 858mini-MTS 生物力學實驗機測試經驗及原理，自行設計加載系統(tǒng) ) 進行非破壞性生物力學實驗，依序分別進行前屈、后伸、左右側彎及左右旋轉加載。每次測試均施加 2N·m 純力偶矩，并預加載、卸載 3次，以減少脊柱標本黏彈性及蠕變對實驗結果的影響，從而得到相對穩(wěn)定的運動學測量數據 ( 圖 1)。于測試節(jié)段相鄰椎體前正中表面中心，垂直椎體預先以1mm 克氏針鉆入椎體內，把持牢固。整個實驗過程中確保各標志克氏針位置固定，無遮擋、移位或彎曲。分別于中立、加載后通過 SONY A7相機收集圖像數據，MBRuler 軟件測量克氏針夾角改變，即為目標節(jié)段運動范圍 ( rang of motion，ROM )。預實驗已證實加載載荷的安全性，同時測試中未設計疲勞試驗，因此不會發(fā)生螺釘松動。另外，測試中每隔5min 用 0.9% 生理鹽水噴灑標本表面，以防組織脫水變性。

三、實驗分組

圖1 三維純力偶矩載荷系統(tǒng)示意圖及生物力學測試 a：加載純力偶矩平臺框架示意圖；b：通過平臺框架施以純力偶矩；c：加載過程及圖像數據采集Fig.1 Schematic diagram and biomechanical test of 3D pure couple force loading system a: Frame diagram of the pure couple force loading system; b: Pure couple force was loaded through the framework; c: Loading process and image data acquisition

每具標本均按以下 6組順序進行三維運動測試：A 組 ( 完整脊柱 )、B 組 ( 模擬節(jié)段不穩(wěn) )、C 組( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage 置入 )、D 組( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定 )、E 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋單側椎弓根釘棒固定 )、F 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋雙側椎弓根釘棒固定 )。

四、節(jié)段失穩(wěn)模型制備與穩(wěn)定性重建

按照實驗方案對脊柱標本進行模擬各狀態(tài)處理，包括失穩(wěn)脊椎模型的制備和節(jié)段穩(wěn)定性重建 ( 圖 2)。

切除測試節(jié)段棘間與棘上韌帶，上下椎板各咬除 1/ 2，切除關節(jié)突關節(jié)內側部分 1/ 2，保留少部分下關節(jié)突留用置入關節(jié)突螺釘，繼而切除黃韌帶，牽開硬膜囊及神經根，經椎管至前方摘除椎間盤，完成節(jié)段失穩(wěn)模型制備。

經皮內鏡椎間孔鏡技術結合 MIS-TLIF 技術，即內鏡輔助改良 TLIF 技術使得脊柱手術更加微創(chuàng)化、可視化，可避免切除關節(jié)突關節(jié)，最大限度地維持脊柱穩(wěn)定性，能夠在較為理想的環(huán)境下完成椎間孔成形、增生骨質磨除、神經根減壓、椎管減壓、椎間盤摘除、終板切削、自體骨或同種異體骨植入、椎間 cage 植入撐開等操作。( 1) 內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage 置入：模擬在體內鏡視下操作，導絲引導下逐級磨鉆磨除部分測試節(jié)段上關節(jié)突外上側部，工作套管尖端正位位于棘突連線、側位抵達下一椎體后上緣。顯露盤黃間隙，徹底松解神經根周圍組織；稍后退并背推套管、插入導絲并進入椎間盤，導絲引導下逐級磨鉆旋入椎間盤，沿套管置入終板處理器，并結合鏡下刮匙刮出上下軟骨終板，順工作通道由后至前斜向旋入自膨脹、嵌入式臺灣產 PREINT 型椎間融合器，置入椎間隙中部，并予以適度旋轉撐開，使之與終板下骨緊密貼合，規(guī)格為高度 11mm，長度 26mm。( 2) 內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定：斜向置入椎間 cage 后，自雙側關節(jié)突關節(jié)外側向內上攻絲、穿過殘存下關節(jié)突，繼而穿入導絲，沿通道自內而外擰入 2枚直徑 6.5mm 松質骨加壓螺釘。( 3) 內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋單側椎弓根釘棒固定：斜向置入椎間 cage，去除關節(jié)突關節(jié)螺釘，于操作側置入山東威高骨科材料有限公司 SINO 腰椎后路椎弓根釘棒器械，椎弓根釘規(guī)格直徑 6.5mm，長度 50mm，固定棒直徑 5.5mm，長度45mm。( 4) 內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋雙側椎弓根釘棒固定：在 cage＋單側椎弓根釘棒固定基礎上，再于對側對稱位置置入椎弓根釘棒固定。

圖2 按實驗設計針對各狀態(tài)標本處理過程 a：切除部分關節(jié)突關節(jié)及脊柱后柱連續(xù)性，制備節(jié)段不穩(wěn)模型；b：模擬內鏡輔助椎間cage 置入；c：cage 置入側位 X 線片，可見鉚釘入上下終板；d：cage + 關節(jié)突關節(jié)螺釘固定；e：cage + 單側椎弓根釘棒固定；f～h：cage + 雙側椎弓根釘棒固定及正側位 X 線片Fig.2 Experimental process for each specimen according to the anticipated design a: Preparation of segmental instability model by the excision of partial arthritis and posterior spine column continuity; b: Simulation of endoscope assisted intervertebral cage placement; c: Lateral X-ray of single cage placement, which could be seen riveted into the upper and lower end plate; d: Cage + articular joint screw fixation; e: Cage + unilateral pedicle screw rod fixation; f - h: Cage + bilateral pedicle screw rod fixation and X-ray plain film

五、數據處理與統(tǒng)計學分析

本實驗采集的數據主要是三維脊柱運動方向的 ROM，對其中的實驗誤差和粗差進行處理，采用SPSS 13.0軟件處理，將全部通過原始數據進行雙向分類方差分析，計算出 ROM 值并以角位移±s 表示。以自身完整結構的節(jié)段運動為對照組，對其它各組進行隨機化配對設計資料均數的 t 檢驗 ( 取 α＝0.05)，觀察 ROM 值變化的統(tǒng)計學意義。ROM 值越大，表示較輕的加載力即可產生較大的節(jié)段位移，脊柱穩(wěn)定性越低，反之脊柱穩(wěn)定性越高。

結 果

以角位移 ROM 值顯著增大作為節(jié)段穩(wěn)定指標。施以 2N·m 純力偶矩后，測試節(jié)段在各狀態(tài)下的前屈 / 后伸、左 / 右側彎、左 / 右旋轉 ROM 值 ( 表 1、圖 3)。結果表明腰椎節(jié)段失穩(wěn)模型制作滿意，與完整脊柱組相比節(jié)段不穩(wěn)組在各種運動時 ROM 值均有明顯增加 ( P＜0.05)。與 A 組 ( 完整脊柱組 ) 比較，節(jié)段不穩(wěn)組 ( B 組 ) 在各方向三維運動時 ROM 值均有明顯增加 ( P＜0.05)，顯示節(jié)段不穩(wěn)模型制作滿意；內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage 置入后 ( C 組 )，后伸運動時 ROM 值明顯減小 ( P＜0.05)，前屈運動時 ROM 值明顯增加 ( P＜0.05)，其它方向運動時 ROM 值改變差異無統(tǒng)計學意義 ( P＞0.05)；單枚cage 置入聯(lián)合其它內固定后 ( D、E、F 組 )，在各方向三維運動時 ROM 值均有明顯減小，差異有統(tǒng)計學意義 ( P＜0.05)。與 F 組 ( 內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage＋雙側椎弓根釘棒固定 ) 比較，完整脊柱組 ( A 組 )、節(jié)段不穩(wěn)組 ( B 組 ) 及椎間單枚 cage 置入組 ( C 組 ) 在各方向三維運動 ROM 值均有明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義 ( P＜0.05)；椎間單枚 cage＋雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定后 ( D 組 ) 在前屈、左 / 右旋轉運動時 ROM 值明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義( P＜0.05)，在后伸、左 / 右側彎運動時 ROM 值沒有顯著性改變，差異無統(tǒng)計學意義 ( P＞0.05)；椎間單枚 cage＋單側椎弓根釘棒固定后 ( E 組 ) 在前屈、右側彎運動時 ROM 值明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義 ( P＜0.05)，在后伸、左側彎及左 / 右旋轉運動時ROM 值沒有顯著性改變，差異無統(tǒng)計學意義 ( P＞0.05)。

圖3 不同狀態(tài)下測試節(jié)段各運動方向 ROM 值比較 [ A 組 ( 完整脊柱 )、B 組 ( 模擬節(jié)段不穩(wěn) )、C 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚cage 置入 )、D 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage + 雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定 )、E 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage +單側椎弓根釘棒固定 )、F 組 ( 模擬內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage + 雙側椎弓根釘棒固定 ) ]Fig.3 3D ROM value comparison of the index segments under different conditions [ Group A ( entire spine column ), Group B ( segmental instability ), Group C ( simulating endoscope assisted modified-TLIF with single cage ), Group D ( single cage combining with bilateral facet joint screws ), Group E ( single cage combining with unilateral pedicle screw system ), Group F ( single cage combining with bilateral pedicle screw system ) ]

表1 測試節(jié)段三維運動狀態(tài) ROM 值 ( ± s，n = 6，° )Tab.1 Three-dimensional range of motion at the index segment ( ± s, n = 6, ° )

表1 測試節(jié)段三維運動狀態(tài) ROM 值 ( ± s，n = 6，° )Tab.1 Three-dimensional range of motion at the index segment ( ± s, n = 6, ° )

注：a與 A 組 ( 完整脊柱 ) 比較，ROM 值差異有統(tǒng)計學意義 ( P＜0.05)；b與 F 組 ( 內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚 cage + 雙側椎弓根釘棒固定 ) 比較，ROM 值差異有統(tǒng)計學意義 ( P＜0.05)Notice: aA significant difference of ROM value compared with that in Group A indicating entire spine column ( P < 0.05); bA significant difference of ROM value compared with that in Group F indicating single cage combining with bilateral pedicle screw system ( P < 0.05)

實驗分組 前屈 后伸 左側彎 右側彎 左旋轉 右旋轉A 組 1.14±0.27b 0.38±0.09b 2.64±0.30b 2.71±0.46b 0.20±0.07b 0.26±0.07b B 組 3.38±0.45ab 1.44±0.19ab 4.95±0.59ab 4.78±0.30ab 0.58±0.08ab 0.50±0.09ab C 組 3.15±0.28ab 0.24±0.16ab 2.52±0.37b 3.04±0.51b 0.21±0.07b 0.22±0.06b D 組 0.15±0.02ab 0.17±0.05a 0.70±0.06a 0.67±0.09a 0.17±0.05ab 0.16±0.05ab E 組 0.09±0.03ab 0.13±0.02a 0.75±0.04a 0.52±0.02ab 0.11±0.06a 0.13±0.03a F 組 0.06±0.01a 0.15±0.08a 0.81±0.09ab 0.77±0.06a 0.10±0.04a 0.11±0.07a

討 論

由于腰椎特殊的生理位置及其活動的復雜性，加上承受較重的負荷，可造成臨床腰椎退行性變發(fā)生率高于其它脊椎，其中腰椎不穩(wěn)癥臨床較為常見，80% 以上腰椎滑脫患者合并下腰痛及腰部活動受限、椎管狹窄等疾病，嚴重影響患者生活質量[5]。針對腰椎不穩(wěn)癥保守治療效果難以令人滿意，目前主要依賴手術以重建局部解剖結構以及神經根松解，從而有效改善臨床癥狀、體征，獲得較為長久的局部節(jié)段的穩(wěn)定性。TLIF 為經典脊柱融合術之一，即經椎間孔入路進行椎體間融合 ( Wiltse 入路 )，其手術創(chuàng)傷小，對側椎板及小關節(jié)未切除，融合率有較大提高[6]。經過十多年的發(fā)展， MIS-TLIF技術在手術技術、適用指征等方面得到不斷充實和完善。但在微創(chuàng)脊柱外科領域，TLIF 和 MIS-TLIF的應用還存在不小的爭議，有學者認為 MIS-TLIF 仍需切除一側關節(jié)突關節(jié)，手術過程沒有質的改變，盲目地追求微創(chuàng)操作只會限制充分減壓，沒有實際意義[7]。近年來，隨著對腰椎滑脫病因、病理的生物力學認識不斷深入以及經皮椎間孔鏡治療技術的迅猛發(fā)展，將傳統(tǒng)開放性手術轉變?yōu)閮如R化與微創(chuàng)化操作，與開放性手術相比，在治療腰椎退變性疾病方面具有創(chuàng)傷小、不破壞脊柱解剖穩(wěn)定性、術后恢復較快等優(yōu)點，可有效應用于 I 度腰椎滑脫癥 ( 節(jié)段不穩(wěn) ) 的治療[8-9]。

內鏡輔助改良 TLIF 技術更具臨床實用性，該技術依托較為成熟的椎間孔鏡手術方式——TESSYS技術，完成椎間孔區(qū)的神經根減壓后，直視下處理軟骨終板，同時將自膨脹椎間融合器和植骨塊植入椎間隙，由于基本保留了關節(jié)突關節(jié)及腰椎后方韌帶復合體的完整，理論上該型 cage 可完成椎間隙撐開、固定，真正實現微創(chuàng)下神經根減壓、椎間融合、滑脫復位的手術效果。cage 置入后可自穩(wěn)于上下終板內，同時對椎間盤纖維環(huán)及前、后縱韌帶具有撐開張力作用，反過來進一步穩(wěn)定了置入 cage，即所謂“撐開－壓縮張力帶”效應。但是脊柱外科領域較為一致的看法是，單枚 cage 置入后節(jié)段的穩(wěn)定性尚達不到融合所需的局部生物力學要求，在椎間融合術時往往需要輔以椎弓根釘棒內固定，以確保骨融合及臨床遠期療效[10]。因此，亟需對椎間孔鏡視下腰椎椎體間融合穩(wěn)定性重建術式進行生物力學評價，為臨床內鏡輔助改良 TLIF 手術方式選擇提供依據。

內鏡輔助改良 TLIF 手術對脊柱的整體穩(wěn)定性影響較小，較少切除單側關節(jié)突關節(jié)的同時，保留了脊柱后方復合體的解剖結構完整，理論上期望結合特別設計自膨脹、嵌入式椎間融合器達到重建節(jié)段穩(wěn)定的目的，但實際生物力學評估尚存在“硬傷”。研究結果顯示內鏡輔助改良 TLIF 椎間單枚cage 置入后，測試節(jié)段的穩(wěn)定性有一定增加，但在前伸運動時穩(wěn)定性差，提示單枚 cage 而不聯(lián)合其它內固定重建節(jié)段穩(wěn)定性尚存在不足。單純依靠融合器的界面固定并不能增加椎節(jié)的即刻穩(wěn)定性至正常水平，術后易發(fā)生內置物移位的可能，椎間骨融合率低。因此，針對腰椎滑脫不穩(wěn)病例，單枚 cage 置入需聯(lián)合應用其它輔助內固定，以達到理想的生物力學穩(wěn)定性。

較多文獻闡明了針對腰椎節(jié)段不穩(wěn)應用椎弓根釘內固定系統(tǒng)輔助椎間融合的臨床及生物力學優(yōu)勢，同時 cage 的穩(wěn)定性及解剖學支架功能亦被證實[11]。椎間 cage 位于脊柱前柱承重軸，允許負荷直接通過椎體，分擔了 80% 以上的軸向應力，不穩(wěn)節(jié)段獲得較為理想的生物力學結構，有效降低后柱負擔載荷，具有良好的抗疲勞性能，從而減少后方輔助內固定斷裂松動的可能性。生物力學及臨床研究報道，應用單枚斜向置入 cage 聯(lián)合雙側椎弓根釘棒固定，可增加脊柱前、中柱的穩(wěn)定性，提高運動單位對剪力、旋轉應力的對抗作用，有利于恢復脊柱正常載荷的生物力學穩(wěn)定性，可有效維持滑脫復位及神經根減壓效果[12]。本研究中應用單枚 cage 聯(lián)合雙側椎弓根釘棒內固定可明顯增加滑脫節(jié)段的生物力學穩(wěn)定性，這與既往研究結果是一致的，內固定后明顯增加脊柱前中后柱承擔載荷的能力，形成堅強的“矩形”結構，保證了融合效果，但其遠期對鄰近節(jié)段的影響亦不可忽視。

MIS-TLIF 術式應采用單側還是雙側釘棒固定一直存有爭議[13]。臨床上對伴有單側下肢癥狀的腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥實施 MIS-TLIF 時，應用單側椎弓根釘棒固定具有較理想的生物力學穩(wěn)定性及臨床療效；但是，針對腰椎滑節(jié)段不穩(wěn)病例，應用單側釘棒固定輔助椎間融合的生物力學性能尚不能肯定，可能會引起對側小關節(jié)紊亂及炎性疼痛。本研究證實，內鏡輔助改良 TLIF 術式中應用單側椎弓根釘棒輔助固定可有效重建不穩(wěn)節(jié)段的穩(wěn)定性，這可能與更為精細的手術操作、較小的手術創(chuàng)傷相關。相對于 TLIF 及 MIS-TLIF，內鏡輔助改良 TLIF很好地保留了雙側關節(jié)突關節(jié)的解剖結構及力學特性，同時后方韌帶復合體結構及后縱韌帶的保留亦起到了積極的穩(wěn)定作用，使得單枚 cage 聯(lián)合單側釘棒固定節(jié)段穩(wěn)定性得以保證。

椎間單枚 cage 聯(lián)合雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定后，測試節(jié)段的整體生物力學穩(wěn)定性低于雙側釘棒固定組，但明顯優(yōu)于正常水平。相對于經椎弓根內固定系統(tǒng)，關節(jié)突關節(jié)螺釘無法比擬脊柱前、中、后柱的堅強固定，但由于前柱的有力支撐，使得關節(jié)突關節(jié)螺釘起到了超出預期的穩(wěn)定作用。這可能與多種因素有關：( 1) 改良 TLIF 很好地保留了后方韌帶復合體及后縱韌帶，最大限度地維持了腱性組織的穩(wěn)定功能；( 2) 避免切除關節(jié)突關節(jié)，最大限度地維持了骨性結構的穩(wěn)定性；( 3) 特制自膨脹、嵌入式椎間融合器的設計，使得 cage－終板下骨界面結合更為緊密、牢靠。另一方面，雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定節(jié)段穩(wěn)定性明顯大于完整脊柱組，但對比雙側椎弓根釘棒固定組剛度有所降低，一定程度上可較少椎間融合界面應力遮擋。腰椎融合術后致鄰近節(jié)段退變性疾病是影響患者遠期療效的主要因素，堅強固定與術中脊柱結構的損傷程度是加速鄰近節(jié)段退變的兩個重要原因[14]。相比椎弓根螺釘固定，從理論上講，雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定剛度適中，在保證脊柱穩(wěn)定性的同時能夠減少堅強固定術后加速相鄰節(jié)段退變的潛在危險，因此 cage 聯(lián)合雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘固定的改良 TLIF 術式更理想的生物力學性能。

總之，內鏡輔助改良 TLIF 術式可有效重建失穩(wěn)脊椎的穩(wěn)定性，鑒于盡可能多地保留了脊柱正常組織結構，對椎間融合所依托輔助內固定系統(tǒng)的剛度需求有所下降，單枚斜向 cage 聯(lián)合雙側關節(jié)突關節(jié)螺釘或單側椎弓根釘棒固定均可達到融合所需生物力學穩(wěn)定性，且具有較為理想的力學性能。但是，內鏡視下椎管、神經根管的減壓主要針對致壓靶點部位進行，相對于開放手術對整個脊柱節(jié)段解剖結構的觀察及重建仍顯不足，因此建議內鏡輔助改良TLIF 手術主要應用于治療單節(jié)段不穩(wěn)及 I 度滑脫的病例。另外，本研究主要針對退行性滑脫病例，臨床上對峽部裂所致“真性”滑脫，使用改良 TLIF 可能難以達到理想療效，建議慎用。由于小牛脊柱結構與人類脊椎相比有一定差別，同時離體即刻生物力學實驗尚不能完全模擬生理狀態(tài)，與真正的長期臨床結果亦會有一定的偏倚，對不同融合內固定方式在生物活體上的應用及生物學性能情況，有待進一步研究。

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Biomechanical evaluation of percutanous transforaminal endoscopic lumbar interbody fusion with different fixation methods in the treatment of lumbar instability

DING Yu, ZHU Teng-Yue, RUAN Di-ke, ZHANG Jing, XU Cheng, ZHANG Jian-jun, ZHU Kai, DU Wei, DONG Yan-han.
Department of Rehabilitation Medicine and Pain Center,PLA Navy General Hospital, Beijing, 100048, China

ObjectiveTo observe the biomechanical stability of percutanous transforaminal endoscopic lumbar interbody fusion ( modified-TLIF ) with different fixation methods in the treatment of lumbar instability.MethodsSix fresh calf spine columns were harvested in the study. Segment instability model was prepared, and then different fixation methods with modified-TLIF were performed to rebuild the spinal stability. Spine specimens were loaded at flexion, extension, lateral bending and axial rotation states. Values of three-dimensional movement range of motion ( ROM ) were measured separately. Biomechanical test sequence: Group A ( entire spine column ), Group B( segmental instability ), Group C ( simulating endoscopy assisted modified-TLIF with single cage ), Group D( single cage combining with bilateral facet joint screws ), Group E ( single cage combining with unilateral pedicle screw system ), Group F ( single cage combining with bilateral pedicle screw system ).ResultsCompared with Group A:Group B presented significantly increased 3-d movement ROM values ( P < 0.05); Group C presented significantly decreased ROM value with extension ( P < 0.05), and significantly increased ROM value with flexion ( P < 0.05);Group D / E / F presented significantly decreased ROM values at the six 3-d movement states ( P < 0.05). Compared with Group F: Group A / B / C presented significantly increased ROM values at the six 3-d movement states ( P < 0.05);Group D presented significantly increased ROM values at flexion and axial rotation states ( P < 0.05), while no other changes were observed in other motions ( P > 0.05); Group E presented significantly increased ROM values at flexion and right lateral bending ( P < 0.05), while no other changes were observed in other motions ( P > 0.05).ConclusionsEndoscopy assisted Modified-TLIF can effectively rebuild the stability of spinal segments, and can be applied in the treatment of single segmental instability. Single oblique cage combining with bilateral facet joint screws or unilateral pedicle screw system can both meet biomechanical requirements with ideal mechanical properties.

Lumbar vertebrae; Spinal diseases; Minimally invasive surgical procedures; Endoscopes;Spinal fusion; Biomechanics

RUAN Di-ke, Email: ruandikengh@163.com

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.10.002

R681.5, R616.5

北京市科學技術委員會資助課題 ( Z131107002213058)

100048 北京，海軍總醫(yī)院康復醫(yī)學科 ( 丁宇、朱騰月、張靜、張建軍、朱凱、杜薇、董妍含 )，骨科 ( 阮狄克、徐成 )

阮狄克，Email: ruandikengh@163.com

2017-01-13)

( 本文編輯：王萌 )