后路椎弓根系统内固定并髂骨植骨修复多节段腰骶椎结核：重建稳定的腰骶段

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.09.011

摘要/Abstract

摘要：

背景：多节椎体破坏的腰骶椎结核在治疗上比较复杂，除了考虑病灶清除，解除脊髓压迫外，恢复脊柱椎体的高度及脊柱的稳定性也是必要的。
目的：探讨后路椎弓根系统内固定前路一期病灶清除自体髂骨植骨修复多节段腰骶部结核的效果。
方法：选择2005年3月至2012年12月收治的多节段腰骶椎脊柱结核患者25例，病变节段位于L2-S2，经正规抗结核治疗2-4周后，行一期后路椎弓根系统内固定、前路病灶清除自体髂骨植骨治疗。修复后定期复查X射线片与CT扫描，评估骨块融合和畸形矫正情况，并记录不良事件及材料宿主反应。
结果与结论：修复后进行了平均16个月的随访，23例切口全部愈合，2例切口二期愈合，无窦道形成，术后所有患者腰腿痛均消失；随访期间植骨块无滑脱移位，无断钉断棒，6个月内均出现骨性融合，术后1年结核病灶无复发，血沉正常，X射线片显示病变椎体已骨性愈合。术后腰骶角为16°-36°，平均26°；末次随访时为15°-30°，平均20°。提示：一期病灶清除多节段腰骶骨结核，并同期行后路椎弓根系统内固定完成后凸畸形矫正，可重建稳定的腰骶段，恢复躯体矢面平衡，取自体髂骨植骨能提高融合率，效果满意。

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, 腰骶椎结核, 前后联合入路, 内固定, 病灶清除, 植骨

Abstract:

BACKGROUND: The treatment of lumbosacral tuberculosis with multi-segmental vertebral destruction is complex. Besides, debridement and relief of spinal cord compression, it is necessary to restore spine vertebral body height and stability of the spine.
OBJECTIVE: To investigate the surgical treatment effect of multi-segmental lumbosacral tuberculosis by posterior vertebral pedicle fixation and anterior debridement with autologous iliac bone graft.
METHODS: A total of 25 cases of L₂-S₂ vertebral tuberculosis with various degrees of damage, who were treated from March 2005 to December 2012, were selected in this study. After regular anti-tuberculosis treatment for 2-4 weeks, first-phase posterior pedicle screw fixation with anterior debridement and autologous iliac bone graft was performed. Postoperative X-ray and CT scan were conducted to assess bone fusion and deformity correction. Adverse events and material host reaction were recorded.
RESULTS AND CONCLUSION: After repair, average 16-month follow-up was performed. 23 cases of postoperative wound were totally healed, with 2 cases of incisions delaying healing, no sinus formation. After surgery, the lumbago and leg pain disappeared in all patients. During follow-up, graft displacement had no slippage, broken nails or broken rods. Within 6 months, bony fusion occurred. At 1 year after operation, there was no recurrence of tuberculosis with normal erythrocyte sedimentation. X-ray films showed lesion vertebra turned out to be bony union. Postoperative lumbosacral angle was 16°-36°, averagely 26°, and 15°-30° during final follow-up, averagely 20°. These results confirmed that one-stage debridement for multi-segmental lumbosacral tuberculosis and concomitant posterior pedicle fixation system for kyphosis correction therapy, which could reconstruct lumbosacral stability, and restore sagittal plane balance. Autologous iliac bone graft improved fusion rate and obtained satisfactory outcomes.

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Key words: tuberculosis, spinal, bone transplantation, orthopedic fixation devices, blood sedimentation

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 1

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引言

腰骶椎骨结核病在临床上骨结核中是比较多见的，发病率占骨结核的2%-3%。脊柱结核手术目的是病灶清除，但选择何种方式才能达到病灶清除干净，减少病灶复发的可能性，这是医生应该考虑的问题^[1-3]。腰骶部解剖结构较复杂，此处有较多的神经、血管及其主要器官，故在手术时创伤较大，暴露病灶比较困难，容易出现术中并发症如大出血及神经损伤；并且腰骶部有独特的生物力学特点，此处活动度较大，并有一定的负重，故稳定性重建要求比较高^[4-6]。目前在腰骶椎骨结核病手术治疗上没有统一的“金标准”，所以在手术入路、植骨融合及内固定方式等方面一直存在争议。

多节椎体破坏的腰骶椎结核在治疗上是比较复杂的，首先腰骶椎多节段病变形成大量死骨及脓性分泌物，所以要充分暴露病灶，清除干净死骨及脓性分泌物，解除脊髓压迫，然后脊柱前中柱的破坏术后骨质缺损较多应该考虑前中柱的重建，恢复脊柱及骨盆的稳定性，因多节段椎体的缺损后路手术植骨是不可能达到的，只有前路直视下才能植入大块骨质，恢复椎体的高度，增加脊柱稳定性，而达到手术治疗远期的效果。前路入路进行腰骶椎骨结核病灶清除是在直视下进行的，解剖结构辨认清楚，损伤血管、神经、输尿管的概率较低，但腰骶段前方解剖结构比较复杂，加上因骨结核病变时间较长，炎性组织刺激周围组织及器官，容易造成此处血管的粘连、血管脆性增加等原因，所以前路手术中操作时显得比较困难，病灶周围大血管较多，操作不当容易造成大出血，增加了手术风险^[7-8]。对于骨结核病灶累及超越2个以上椎体的处理，目前临床上仍倾向使用后路椎弓根内固定，而后路入路进行腰骶椎骨结核病灶清除，往往因病灶暴露不清楚而造成病灶清除不干净引起病灶复发，造成手术失败^[9-10]。因此，目前有学者主张行一期前路病灶清除植骨融合、后路椎弓根内固定可以更好的清除病灶，增加融合率，降低结核复发率^[11-12]。

梁柱德等^[13]采用一期后路椎弓根内固定联合前路病灶清除植骨的方式治疗52例腰骶部结核患者，进行了平均18个月的随访，无结核病灶复发、脊髓损伤加重及内固定的弯曲、松动及断裂等严重并发症，患者在8个月内均获得骨性愈合，病灶治愈率96.2%。欧云生等^[14]报道了17例下腰椎、骶椎结核并后凸畸形患者，均行后路椎弓根内固定矫正后凸畸形，关节突及横突间髂骨植骨融合，一期前路病灶清除髂骨植骨融合治疗，患者获得了平均23个月的随访，结核病灶愈合，无结核局部复发；下腰椎及骶椎后凸畸形均得以矫正，生理弧度恢复，末次随访未见矫正角度明显丢失；修复后3-6个月植骨融合，无内固定器械松动、断裂，疗效满意。本院2005年3月至2012年12月对25例腰骶部结核患者进行一期后路椎弓根内固定联合前路病灶清除取髂骨植骨的手术治疗，观察疗效及不良反应。

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材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：病例来源于解放军309医院及天津市海河医院骨科2005年3月至2012年12月收治的腰骶椎脊柱结核患者。

对象：选取北京解放军309医院及天津市海河医院骨科2005年3月至2012年12月收治腰骶椎脊柱结核25例。

诊断标准：①有脊柱结核的局部症状体征，如有不同程度的腰疼，或伴有下肢麻痛，也可有低热、盗汗等结核中毒症状。②术前血沉 > 15 mm/h。③术前经影像学检查(X射线片、CT及MRI)明确病变部位及累及程度，均位于腰骶部，累及节段≥2。④术后病理确诊为骨结核。

纳入标准：①符合以上诊断标准。②术前接受2周以上结核正规化疗方案的治疗者。③患者依从性好，能够完成治疗和随访。③患者的病历资料完整。④患者及家属对治疗知情同意并签署“知情同意书”。

排除标准：①有严重心血管系统疾病、精神疾病者。②合并有腰椎内固定融合治疗的禁忌证者。③全身状况差不能耐受手术者。

共纳入符合条件的腰骶椎脊柱结核患者25例，其中男15例，女10例；年龄22-75岁，平均55岁；病程3-36个月，平均15个月；部分患者有结核病史，术前血沉15-30 mm/h，平均20 mm/h。所有患者都有不同程度的腰疼，其中有8例伴有下肢麻痛，左下肢5例，右下肢3例；15例腰大肌脓肿，其中双侧8例，单侧7例；部分患者有低热、盗汗等结核中毒症状。术前行X射线片、CT及MRI检查明确病变部位及累及程度：病变节段位于L₃、L₄、L₅者8例，L₄、L₅、S₁者7例，L₅、S₁、S₂者3例，L₄、L₅者 7例；患者椎体骨质均明显破坏及吸收，并有死骨形成，椎间隙变窄，椎旁软组织肿胀明显，部分有脓肿形成。

材料：采用康辉医疗器械公司的椎弓根螺钉固定系统，包括椎弓根螺钉、连接棒及横连装置。椎弓根钉棒系统材料的材质为钛合金，其弹性模量接近人体骨，生物相容性好，耐腐蚀。

方法：

脊柱结核修复前处理：①全部病例进行规律用药抗痨，均接受异烟肼(H)、利福平(R)、乙胺丁醇及吡嗪酰胺为主的正规结核化疗方案的治疗，持续2周以上。②根据术前影像学资料制定详细周密的手术计划。

脊柱结核修复方法：行一期后路椎弓根内固定联合前路病灶清除取髂骨植骨的治疗，治疗流程图见图1。

后路椎弓根内固定：气管插管全身麻醉，首先俯卧位，取腰骶部后正中切口，显露腰椎的上关节突和S₁的上关节突，植入腰椎和骶椎的椎弓根螺钉，骶椎破坏严重者在双侧髂骨上植入髂骨螺钉，安装预弯的连接棒并适当纵向撑开，固定完毕后不行椎板切开减压。放置负压引流，缝合切口。

前路病灶清除：前路取侧卧位，取下腹部倒八字切口，经腹膜外钝性剥离显露腰大肌和腰骶椎椎体侧前方，显露输尿管，注意保护，触及搏动腹主动脉及其分叉，在分叉处的下方显露L₅S₁椎间盘，C型臂X射线机定位病椎体。仔细分离病灶区的粘连，牵开术前髂血管并保护好后进行病灶清除，用刮匙和咬骨钳逐步清除死骨干酪样坏死组织、内芽组织和坏死的椎间盘，并进行椎管及神经根管扩大减压，保护血管及神经，清除彻底后先用双氧水冲洗，再生理盐水反复冲洗，病灶清除应注意保留健康及亚健康状态的骨质。

植骨：根据缺损的部位和大小决定是否植骨，并选择合适的植骨材料。如果缺损位于椎体前缘，可不考虑植骨；如缺损部位影响脊柱稳定性，应选择植骨。常规选取大块自体髂骨修剪成髂骨块混合肋骨条进行跳跃节段性植骨，对于骨破坏严重，缺损较大的取腓骨支撑植骨。病灶彻底清除后适当撑开病灶缺损处，恢复腰骶角生理曲度和椎间高度，取一合适长度的自体三面皮质髂骨块紧密嵌入骨缺损处，并用生理盐水冲洗伤口，前后路切口均放引流管接负压引流瓶，并逐层缝合。

脊柱结核修复后处理：修复后常规抗感染及抗结核治疗，并加强营养支持疗法。术后卧床休息一两周，一两周后腰围保护下床活动。每4周复查腰骶部X射线片与CT扫描，定期复查肝肾功能。

主要观察指标：①复查X射线片观察椎体融合情况，末次随访时根据BRIDWELL等^[15]的标准进行骨性融合评定。②疗效：根据Chen等^[16]的疗效评定标准评定。③不良事件及材料宿主反应。

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讨论

3.1 腰骶椎结核的特点 腰骶椎结核在骨结核中比较常见，而多节椎体破坏的腰骶椎结核在治疗上是比较复杂的，并且治疗方法也没有明确的统一。加上此处解剖结构上是人体比较复杂部位，特别是构成骨盆后环腰骶椎是人体应力传导的主要结构，是行走和骨盆稳定起到重要作用，骨结核对于骨盆后环的破坏，使负重的骨盆后环移位，将增加骨盆前环固定物的应力。因腰骶段脊柱解剖结构的复杂加上生物力学的特殊性，加上躯干的质量集中于该部位，在生物力学上要求腰骶段的稳定性更高，而患者因骨结核对多个椎体的破坏，使骨盆后环正常解剖结构遭到严重破坏，导致骨盆不稳定，对人体的负重及行走都有一定的影响。在治疗上首先考虑病灶清除，解除脊髓压迫，恢复脊柱椎体的高度及脊柱的稳定性^[17-18]。对于腰骶椎骨结核多节椎体的破坏的患者，在手术方法的治疗选择及术后康复应该得到重视，是关系到患者手术成败和恢复脊柱稳定性，矫正患者畸形和阻止患者畸形进一步发展的重要关键。由于患者病灶累及多个腰骶椎体，病灶对于椎体的破坏而造成腰椎及骨盆连续性中断，严重破坏骨盆后环的完整性和稳定性，导致重力传导移位，特别多节腰骶椎体的破坏使脊柱下沉，故首先要考虑腰骶椎高度恢复稳定性的关键。

3.2 内固定的选择 脊柱稳定性的建立选择合适的内固定是手术成功的关键^[19]。生物力学研究显示：骶骨棒和后路重建钢板生物力学强度很低，不宜单一方法进行骶骨固定。而前路钢板之适合骶髂关节分离或者骶骨翼外侧部分，并且骨结核大部分椎体已破坏侵蚀，适应范围有限，加上多节椎体的破坏，术中暴露困难且固定区域也小，给手术操作也带来很大困难。骶髂螺钉固定的生物力学强度相对较高。因为椎弓根系统通过连接棒和椎弓根螺钉实现腰髂间三维固定，使得骶骨通过腰椎，远段通过髂骨经椎弓根系统获得良好的三维复位和固定在生物力学上更显优越性。髂骨螺钉提供置入的稳定性和把持力与置入螺钉方向和力线走形是一致的，有利于躯体力量的传导。研究表明，双侧髂骨钉对于分散螺钉应力增加矢状面抗扭转强度和减小腰髂固定点之间的力臂，更符合人体生物力学所需^[20]。对于骨结核病灶累及超越2个以上椎体的处理，目前临床上仍倾向使用后路椎弓根内固定，髂骨钉的应用更加增加固定的强度，使而在髂前下棘能获得更好的把持力。对于椎体皮质骨应力主要集中于椎弓根周围，而松质骨应力集中于终板处的中央部位，椎体的剪切力明显高于椎板，椎体上缘张力高于下缘，因此椎弓根系统最符合脊柱内固定的生物力学要求，三柱固定可有效控制三维立体方向的剪力，同时可借助内固定术中行椎体间加压。坚强的内固定也是患者早期下地锻炼强有力的保障，减少患者卧床时并发症的发生^[21-22]。作者认为对于多节段腰骶椎结核的治疗，采取一期前路病灶清除，取患者髂骨前路病灶内植骨，加后路应用椎弓根系统经腰髂间内固定时，既要达到维持椎体的稳定性、又要减少多节段固定使运动节段过多丢失的原则，故对椎弓根钉固定采用椎弓根钉系统来重建脊柱稳定性，可以根据情况将螺钉固定于病灶清除后的残椎上，以减少固定多阶段的同时分散内固定的应力遮挡，经过长期随访，取得了满意效果。

3.3 病灶内植骨 腰骶椎结核病变多节段缺损为了达到远期脊柱稳定性，必须病灶内植骨^[23]，所以对这些骨质缺损较多的患者，选择患者本人髂骨作为植骨材料，患者本人的骨块亲和力较强，骨质骨诱导活性较好容易生长^[24]，术中作者根据病灶缺损的大小、形状取患者本人髂骨，根据其形状大小修整后塞入骨质缺损处，其骨块两端松质骨及三面皮质骨的结构，把骨块松质骨创面与两椎体终板骨质缺损创面紧密接触增加骨质融合概率，有利于宿主骨爬行替代。三面皮质骨的结构可抵抗较强的压缩力，有效的维持脊柱稳定性，加上后路内固定起到加压作用，防止植骨块移位、塌陷和吸收，故植骨材料是患者本人的可明显缩短骨性融合时间，本组所有患者经过随访，都在6-10周都有不同程度的骨性融合，因此作者认为应用患者本人髂骨植骨对重建腰骶段脊柱的稳定性，维持植骨块的稳定性，以及促进植骨融合具有明显的优点。

综上所述，对于多节阶段腰骶椎结核，采取一期前路病灶清除，自体髂骨病灶内植骨，加后路椎弓根系统经腰髂间内固定治疗，经过平均16个月的随访，取得了满意效果。因本组患者均为多节椎体破坏，造成腰骶椎严重不稳定，畸形明显，故选择后路椎弓根系统内固定，纠正脊柱畸形恢复脊柱与骨盆的稳定性；因脊柱多节破坏，形成死骨及坏死组织较多，彻底病灶清除也是这种患者治疗关键，选择前路手术直视下病灶清除干净，取患者髂骨植骨融合，恢复患者椎体的高度，增加脊柱的稳定性。采取前后路联合治疗腰骶椎结核的优点：①基本达到病灶清除干净，不容易复发。②破坏的脊柱基本恢复了椎体的高度，增加脊柱的稳定性。③后路椎弓根系统使腰骶椎基本达到坚强的内固定，在支具保护下可早期下床功能锻炼，减少患者长期卧床的痛苦。但此类手术比较复杂，损伤范围较大容易出现术中术后病发症。对于一些椎体破坏较轻的患者，在术前合理评估，然后选择损伤小的简单的手术方式，减轻患者手术带来创伤与痛苦，缩短患者康复时间。脊柱结核除了选择正确的外科手术方式之外，还需要术前术后合理规律长期的抗结核化疗，是保证治疗成功的关键。

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