在重建腰椎穩(wěn)定性的手術(shù)中,，融合術(shù)具有重要地位。了解腰椎融合術(shù)的適應(yīng)癥,、手術(shù)方式,、內(nèi)固定的應(yīng)用,、生物力學(xué)及相關(guān)研究,，具有一定的臨床意義。
1． 腰椎融合術(shù)的發(fā)展及適應(yīng)癥
腰椎融合術(shù)的發(fā)展已近百年歷史,，出現(xiàn)了許多改良術(shù)式用以提高臨床療效,；特別是自二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的脊柱生物力學(xué)，通過對脊柱正常解剖結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)測試,，椎間盤結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析,、手術(shù)方式對脊柱結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性的影響以及脊柱內(nèi)固定器械的生物力學(xué)研究，進(jìn)一步闡明了腰椎后結(jié)構(gòu)和腰椎椎間關(guān)節(jié)對腰椎穩(wěn)定的重要性,，為脊柱融合術(shù)提供了理論依據(jù)[1],。其適應(yīng)癥主要包括椎間盤源性腰背痛、腰椎滑脫,、節(jié)段不穩(wěn),、結(jié)核,、腫瘤、創(chuàng)傷及腰椎二次手術(shù)[2],。
2． 腰椎融合術(shù)式
2．1 腰椎融合術(shù)式及生物力學(xué)特性
腰椎融合術(shù)式主要包括：后方植骨融合術(shù)（包括棘突正中劈開植骨融合術(shù),、棘突間H形植骨融合術(shù)、棘突與椎板 植骨融合術(shù)）,、后外側(cè)植骨融合術(shù)（包括小關(guān)節(jié)外側(cè),、橫突間植骨融合術(shù)）、前方即椎體間植骨融合術(shù)（前路,、后路）,。
自1944—1945年Briggs，Milligan和Cloward首次提出經(jīng)后路腰椎椎體間植骨融合（posterior lunbar interbody fusion ,PLIF）術(shù)式以來,，經(jīng)許多外科醫(yī)生的不斷努力,，PLIF技術(shù)日臻完善。目前,，人們對于PLIF技術(shù)有一些新的理解[３],，認(rèn)為通過這一術(shù)式，可經(jīng)后路達(dá)到徹底減壓與椎間融合同時進(jìn)行的目的,，針對脊柱不穩(wěn)及椎管狹窄的病例具有較好的療效,；有的學(xué)者甚至提出椎間與后外側(cè)前后方聯(lián)合融合術(shù)式，使腰椎前后柱達(dá)到360度環(huán)形融合,，以進(jìn)一步提高融合成功率,。
生物力學(xué)測試顯示后外側(cè)、前方融合較穩(wěn)定（融合節(jié)段的椎間活動?。?，后方融合時融合節(jié)段的椎間仍有較大動度；同時,，所有的融合都將增加鄰近椎節(jié)的生物學(xué)應(yīng)力,，以后方融合最明顯，后外側(cè)融合影響最小,而異常應(yīng)力往往是引起融合失敗的原因之一,。一般以相鄰的兩個脊椎和其間的椎間盤及小關(guān)節(jié)為一個運(yùn)動節(jié),，脊柱各運(yùn)動節(jié)的運(yùn)動中心大多位于椎間盤內(nèi)。在脊柱發(fā)生運(yùn)動時,，接近運(yùn)動中心的質(zhì)點(diǎn)位移很?。贿h(yuǎn)離運(yùn)動中心的質(zhì)點(diǎn)則需作較大范圍的位移,。理論上,，椎體間植骨效果最好[4]。
2．2 適應(yīng)癥的掌握
腰椎融合術(shù)有利于重建脊柱的穩(wěn)定性，但從生物力學(xué)角度考慮,，廣泛的融合會產(chǎn)生應(yīng)力集中,、破壞脊柱正常生理彎曲及小關(guān)節(jié)退變等并發(fā)癥[5]。在峽部裂型腰椎滑脫,、腰椎不穩(wěn)致椎管狹窄（退行性滑脫,、退行性脊柱側(cè)彎）及存在客觀性節(jié)段不穩(wěn)的病例，行腰椎融合術(shù)可提高療效,；而對于椎間盤變性所致腰痛及二次手術(shù)病例,，其融合率報(bào)道不一。當(dāng)復(fù)雜畸形或明顯節(jié)段不穩(wěn)因素存在時,，行腰椎融合較為有利,；而對于諸如椎間盤突出等病例行單節(jié)段融合與傳統(tǒng)外科治療相比，療效并無明顯改善,。因此,，腰椎融合的療效有賴于對患者疼痛原因的仔細(xì)論證、患者的功能狀態(tài)及其期望值,。而活動性炎癥,、嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松、金屬過敏和嚴(yán)重的精神疾病為腰椎融合術(shù)的絕對禁忌癥,。
3．腰椎融合術(shù)中內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)用
3．1 內(nèi)固定器械的發(fā)展
自80年代,，脊柱內(nèi)固定器械更新迅猛。Cotrel-Dubousset系統(tǒng)的出現(xiàn),，展現(xiàn)了它與Harrington器械所不同的多樣性,，具有劃時代的意義。近年來,，CCD,、TSRH、Isola椎弓根釘—棒系統(tǒng)及前路內(nèi)固定器械相繼問世,，應(yīng)用廣泛,。
近年來，PLIF術(shù)在治療下腰椎失穩(wěn)中的應(yīng)用日益增多,，但術(shù)后易發(fā)生植入內(nèi)塊下沉移位,、向后方脫出,、假關(guān)節(jié)形成等并發(fā)癥[6],。為解決傳統(tǒng)椎間融合的問題，自二十世紀(jì)九十年代以來,，各種可載植骨材料（不銹鋼,、生物陶瓷、鈦合金、碳素,、高分子材料等）的植骨融合器相繼研制成功,。比較一致地認(rèn)為，選擇此種設(shè)計(jì)較之其他術(shù)式有更多的優(yōu)點(diǎn),，且操作上易于掌握，但其臨床遠(yuǎn)期療效有待進(jìn)一步觀察[7]。此類植入物不僅可用于后路,，亦可用于前路手術(shù),。
3．2 適應(yīng)癥的掌握
內(nèi)固定的應(yīng)用使得許多腰椎融合手術(shù)得以成功，植骨融合加適當(dāng)?shù)膬?nèi)固定,，使復(fù)位以后的穩(wěn)定性增加,，提高了植骨融合的成功率，縮短了術(shù)后康復(fù)時間,。但脊柱固定器械永遠(yuǎn)不能取代良好的融合及植骨術(shù),。如果沒有獲得骨性愈合，所有用器械固定的融合術(shù)最終將失敗,。另外,在腰椎退行性變的治療中應(yīng)用內(nèi)固定器械作為一種輔助手段是有爭議的,。對于腰椎二次手術(shù)，醫(yī)源性或退行性腰椎滑脫等特定病例,，應(yīng)用內(nèi)固定器械可以提高脊柱融合率[8],。但對于單節(jié)段的腰椎滑脫（輕度）或退行性的腰椎不穩(wěn)卻不盡然。就CD器械的應(yīng)用對腰椎后外側(cè)植骨融合的影響,，Christerson[9] 針對脊柱滑脫（Ⅰ-Ⅱ）或退行性節(jié)段不穩(wěn)的病例進(jìn)行了前瞻性研究,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腰椎融合率與CD應(yīng)用無相關(guān)性。鑒于內(nèi)固定的應(yīng)用同時帶來了許多弊端如增加了花費(fèi),、延長了手術(shù)時間,、增加了感染率和再手術(shù)率、殘留腰背部疼痛,、平背畸形,、因堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定的應(yīng)力遮擋致融合節(jié)段骨質(zhì)疏松及固定結(jié)構(gòu)上下的疲勞骨折及假關(guān)節(jié)形成并發(fā)癥,我們在選擇內(nèi)固定器械時應(yīng)慎重，本著利大于弊的原則,，將并發(fā)癥發(fā)生的可能性降低到最小,。
4． 判斷融合成功的標(biāo)準(zhǔn)
目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大致通過以下幾個方面來幫助評定:（1）在X線平片上始終保持不變的椎間隙高度,，術(shù)后3-6個月移植骨間隙輪廓不清,，一年后有明顯骨小梁通過；（2）腰椎動力性攝片,，如在屈曲,、后伸位發(fā)現(xiàn)椎間隙高度變化,，提示椎體間存有異常活動,，骨融合未完成,；（3）腰椎斷層攝片，觀察椎間隙不同層次的骨融合情況,；（4）CT檢查,，從椎間隙橫斷面觀察骨融合過程。
但這些判定標(biāo)準(zhǔn)具有不確定性,，正如有人指出,，植骨融合率很大程度上取決于研究者的主觀臆斷。因此,，比較不同研究的結(jié)果顯得尤為困難,。如果骨融合已經(jīng)發(fā)生，而單單從影像學(xué)方面很難判斷,。另外,，脊柱生物力學(xué)的測試與影像學(xué)上融合的依據(jù)并不都是完全一致的。動物測試表明[10]：X片所示形成連續(xù)性骨痂證明發(fā)生堅(jiān)強(qiáng)融合的脊柱,，其堅(jiān)強(qiáng)程度還不如椎體間有2-3㎜纖維性連接的脊柱,。將兩種融合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比：一種是通過比較脊柱過伸過屈位X片的滑移動度來判定，另一種標(biāo)準(zhǔn)為X片所示的融合節(jié)段有連續(xù)性骨小梁通過,；有人發(fā)現(xiàn)前者比后者所判定的融合率高出近20%,。
通過X片來判斷融合與否的標(biāo)準(zhǔn)仍有爭議。普遍認(rèn)為成功融合即有連續(xù)性骨痂形成,，融合節(jié)段沒有動度,，但以脊柱過伸過屈位時X片所示動度變化作為融合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定往往比較困難[11]。在最近對椎間融合器的研究中[12],，有人將具有5%融合節(jié)段動度的臨床病例判定為骨愈合,；有的學(xué)者則認(rèn)為過伸過屈位顯示5%的動度應(yīng)判為融合失敗，而大多數(shù)人則認(rèn)為2%-3%的動度是可以接受的,。還有人提出,，如融合區(qū)內(nèi)有超過2㎜寬的透亮區(qū)并橫貫50%植骨面，則提示融合失敗,。
Kant等[13]將應(yīng)用X線平片所得融合評定結(jié)果與直接外科手術(shù)探查的結(jié)果進(jìn)行了比較,，以便進(jìn)一步探討腰椎融合的判斷標(biāo)準(zhǔn)。他們選擇了75位應(yīng)用不同內(nèi)固定器械行腰椎融合術(shù)后再次出現(xiàn)手術(shù)指證的患者,其融合方式包括后外側(cè)融合,、后外側(cè)加椎間融合,融合材料包括自體骨,、異體骨或兩者的混合物;研究采用雙盲法，術(shù)前由同一位檢查者通過X線片判定融合率與即刻手術(shù)探查結(jié)果進(jìn)行比較,。結(jié)果顯示,，通過X線片所判定融合成功的正確率僅為68%，其中L4-5為最不易融合的節(jié)段,，通過X線片對此平面的融合結(jié)果作出判斷也最為不易,。因此，即使X線片提示已有堅(jiān)強(qiáng)的融合,，但患者如術(shù)后仍存在持續(xù)性背痛,，在排除了非機(jī)械因素后，仍應(yīng)積極采取手術(shù)探查,。
5． 腰椎融合的影響因素
5．1 植骨床的構(gòu)建
植骨的成功需要經(jīng)過受區(qū)骨緩慢的爬行替代過程,。植骨床的血供豐富，有利于受區(qū)有血運(yùn)的骨與無血運(yùn)的移植骨密切接觸,，使有活性的血管肉芽組織長于移植骨,。因此，在植骨時應(yīng)創(chuàng)建理想的植骨床,，如修剪硬化骨,，充分去除植骨區(qū)骨皮質(zhì)或?qū)⒈砻婀瞧べ|(zhì)鑿成魚鱗狀粗糙面（深度約2-4㎜）。
5． 2 移植骨塊的大小和質(zhì)量
松質(zhì)骨的成骨誘導(dǎo)能力優(yōu)于皮質(zhì)骨,，在應(yīng)用皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨混合移植時,，把松質(zhì)骨放在外圍，使之與周圍組織相接觸,，骨形成快[14],。Ehrler等[15]對腰椎融合術(shù)中同種異體骨的應(yīng)用作了系統(tǒng)研究，認(rèn)為同種異體骨的獲取量比自體骨多,，新鮮冷凍骨比凍干骨具有較高的致免疫性和較完全的融合性,，且采用標(biāo)準(zhǔn)的獲取方法，疾病的傳播性很小,。與自體骨移植相比,，單獨(dú)使用同種異體骨或與自體骨結(jié)合使用，在腰椎后方融合術(shù)中成功率有所下降,，但在前方融合術(shù)中有較高的融合率,；Wimmer等[16]隨訪了1993年間94例行前路腰椎椎間融合術(shù)的病人，發(fā)現(xiàn)兩者對脊柱融合率的影響無明顯差別,。此外,，將珊瑚顆粒與自體骨相混合，也可得到較為理想的融合結(jié)果,。
5．3 脊柱內(nèi)固定器械的應(yīng)用
骨移植后,，脊柱的固定很重要，尤其是開始的3周,。因?yàn)檫@時骨與軟骨的活動很容易損傷供應(yīng)松質(zhì)骨移植的小血管,。堅(jiān)強(qiáng)的內(nèi)固定可以增加脊柱的穩(wěn)定性,，提高植骨融合率；同時,，Kanayama等[17]通過羊模型對脊柱內(nèi)固定器械與植骨融合過程相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn),，內(nèi)固定器械的應(yīng)用，還可以加快脊柱融合的速度,。
5． 4 物理因素的影響
骨塊游離后應(yīng)盡快植入受區(qū),，生理鹽水、手術(shù)室的燈光,、溫度（超過42℃）,、抗菌素浸泡都會影響植骨塊中細(xì)胞的存活。移植骨塊獲得后,，最好用浸血的海綿包裹,。Ito等[18]發(fā)現(xiàn)電磁波對減少內(nèi)固定所致的骨質(zhì)疏松有積極作用，能有效地提高骨融合率,；有人在脊柱融合高危人群中應(yīng)用了可植入電刺激器,，結(jié)果表明，脊柱融合成功率及臨床癥狀的緩解程度均較對比組有明顯提高,。
5．5 生物因素的影響
脊柱融合的發(fā)展趨勢即生物材料,、組織物質(zhì)的應(yīng)用,。近十年來,，對應(yīng)用生物學(xué)骨來源的材料作為骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)媒介的研究有較大進(jìn)展,。其中最為重要的時將脫鈣骨基質(zhì)（demineralized bone matrix,DBM）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）應(yīng)用于修復(fù)節(jié)段性骨缺損和脊柱融合模型,。近期,，由于內(nèi)窺鏡,、微創(chuàng)技術(shù)的提高及椎間融合器（cage）,、螺紋狀異體骨環(huán)等先進(jìn)內(nèi)固定裝置的應(yīng)用,，骨誘導(dǎo)生長因子（osteoinductive growth factors）的研究日趨升溫[19,、20],。臨床應(yīng)用表明：重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(rhBMP-2)、重組骨誘導(dǎo)蛋白-1（ osteogenic protein-1, rhOP-1),、P-15,、通過有絲分裂技術(shù)提取的骨間質(zhì)細(xì)胞及小劑量腺病毒介導(dǎo)的基因療法均可促使骨融合，縮短手術(shù)時間及住院天數(shù),，減小手術(shù)創(chuàng)傷,。
5． 6 制作內(nèi)固定器械的材料
孫常太等[21]人從組織學(xué)和力學(xué)上比較了鈦合金及不銹鋼椎弓根螺釘?shù)墓?螺釘界面的區(qū)別。結(jié)果顯示：鈦合金材料制成的椎弓根螺釘與不銹鋼器械相比,，前者具有更好的螺釘骨界面結(jié)合,；螺釘扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)表明，鈦合金比不銹鋼椎弓根螺釘具有較高的扭轉(zhuǎn)矩,。毫無疑問,，鈦合金內(nèi)固定器的應(yīng)用,，會增加脊柱的穩(wěn)定性，從而增加融合成功率,。目前人們還在研制金屬鉭的內(nèi)固定器,，因?yàn)殂g具有促進(jìn)骨生長的作用。
5． 7 個體因素
體質(zhì)強(qiáng),、營養(yǎng)好的患者,，腰椎融合的成功率高,，速度快,，骨質(zhì)疏松和吸煙者腰椎融合成功率相對較低。大量研究表明,，尼古丁增加了脊柱融合手術(shù)的骨不連率,，長期吸煙降低了脊柱融合和疾病治愈的可能性；而Wing[22]通過對兔脊椎融合模型的研究發(fā)現(xiàn),，手術(shù)前停止吸煙能增加融合成功率,。
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