后路全脊椎切除截骨联合阶梯矫形治疗僵硬性角状后凸：生物力学分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.35.013

摘要/Abstract

摘要：

背景：严重脊柱角状后凸畸形可导致患者脊髓的损伤和早期退变等病理过程的加重，严重者会出现双下肢不完全瘫痪，甚至完全瘫痪。手术治疗是惟一的解决途径和方法，但难度大，风险高，并且极易出现术后并发症。
目的：应用生物力学原理分析经后路全脊椎切除截骨联合阶梯矫形治疗僵硬性角状后凸的科学性和有效性。
方法：选择严重脊柱角状后凸畸形经后路全脊椎切除截骨联合双侧钉棒梯次紧凑闭合脊髓逐步短缩、矫形内固定治疗的患者共90例，男37例，女52例，平均年龄47岁。对患者术前术后的后凸角、脊柱矢状位失平衡、躯干侧方偏移率、手术时间、术中失血量进行对比分析。
结果与结论：患者术前后凸角为31°-138°，平均90.1°；术后10°-90°，平均41.6°，改善率为65%。C7铅垂线距S1后上缘距离术后平均5.2 mm，矫正率为73%。术中失血量为1 200-6 000 mL，平均失血量为2 089 mL。手术时间为212-470 min，平均326 min。术后随访20-35个月，所有患者的截骨节段均获得骨性融合，无脊髓损伤并发症出现，无矫形角度丢失。提示根据细胞生物力学特点和脊柱生物力学原理设计的双侧钉棒联合阶梯紧凑闭合脊髓逐步短缩脊柱矫形治疗在胸腰椎角状后凸畸形的矫正过程中能够最大限度保护脊髓细胞不受损伤，具有充分的细胞生理学基础，符合人体生物力学和生理学特点。术中应注意对神经根的保护和松解，避免术后出现相对应的神经根刺激症状。充分的植骨融合是保证对后凸畸形矫正和避免脊柱侧方偏移，同时又是恢复脊柱功能和术后矫形效果的有效保障。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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关键词: 植入物, 脊柱植入物, 僵硬性角状后凸, 经后路全脊椎切除截骨, 脊髓短缩技术, 组织工程, 生物力学

Abstract:

BACKGROUND: Severe spinal angular kyphosis aggravated spinal cord injury and early degeneration, even caused incomplete paralysis or complete paralysis. Surgical treatment is the only solving approaches and method, but it is difficult, exhibits high risk, and easily affects postoperative complications.
OBJECTIVE: To analyze the science and effectiveness of posterior vertebral column resection osteotomy combined with step correction in treatment of stiff angular kyphosis based on biomechanical principle.
METHODS: A total of 90 cases underwent posterior vertebral column resection osteotomy combined with bilateral pedicle screw spinal cord gradually shortening echelon tight closure and orthopedic fixation were selected, including 37 males and 52 females, at the average age of 47 years. Kyphotic angle, spinal sagittal imbalance, trunk side offset rate, operation time, intraoperative blood loss were compared and analyzed before and after treatment.
RESULTS AND CONCLUSION: The kyphotic angles were 31°-138° (averagely 90.1°) preoperatively and 10°-90° (averagely 41.6°) postoperatively, with an improvement rate of 65%. The distance from C7 plumb line to the S1 upper edge was averagely 5.2 mm, with a correction rate of 73%. Intraoperative blood loss was 1 200-6 000 mL, averagely 2 089 mL. Operation time was 212-470 minutes, averagely 326 minutes. The patients were followed up for 20 to 35 months after the surgery. Osteotomy segments had achieved bone fusion in all patients, and no complications of spinal cord injury or orthopedic angle loss appeared. These data verified that in the accordance with cell biomechanics and spinal biomechanical principles, bilateral pedicle screw spinal cord gradually shortening echelon tight closure and orthopedic fixation protected utmost spinal cord cells against injury in the correction of thoracolumbar angular kyphosis. There is sufficient basis for cell physiology and it accorded biomechanical and physiological characteristics. During the surgery, we should pay attention to protection and release of nerve root and avoid postoperative corresponding nerve root irritation. Full fusion ensures kyphosis correction and avoids spine lateral offset, is an effective safeguard for the recovery of spinal function and postoperative orthopedic effect.

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Key words: kyphosis, internal fixators, osteotomy, biomechanics

中图分类号:

R318

马华松，王晓平，谭荣，陈志明，陆明，袁伟，徐启明，任冬云，麻巍，李龙，张敬，郑蕊，辛莘. 后路全脊椎切除截骨联合阶梯矫形治疗僵硬性角状后凸：生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(35): 5647-5653.

Ma Hua-song, Wang Xiao-ping, Tan Rong, Chen Zhi-ming, Lu Ming, Yuan Wei, Xu Qi-ming, Ren Dong-yun, Ma Wei, Li Long, Zhang Jing, Zheng Rui, Xin Xin . Posterior vertebral column resection osteotomy combined with step correction in treatment of stiff angular kyphosis: a biomechanical analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(35): 5647-5653.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析 按意向性处理，纳入严重脊柱角状后凸畸形经后路全脊椎切除截骨联合双侧钉棒梯次紧凑闭合脊髓逐步短缩、矫形内固定治疗的患者共90例，所有患者均完成随访，无脱落。

2.2 术中、术后情况 所有患者均采用全麻手术。平均手术时间326 min(212-470 min)；术中出血平均2 089 mL (1 200-6 000 mL)；手术共切除104个椎体，58例行单椎体切除；20例患者行主弯顶椎和代偿弯顶椎2个椎体切除，2例患者行主弯顶椎和相邻椎体切除并代偿弯顶椎3个椎体切除治疗。截骨平面在T₄-L₂；术后随访20-35个月。

对术中和术后并发症的处理：术中出现脊髓监测过程中体感诱发电位降低的患者给予减少矫形角度；探查截骨断端；扩大减压范围；术中激素冲击治疗后，5例患者出现双下肢神经症状均有恢复；其中2例进行了二次手术探查，见表2。

2.3 随访结果 脊柱后凸角平均41.6°(10°-90°)，矫正率为65%；C₇铅垂线距S₁后上缘距离术后平均5.2 mm(-12至 23 mm)，矫正率为73%。

2.4 典型病例 男性患者，29岁，在全麻下行后路全脊椎截骨联合阶梯矫形逐步脊髓短缩手术治疗重度僵硬性脊柱后凸畸形，术前后凸角为165°，术后1年后凸角为50°，后凸畸形矫正率为70%(图4)。

2.5 不良事件 神经并发症5例次，占6%：术后血肿压迫1例；截骨处残留骨块压迫1例；截骨断端移位2例；神经根刺激症状1例。非神经并发症5例次，占6%：胸腔积液3例；切口感染1例；矫形丢失翻修1例。3例胸腔积液患者给予胸腔穿刺，胸腔闭式引流处置后症状缓解。1例切口感染患者给予清创处置后伤口愈合。1例患者术后2年随访时连接棒断裂，矫形角度丢失，给予更换连接棒再手术治疗。

术中出现脊髓监测过程中体感诱发电位降低的患者2例给予减少矫形角度；探查截骨断端；扩大减压范围；术中激素冲击治疗后，症状缓解。5例患者出现双下肢神经症状均有恢复；其中2例进行了二次手术探查。

参考文献

[1] 仉建国,张新华,邱贵兴,等.特发性脊柱侧凸远端融合椎的选择[J].中华骨科杂志,2010,30(4):321-324.
[2] 陆明, Fischenko VY, Vleschenko VA,等. 脊柱侧凸患者椎间盘结构特点的相关病因学研究[J].临床医学工程杂志,2010, 17(3): 1-4.
[3] 陆明, Fischenko VY, Vleschenko VA,等. 在分子生物学水平对脊柱侧凸患者椎旁肌结构特点进行相关的病因学研究[J].临床医学工程杂志,2010, 17(5): 1-3.
[4] 陆明, Fischenko VY, Vleschenko VA,等. 脊柱侧弯患者椎旁肌组织单体的放射性核素衍射研究和肌短缩蛋白的生物化学特性观察[J].临床医学工程杂志, 2010,17(7):1-4.
[5] 陆明,Fischenko VY, Vleschenko VA,等. 特发性脊柱侧凸患者髓核结构特点及相关病因学[J].中国组织工程与临床康复,2010, 14(37): 7008.
[6] 孙永生,梁朝,温建民.腰椎融合及其临床应用策略[J].中华临床医师杂志:电子版,2011,5(16):4621-4626.
[7] 颜连启,宦诚,孙钰,等. 腰椎融合固定和非融合固定生物力学分析[J].中华临床医师杂志:电子版,2011,5(16):4432-4437.
[8] 石洋,常楚,杨璐,等.后外侧植骨融合与后路椎间植骨融合治疗腰椎退行性疾病的疗效评价[J].中华临床医师杂志:电子版,2011, 5(8): 2394-2398.
[9] 王岩,张永刚,郑国权,等.脊柱去松质骨截骨治疗僵硬性脊柱侧后凸的有效性及安全性分析[J]. 中华外科杂志,2010,48(22): 1701-1704.
[10] 范建平,王传锋,朱晓东,等.Ponte截骨治疗成年人特发性脊柱侧后凸疗效分析[J].临床骨科杂志,2013,16(2):121-124.
[11] Hamzaoglu A,Alanay A,Ozturk C,et al.Posterior vertebral column resection in severe spinal deformities: a total 102cases. Spine(Phla Pa1976). 2011;36(5):E340-344.
[12] 姚子明,仉建国,邱贵兴,等.一期后路全脊椎切除治疗重度脊柱畸形围手术期并发症及相关危险因素分析[J].中华骨科杂志,2013, 33(5):440-446.
[13] Lenke LG,Sides BA,Koester LA,et al. Vertebral column resection for the treatment of severe spinal deformity. Clin Orthop Res. 2010;(468):687-699.
[14] Lenke LG,O’Leary PT,Bridwell KH,et al. Posterior vertebral column resection for severe pediatric deformity minimum two year follow-up of thirty-five consecutive patients. Spine(Phila Pa 1976). 2009;34(20):2213-2221.
[15] Xie J, Wang Y, Zhao Z, et al. Posterior vertebral column resection for correction of rigid spinal deformity curves greater than 100°. J Neurosurg Spine. 2012;17(6):540-551.
[16] Lenke LG, Newton PO, Sucato DJ, et al. Complications after 147 consecutive vertebral column resections for severe pediatric spinal deformity: a multicenter analysis. Spine (Phila Pa 1976). 2013;38(2):119-132.
[17] Ma HS, Chen ZM, Yang B, et al. [Analysis of neurological deficits complications in the treatment of spinal deformity with posterior spinal osteotomy]. Zhonghua Wai Ke Za Zhi. 2012; 50(4):328-332.
[18] Schairer WW, Carrer A, Lu M, et al. The Increased Prevalence of Cervical Spondylosis in Patients with Adult Thoracolumbar Spinal Deformity. J Spinal Disord Tech. 2014.
[19] Kanter AS, Shaffrey CI, Mummaneni P, et al.Introduction: Adult spinal deformity: pathophysiology and corrective measures. Neurosurg Focus. 2014;36(5): doi: 10.3171/2014.3.FOCUS14112.
[20] Fujimori T, Inoue S, Le H, et al. Long fusion from sacrum to thoracic spine for adult spinal deformity with sagittal imbalance: upper versus lower thoracic spine as site of upper instrumented vertebra. Neurosurg Focus. 2014;36(5):E9.
[21] Fu J, Liu C, Zhang G, et al. Pulmonary Function Improvement in Patients With Ankylosing Spondylitis Kyphosis Following Pedicle Subtraction Osteotomy. Spine (Phila Pa 1976). 2014. [Epub ahead of print].
[22] Clement JL, Chau E, Geoffray A, et al. Restoration of thoracic kyphosis by simultaneous translation on two rods for adolescent idiopathic scoliosis. Eur Spine J. 2014. [Epub ahead of print].

引言

脊柱呈角状后凸畸形的患者，相邻椎体呈楔形变，加重后凸顶点角状畸形；使脊髓的过度屈曲牵张状态进一步加重，张力最高点在后凸顶点处^[1]。对儿童时期患者的角状后凸畸形节段脊髓血管的研究发现，此时在顶椎上部的椎管内软脊膜上瘀滞的静脉丛范围有所扩大，在顶椎水平下方几乎没有发现血管丛。在畸形顶点水平，通过施行对比剂造影，勉强能够看到部分弯曲的脊髓和脑脊髓膜上的血管，分布在整个被供应的节段，它们的直径呈不均匀状态，包括血管的狭窄部分和动脉瘤样增宽的病灶区(图1)。在脊髓前动脉的部分节段脊髓血管靠交通支相连接。而血管的痉挛破坏了脊髓血供的失代偿状态^[2-3]。而结束了脊柱生长期的患者，脊柱侧弯的加重主要源自相应节段软组织退行性变，也与脊髓滋养血管的血供形式被破坏的结果直接相关。重度脊柱侧弯，畸形的发展压迫到脊髓和它的硬膜囊时，会导致脊髓压迫综合征的长期存在。

随着现代科学技术水平的不断提高和完善，角状后凸畸形的截骨矫正治疗技术研究也逐渐增多。矫形方法逐渐增多，而更多人在矫形过程中注重手术技术的微创性和更加严谨的操作流程规范，使手术技术的科学、安全、有效性也逐渐增强。手术技术的进步与现代科学技术的紧密结合是分不开的。作者将修复技术与脊柱生物力学原理和分子生物学理论进行结合，在术前进行预评估和手术方案设计。解放军306医院骨科近8年采用经后路全脊椎切除截骨联合阶梯矫形治疗矫正后凸畸形，获得了较好的疗效。

相关文献报道，角状后凸手术治疗难点在于：矫正率低；矢状面重建难；易发生神经并发症；术后失平衡；假关节发生率高；术后矫正度丢失。作者在经后路全脊椎切除截骨手术中对顶椎节段脊髓进行360°截骨减压，操作过程中对于先行截骨完成的一侧进行临时固定，防止出现截骨远端的移位。结合临床观察，对神经损伤并发症的规避方法主要有：准确置入椎弓根螺钉；截骨时采用临时棒固定；截骨端上下椎体采用螺钉固定，减少截骨端移位；椎板减压范围要充分；避免截骨不彻底，椎管前方残留骨块；仔细操作，避免器械误伤；减压后及时短缩，可以避免脊髓损伤；术后保持引流通畅，避免血肿压迫。

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材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：于2006年3月至2014年3月在解放军306医院骨科完成。

对象：纳入解放军306医院骨科收治严重脊柱角状后凸畸形经后路全脊椎切除截骨联合双侧钉棒梯次紧凑闭合脊髓逐步短缩、矫形内固定治疗的患者共90例，男37例，女53例；年龄33-59岁，平均47岁；其中陈旧性结核性角状后凸畸形51例，外伤性后凸畸形22例，先天性后凸畸形17例。一般资料详见表1。

诊断标准：角状后凸畸形是各种原因(陈旧性脊柱结核、脊柱骨折以及先天性脊柱畸形等)导致的严重的脊柱后凸畸形。在严重脊柱角状后凸畸形基础上的退行性改变会导致患者脊髓的损伤和早期退变等病理过程的加重，严重者会出现双下肢不完全瘫痪，甚至完全瘫痪。

纳入标准：①胸腰椎严重、僵硬性角状后突畸形。②伴有或不伴有双下肢神经症状、完全性瘫痪或不完全性瘫痪。③所有患者术前检查排除心脑血管疾病，实验室血清学检查在正常范围，C-反应蛋白阴性。④患者对治疗及试验方案知情同意。

排除标准：严重心脑血管疾病，重症感染，其他重症代谢性疾病，恶性肿瘤、转移癌，诊断不明确的患者，伴有重度骨质疏松症的强制性脊柱炎患者。

材料：本组采用钛合金内固定材料，无论是进口的还是国产的，材料本身都是一样的，区别的只有加工工艺的差别，而且目前国内的加工工艺也和进口的产品差别很小。更重要的一点，是由于而磁场与不锈钢之间相互有很强的作用，不锈钢可以干扰磁信号，在强大的磁场作用下，不锈钢也很容易移动。

另外钛合金的硬度较铝镁有增加，镁铝都是比较软的金属，但形成合金后，其硬度和强度明显增加，密度又轻，与骨的弹性模量相近。钛合金具有与人体的生理内环境相适应的特点。不会在内固定期间出现金属溶解等现象。钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。目前使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4)，Ti-5Al-2.5Sn(TA7)。

方法：

手术方法：为全脊椎切除截骨联合双侧钉棒联合阶梯紧凑闭合脊髓逐步短缩、矫形内固定。

全脊椎截骨：麻醉成功后，患者取俯卧位。采用脊柱后正中切口，骨膜下剥离常规显露融合节段内的脊柱后方骨性结构。术中定位截骨节段，根据weinstein法在融合节段内椎体两侧分别置入椎弓根螺钉。透视下定位截骨节段，先用咬骨钳咬除截骨椎体的棘突、棘间韧带、上下关节突关节，显露硬脊膜。先用小骨刀沿骨膜下切除一侧椎体、上下椎间盘和相邻椎体终板，防止椎体切除过程中出现脊髓、神经损伤，压迫止血后放置临时固定金属棒，保证脊柱侧稳定性。同样方法行凸侧截骨，彻底切除全椎体。用魔棒测量凸侧的融合节段侧长度和凸侧弧度，并依照魔棒对连接棒进行预折弯。将预折弯后的连接棒安置在凸侧，在螺钉的尾端安装螺帽、固定连接棒，保护裸露的脊髓，并保持脊髓的长度不变(图2A-F)。

双侧钉棒联合阶梯紧凑闭合脊髓逐步短缩短缩：全脊椎截骨成功后，顶椎全椎体切除截骨区空虚，脊髓失去骨性保护，极易出现损伤；同时可能出现截骨平面远端椎体脱位，以及前方血管的损伤等严重并发症。用魔棒测量融合节段侧长度和凹侧弧度，并依照魔棒测量的弧度对连接棒进行预折弯。取下凹侧的临时固定棒，将预折弯后的连接棒安置在凹侧，在螺钉的尾端安装螺帽、固定连接棒，保护裸露的脊髓，并保持脊髓的长度不变。

行凹侧矫形时，去除凸侧固定棒，用两把大力钳分别固定于凹侧矫形棒的靠近截骨端的两侧，锁定钉尾帽，对矫形棒进行原位矫形，直视下可见后凸畸形改善明显。用魔棒测量融合节段侧长度和凸侧弧度，并依照魔棒测量的弧度对连接棒进行预折弯。上凸侧连接棒，分别用两把持棍钳持住截骨远近端，松开远近端的螺帽，使截骨远近端螺钉在连接棒上缓缓滑动，直视下缓缓加压复位，可见侧凸畸形得到部分改善后拧紧截骨远近端钉尾的螺帽。直视下可见侧凸畸形得到进一步改善。

同样的方法重复矫形，见后凸畸形逐步矫正，矫形棒的预弯程度逐渐减小，后凸畸形矫正明显。直视下可见被骨性结构压迫变细的硬膜逐渐变短、增粗，硬膜表面恢复波动。锁紧钉帽的尾端，直视下见后凸畸形和脊柱冠状面移位均得以矫正。直视下行截骨平面上下椎体的椎板进行减压，用神经剥离子探查硬膜囊和神经根无明显受压(图3A-D)。探查手术创口内无明显活动性出血，在截骨平面远近端安装横向连接器。手术过程中脊髓短缩最多可达 2 cm。手术过程中采用术中唤醒试验和体感诱发电位监测脊髓神经功能变化。术中唤醒试验能够明确脊髓受损情况，使医生能够根据患者脊髓对手术牵拉的耐受程度进行矫形，有效避免了术中神经损伤的发生。

后路钉棒固定-适度矫形+前方钛网支撑：待矫形满意后采用适合长度固定棒先在凹侧固定。经凸侧截骨断端测量前柱缺损的长度后剪取合适长度的钛网，在钛网内放置足量自体骨碎骨块植骨，将脊髓前方椎体切除后的空虚用自体骨+异体骨填充的钛笼支撑放置脊柱前方进行支撑植骨。透视下见钛网大小合适，位置满意，对截骨端进行适当加压，保障钛网的稳定。选择合适长度的凸侧固定棒进行固定。

主要观察指标：对患者术前、术后的后凸角、脊柱矢状位失平衡、躯干侧方偏移率、手术时间、术中失血量以及目测类比评分、日本骨科协会(JOA)评分、Oswestry功能障碍指数(ODI)、SF-36评分进行分析。

目测类比评分：目测类比评分用于疼痛的评估在国内临床使用较为广泛，基本的方法是使用一条长约10 cm的游动标尺，一面标有10个刻度，两端分别“0”分端和“10”分端，“0”分表示无痛，“10”分代表难以忍受的最剧烈的疼痛，临床使用时将有刻度的一面背向患者，让患者在直尺上标出能代表自己疼痛程度的相应位置，医师根据患者标出的位置为其评出分数。

JOA评分：日本骨科协会针对颈椎病功能状态评估推出的评定方法，包括颈椎JOA评分和下腰痛JOA评分。腰椎总评分最高为29分，最低为0分，分数越低表明功能障碍越明显。改善指数=治疗后评分-治疗前评分，治疗后改善率=[(治疗后评分-治疗前评分)/治疗后评分]×100%。通过改善只是可反映患者治疗前后腰椎功能改善的情况，通过改善率可了解临床效果。改善率还可对应其他通用的疗效判断标准，改善率为100%时为治愈，改善率> 60%为有效，25%-60%为有效，小于25%为无效。

ODI：ODI由10个问题组成，包括疼痛的强度、生活自理、提物、步行、坐位、站立、干扰睡眠、性生活、社会生活、旅游等10个方面的情况，每个问题6个选项，每个问题的最高得分为5分，选择第一个选项得分为0分，依次选择最后一个选项得分为5分，假如有10个问题都做了问答，记分方法是：实际得分/50(最高可能得分)×100%，假如有一个问题没有回答，则记分方法是：实际得分/45(最高可能得分)×100%，如越高表明功能障碍越严重。

SF-36：是在1988年Stewartse研制的医疗结局研究量表(medical outcomes study-short from，MOS-SF )的基础上，由美国波士顿健康研究发展而来。1991年浙江大学医学院社会医学教研室翻译了中文版的SF-36：该问卷包括躯体功能、心理功能、社会功能、物质生活状态4个维度：前3个维度各有5个因子，物质生活维度4个因子，还有一个总体生活质量因子(条目G1-G4)，共20个因子。统计分析指标包括总分、维度分、因子分，均以正向计分的结果参与分析，即评分越高，生活质量越好。

统计学分析：统计学分析由本文作者采用SPSS 13.0软件完成，应用t 检验方法对手术前后数据资料的改变进行分析，P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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讨论

作者通过对角状后凸患者的脊柱和脊髓组织学观察发现，骨与脊髓滋养血管破坏的先天性缺陷，与脊柱的骨性结构破坏部分对脊髓相应节段造成的压迫是一一对应的^[4-5]。脊髓供血系统功能紊乱和结构性脊髓受压综合征造成脊髓功能破坏。另外，关于“脊柱侧弯合并症-脊髓瘫，发生在脊髓供养血管遭到破坏期”，由此也证明脊柱侧弯患者表现出来的，在先天性缺陷椎向上两三个节段的神经功能损伤的原因是由于营养脊髓的血管被破坏。这也是角状后凸畸形矫正手术过程中、术后易出现脊髓、神经症状的原因。因此，术中操作的微创性可能有效减少对血管的破坏，防止出现脊髓缺血性损伤和缺血再灌注损伤。如果患者术前就存在神经症状，则术后出现脊髓神经症状加重的风险则更大。

软组织在受到应力作用时的生物力学特点是发生应力-应变曲线滞后、应力松弛和蠕变^[6]。主要的变化表现为：当细胞受到低弹性模量应力作用时不产生形变，当受到大于组织本身的弹性模量的位移载荷应力作用时，组织细胞中的应力分布符合Trasca应力传递规律，也就是：随着位移的施加，应力沿细胞中心轴传播，并同时向周围传播，但纵向传播速度较慢；最大应力点是由原来细胞质中离细胞膜最近的位置，并沿细胞中心轴向细胞中心移动，最终在细胞核内形成最大应力区域。最大应力点位于位移载荷作用线上，载荷作用线上最靠近载荷作用点的节点。在初期应力增长最快，但是随后应力的增长速度却越慢；当位移载荷稳定后，黏弹性的细胞表现出应力松弛，但细胞的线性应力保持不变。细胞核的直径越大，应力最大点的位置越靠近细胞边缘，最大应力值也越大。细胞载荷区内应力由外向内逐渐减小。在非载荷区应力向赤道中心逐渐减小，在赤道节点上堵塞应力最小。但无论细胞核沿哪个方向偏离，其黏弹性耗散能及轴向接触力总小于细胞核位于细胞中心情况下的黏弹性耗散及轴向接触能力。这说明当细胞核偏离细胞中心后细胞更容易发生变形，大部分细胞的细胞核都是位于细胞中心的，而细胞核和重要细胞器在细胞内感受到应力后会沿着最小应力的方向移动，避免细胞过多的耗能和细胞受到损伤。因此作者依据细胞受力后的生物力学变化规律，采用截骨端梯次紧凑闭合逐步脊髓短缩技术，术中保障液体入量和补充必要的能量，以及术中牵拉过程缓慢都能有效保障手术安全。

另外，作者在截骨节段远近端采用椎弓根螺丁内固定后可有效防止截骨远端的侧方移位。在截骨完成后的脊髓短缩过程中，随着截骨端相互靠近，原来牵拉变细的脊髓在短缩过程中会出现皱缩，导致脊髓损伤和神经卡压，因此在截骨过程中应进一步行截骨节段远近端椎板减压。同时，在脊髓短缩过程中反复探查截骨端脊髓受压情况。这样，即可以有效解除脊髓压迫，达到短缩脊髓的目的，还能够有效改善神经功能。对于术前已经明确有脊髓神经功能障碍者，术中仔细剥离粘连的神经根、硬膜囊，减少脊髓神经损伤的概率。有效避免了并发症的发生，使手术过程更加安全、有效。这在以往的文献报道中没有被提及^[7-9]。

理想的植骨材料应具有骨形成、骨诱导和骨传导的特点^[10-11]。能够提供一定的形状结构并承受一定的载荷。作者采用的是具有骨诱导能力的自体骨材料，没有排异反应，不传播疾病。本组患者采用的内固定钉棒系统为钛合金材料，对日后的检查(包括MRI)没有任何影响。

相关文献报道，角状后凸手术治疗难点在于：矫正率低；矢状面重建难；易发生神经并发症；术后失平衡；假关节发生率高；术后矫正度丢失^[12-22]。作者在经后路全脊椎切除截骨手术中对顶椎节段脊髓进行360°截骨减压，操作过程中对于先行截骨完成的一侧进行临时固定，防止出现截骨远端的移位。结合本科的临床观察，作者对神经损伤并发症的规避方法主要有：准确置入椎弓根螺钉；截骨时采用临时棒固定；截骨端上下椎体采用螺钉固定，减少截骨端移位；椎板减压范围要充分；避免截骨不彻底，椎管前方残留骨块；仔细操作，避免器械误伤；减压后及时短缩，可以避免脊髓损伤；术后保持引流通畅，避免血肿压迫。

总之，后路全脊椎截骨联合双侧钉棒联合梯次紧凑闭合脊髓逐步短缩短缩技术治疗重度僵硬性胸椎角状后凸畸形效果满意；手术创伤大，并发症高；能够最大限度的改善脊髓、神经功能。由于上腰椎的解剖结构的特殊性决定术中对血管的最大限度的保留，避免血管损伤导致脊髓的缺血性改变，以及缺血再灌注损伤等，低体重患者手术过程中减少出血、以及手术过程中保障有效血容量是术后早期恢复的有效保障；腰段角状后凸畸形的矫正过程中注意对神经根的保护和松解，避免术后出现神经根的刺激症状；术中即要保证对后凸畸形的矫正，同时又要保证避免脊柱侧方偏移的矫正，同时充分的植骨融合程度是手术后矫形效果的有效保障。查阅文献未见有相关文献报道。也就是说“经后路全脊椎切除结果联合双侧钉棒联合梯次紧凑闭合脊髓逐步短缩僵硬性角状后凸矫形手术技术”在国内和国际上属于创新技术。本组患者术后随访20-35个月(平均随访28.0个月)，脊柱后凸角平均41.6°(10°-90°)，矫正率为65.3%；C₇铅垂线距S₁后上缘距离术后平均5.2 mm (-12至23 mm)，矫正率为73.0%。这也证实了该种手术治疗方法矫形效果安全、稳定。但经后路全脊椎切除截骨治疗重度僵硬性胸椎角状后凸畸形手术创伤大，并发症高；手术技术难度大，要求高，需要较长时间的学习曲线才能完成。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
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