植骨融合内固定修复连续双节段颈椎间盘突出症：钛网与椎间融合器的比较

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.04.008

摘要/Abstract

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文题释义：

颈椎前路减压植骨融合：是Robinson和Smith在1955年提出用于治疗颈椎疾病(包括颈椎间盘突出症、颈椎骨折、颈椎滑脱等)，后经不断改良与完善，现已广泛应用于临床，该修复方法简单，疗效满意。前路常用的减压方法有椎间盘切除及椎体次全切，常用的融合方法有单纯髂骨植骨融合、椎间融合器植骨融合和钛网植骨融合等。

椎间cage：自Bagby研发腰椎椎间cage作为脊柱融合的替代物以来，应用cage的脊柱融合已证实其临床有效性。椎间cage 克服了自体移植骨的缺陷。目前，临床应用的有金属与多聚碳纤维两类cage。前者为常见类型，多由钛合金制成，可设计成圆柱状、垂直环状、新月状等多种形状。尽管短期疗效显著，但远期存在应力遮挡、内置物下沉、移位、脱出，影像伪影(CT或MRI扫描)等弊端，常由于金属的弹性模量超出椎体骨质的弹性模量所致。

背景：研究证实前路不同减压融合方法修复连续双节段颈椎间盘突出症均可取得满意疗效，但哪种方案效果最佳目前尚无统一意见。

目的：比较颈椎前路3种减压植骨融合内固定方案修复连续双节段颈椎间盘突出症的有效性及安全性。

方法：回顾分析连续双节段颈椎间盘突出症并行前路减压融合内固定62例患者的临床资料，根据修复方案分为3组，单纯植骨组行前路椎间盘切除髂骨植骨内固定，钛网组行前路椎体次全切钛网植骨内固定，Cage组行前路椎间盘切除Cage植骨内固定。分别对3组患者治疗后植骨融合率及神经功能改善情况(日本骨科学会JOA评分)进行评估对比，并行颈椎正侧位片X射线检查以测量椎体前后缘高度及融合节段的Cobb角变化。

结果与结论：62例患者均获得随访，随访时间8-30个月。单纯植骨组手术时间较另两组长(P < 0.05)，术中出血量较另两组大(P < 0.05)。治疗后JOA评分较治疗前明显改善(P < 0.05)，不同随访时期组间差异无显著性意义(P > 0.05)。治疗后3个月植骨融合率单纯植骨组>钛网组及Cage组(P < 0.05)，末次随访时均骨性愈合。治疗后融合节段椎体前后缘高度较治疗前明显增加(P < 0.05)，前缘高度增加量3组间差异无显著性意义(P > 0.05)；后缘高度增加量Cage组大于单纯植骨组及钛网组(P < 0.05)。治疗后3个月椎体前缘高度丢失单纯植骨组>钛网组及Cage组，后缘高度丢失单纯植骨组>钛网组> Cage组(P < 0.05)。颈椎融合节段Cobb角增加值钛网组大于单纯植骨组及Cage组(P <0.05)，治疗后3个月Cobb角变化量单纯植骨组>钛网组> Cage组(P < 0.05)。末次随访椎体前后缘高度、Cobb角与治疗后3个月的差值组间差异均无显著性意义(P > 0.05)。提示3种植骨融合方法修复连续双节段颈椎间盘突出均可以明显缓解神经症状，改善颈椎功能。单纯植骨组手术时间长，术中出血量多，治疗后椎体后缘高度丢失明显，容易造成颈椎前凸。与单纯植骨组相比钛网组和Cage组能更好的维持颈椎高度与曲度，但Cage组优势更明显。

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

ORCID: 0000-0002-9571-7922(王建民)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 颈椎间盘突出, 前路手术, 髂骨植骨, 钛网, Cage, 内固定

Abstract:

BACKGROUND: Many studies have shown that different types of anterior cervical surgery in the treatment of two-level contiguous cervical disc herniation can obtain satisfactory results, but which method is the best has not yet reached a consensus.
OBJECTIVE: To compare the efficacy and safety of three types of anterior cervical surgery for treating two-level contiguous cervical disc herniation.
METHODS: We retrospectively analyzed clinical data of 62 patients with two-level contiguous cervical disc herniation who underwent anterior decompression and fusion. These patients were assigned to three groups. Bone graft group received anterior cervical discectomy with autogenous iliac bone graft fusion. Titanium mesh group received anterior cervical corpectomy with titanium mesh fusion. Cage group received anterior cervical discectomy with cage fusion. Fusion rate of bone graft and improvement of neurological function (Japanese Orthopaedic Association Scores) were evaluated and compared after treatment in the three groups. Cervical vertebra anteroposterior and lateral images were used to measure height of anterior and posterior margin of vertebral body and Cobb angle changes of fusion segment.
RESULTS AND CONCLUSION: All 62 patients were followed up and the follow-up time was ranged from 8 to 30 months. Operation time was significantly longer in the bone graft group than in the titanium mesh and Cage groups (P < 0.05). Intraoperative blood loss was larger in the bone graft group than in the titanium mesh and Cage groups (P < 0.05). Japanese Orthopaedic Association Scores were significantly improved after treatment (P < 0.05). No significant difference was found at different time points (P > 0.05). The fusion rate of bone graft was higher in the bone graft group than in the titanium mesh and Cage groups (P < 0.05) at 3 months after treatment, and bone union was found in the final follow-up. Height of anterior and posterior margin of vertebral body was significantly increased after treatment (P < 0.05). No significant difference in the increase of the height of anterior margin was detected among the three groups (P > 0.05). The increase in the height of posterior margin was higher in the Cage group than in the bone graft group and titanium mesh group (P < 0.05). Vertebral height loss of the anterior margin was higher in the bone graft group than in the titanium mesh and Cage groups, but vertebral height loss of the posterior margin was highest in the bone graft group, followed by titanium mesh group and Cage group at 3 months after treatment (P < 0.05). The increase value of Cobb angle was higher in the titanium mesh group than in the bone graft group and Cage group (P < 0.05). At 3 months after treatment, the altered value of Cobb angle was highest in the bone graft group, followed by titanium mesh group and Cage group (P < 0.05). No significant difference in the height of anterior and posterior margins of the vertebral body and Cobb angle was detectable between final follow-up and 3 months post-treatment (P > 0.05). These findings indicated that the three kinds of fusion method for treating two-level contiguous cervical disc herniation could obviously lessen nervous systems and improve cervical vertebra functions. In the bone graft group, operation time was long. Intraoperative blood loss was more. Postoperative height loss of the posterior margin of the vertebral body was visible. Cervical lordosis could be easily induced. Compared with the bone graft group, titanium mesh and Cage groups could better maintain the height and curvature of the cervical vertebra, but the Cage group had apparent advantages.

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图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析纳入的3组患者均获得随访，随访时间8-30个月。全部进入结果分析，无脱落。

2.2 基线资料比较患者性别、年龄及融合节段3组间相比差异无显著性意义(P > 0.05)，见表2。

2.3 手术时间及出血量比较 3组手术时间和术中出血量见表3。单纯植骨组手术时间较另两组长(P < 0.05)，钛网组、Cage组之间差异无显著性意义(P > 0.05)。术中出血量单纯植骨组最多，钛网组次之，Cage组最少，差异有显著性意义(P < 0.05)。

2.4 JOA评分比较 3组治疗后JOA评分与治疗前相比，差异有显著性意义，3组治疗后增加量及不同随访时期JOA评分差异无显著性意义(P > 0.05)，详见表4。

2.5 椎体高度变化 3组治疗后椎体前、后缘高度较治疗前明显增加，前缘高度增加值组间差异无显著性意义；椎体后缘高度增加量Cage组大于单纯植骨组及钛网组，差异有显著性意义(P < 0.05)。治疗后3个月椎体前缘高度丢失单纯植骨组明显大于其他两组，差异有显著性意义(P < 0.05)；椎体后缘高度丢失单纯植骨组较大，钛网组次之，Cage组丢失最少，差异有显著性意义(P < 0.05)。末次随访与治疗后３个月椎体前后缘高度之差组间差异无显著性意义(P > 0.05)，详见表5。

2.6 融合节段Cobb角变化治疗后3组Cobb角均较治疗前增加，钛网组增加值大于单纯植骨组Cage组。治疗后3个月单纯植骨组Cobb角变化最大，Cage组最小，差异有显著性意义(P < 0.05)。末次随访与治疗后3个月Cobb角的差值组间差异无显著性意义(P > 0.05)，详见表6。

2.7 修复后融合率及并发症比较修复后随访3个月时单纯植骨组融合率高于钛网组及Cage组，差异有显著性意义(P < 0.05)，末次随访时3组患者全部达到骨性愈合, 详见表7。

治疗后所有患者均未出现手术切口感染，单纯植骨组有3例出现颈部吞咽不适症状，钛网组、Cage组各2例；钛网组出现1例术后声音嘶哑，1周后基本恢复正常；单纯植骨组1例患者出现术后症状加重，给予消肿、激素、营养神经对症治疗后第4天症状逐渐缓解。单纯植骨组有2例患者出现取骨部位疼痛不适症状，可忍受，末次随访时上述症状基本消失。单纯植骨组并发症发生率高于钛网组、Cage组，差异有显著性意义(P < 0.05)。所有患者均无明显内置物移位和钢板断裂的情况出现。

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引言

近年来随着人们生活、工作方式的不断改变和人口老龄化加剧，颈椎间盘突出症的发病率呈逐年上升趋势，并趋于年轻化。颈椎间盘突出症病程早期可考虑通过保守治疗改善症状，但颈椎间盘突出症是一个进行性的退变过程，很多患者病情发展到最后只能通过手术治疗。大多数学者认为颈椎间盘突出症一旦出现神经压迫症状就应早期行手术治疗，解除神经压迫，防止神经进一步损害^[1-2]。颈椎间盘突出症的修复方法按入路可以分为前路、后路和前后联合3大类。目前主流修复方案是前入路，对于合并退变性椎管狭窄和发育性椎管狭窄的患者考虑后路或前后联合入路修复^[3]。前路修复术中常用的术式又包括植骨融合、椎间盘置换或者多节段病变采用二者联合的方式。前路修复手术具有操作简单、可直接切除病变的椎间盘或椎体等优势，自Smith等^[4]于1958年首次提出经前路减压植骨融合以来，经过不断的演变和改进在临床上被广泛应用并已经成为治疗颈椎病的金标准^[5]。

前路手术椎体融合的方法较多，临床上常用的有椎间盘切除单纯髂骨植骨融合、椎体次全切钛网植骨融合、椎间盘切除Cage植骨融合等。对于单节段颈椎间盘突出症临床研究显示椎间盘切除髂骨植骨或Cage植骨在改善临床症状方面无明显差异。对于多节段颈椎间盘突出症患者，临床上常选用椎间盘切除植骨融合、椎体次全切植骨融合或二者联合的修复方法^[6-8]，临床研究显示上述修复方案均能取得良好的临床疗效。但对于连续双节段颈椎间盘突出症患者，哪种修复方案更好尚无统一意见，尽管很多国内外临床研究显示前路椎间盘切除Cage植骨内固定能取得更好的临床效果^[9-11]，但仍然存在内置物下沉、易形成假关节等并发症，并且Demircan、Cho等^[12-13]临床研究发现随着椎体融合节段的增多，其融合率逐渐下降，对此观点目前仍有争议。

文章试图通过回顾性比较上述3种修复方法的疗效差异，以期为临床工作提供参考。

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材料方法

1.1 设计对比观察试验。

1.2 时间及地点于2012年1月至2015年1月在兰州大学第一医院骨科完成。

1.3 材料本研究中使用的颈椎内置物均由江苏爱迪尔和山东威高骨科材料股份有限公司提供。上述所用材料材质是由低弹性模量的医用钛合金制备而成，钛合金材料具有强度大，韧性好，耐腐蚀，无磁性，无毒性，无致癌作用，与人体的组织相容性好，无过敏和炎症反应，人体对植入物产生异物排斥反应小等特点。

1.4 对象纳入明确诊断为连续双节段颈椎间盘突出症并行前路减压植骨融合内固定的62例患者，其中男32例，女30例；有外伤病史者13例；年龄31-75岁，平均(55.34±9.78)岁；病程1周-10年，平均(15.60±22.06)个月；病变椎间盘累及C₃_-₅14例，C₄_-₆28例，C₅_-₇20例。62例患者根据修复方案分为3组，单纯植骨组19例，钛网组23例，Cage组20例。

纳入标准：所有患者术前均有相应的临床症状并通过颈椎MRI检查确诊为连续双节段椎间盘突出，手术指征明确，无明显手术禁忌证，随访资料完整。患者对治疗方案知情同意。

排除标准：患者先天性或退变性椎管狭窄、椎体骨折和CT提示严重后纵韧带钙化的患者。

1.5 方法

修复方法：修复术前1周嘱患者向非手术侧(左侧)进行气管推拉训练，术前8 h禁食水，术前30 min静滴抗生素预防切口感染，留置导尿管。患者取仰卧位，气管插管全身麻醉，麻醉满意后于肩下放置肩垫使头后仰充分暴露手术部位，头枕部放一软头圈。取右侧胸锁乳突肌间隙前切口，根据术前颈椎MRI初步判断椎间盘突出位置选择切口位置，依次切开皮肤、皮下组织，术中注意止血，从颈动脉鞘与内脏鞘之间钝性分离至椎体，放置针头标记，C型臂透视准确定位病变椎间隙，切除部分前纵韧带显露椎间隙，安装颈椎牵开器，小尖刀切开椎间盘纤维环，用髓核钳和刮勺取出椎间盘组织直至后纵韧带，观察后纵韧带有无破损，若有破损应进一步检查有无髓核掉入硬膜外。对于后纵韧带严重钙化的患者应一并将其切除或进行游离。尖嘴咬骨钳咬出椎体周围增生的骨赘，尤其是椎体后缘的赘生物。使用刮勺时应注意用力均匀，刮出软骨终板后将骨性终板刮至点状渗血即可，同样方法处理另一椎间隙。减压过程中常规使用地塞米松10 mg加管预防脊髓水肿。

3种修复方案减压方法大致一样。彻底减压后单纯植骨组在相邻椎体上各开一骨槽，于髂骨处取两块三面皮质骨，修剪成与骨槽大小相匹配略长于骨槽的骨块，适当牵引后置入骨槽内，皮质骨面向前，位置满意后锁定钢板固定。钛网组用尖嘴咬骨钳将两椎间隙之间的椎体部分咬出，保留椎体后壁厚3.0-4.0 mm，测量骨槽大小，截取与之匹配的钛笼，必要时预弯，将咬除的碎骨块放入钛笼中压紧填实，钛网置入骨槽中，位置满意后锁定钢板内固定。Cage组选用合适的Cage将咬出的骨赘填入Cage中，不够时混合使用人工骨。分别将2个Cage置入椎间隙，C型臂透视位置满意后锁定钢板内固定。内固定放置完成后冲洗切口，放置引流管1根，逐层缝合切口。

修复后处理：修复术后去枕平卧，给予预防感染两至三天，余治疗给予消肿、健骨、营养神经等对症处理，佩戴颈托两至三个月。

治疗后第2天指导患者卧床行四肢功能锻炼，术后24 h根据引流量拔除引流管，一般不超过48 h，5-7 d拆线。第4天行颈椎正侧位片检查，8-12 d出院，嘱患者治疗后定期复查行颈椎X射线检查。

1.6 主要观察指标记录手术时间(从切开皮肤到皮肤缝合完毕)、术中出血量(纱布估算量+吸引器瓶内血量)。

治疗后神经功能恢复情况采用日本骨科学会(Japanese orthopaedic association，JOA)评分量表进行评估^[14]，详见表1。

椎体融合情况根据Ariga等^[15]提出的评价标准进行评价，具体标准为：①通过颈椎过曲或过伸位X射线片观察融合节段棘突间无异常活动。②植骨块两端与椎体上下接触面之间结合紧密无明显透亮带。③植骨块与椎体接触面间可见骨小梁形成。

治疗后1周、3个月及末次随访时复查颈椎正侧位片，必要时拍动力位片，在颈椎侧位片测量椎体前后缘高度，即融合节段椎体前上缘到前下缘和后上缘到后下缘之间的距离。融合节段的Cobb角为融合节段头椎上终板与尾椎下终板之间的夹角，常采用四线法测量，具体方法如图1所示。1.7 统计学分析应用SPSS 22.0软件进行统计分析，计量资料结果均以x(_)±s表示，同组治疗前后比较用配对t 检验，椎体融合率及并发症发生率比较用χ²检验，3组间比较用F 检验。P < 0.05认为差异有显著性意义。

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讨论

3.1 颈椎间盘突出症的病因及发展颈椎间盘突出症在临床上较常见，其发病率仅次于腰椎间盘突出症，其最常见的病因是椎间盘退变，由于随着年龄增加，椎间盘纤维坏和髓核退行性病变，弹性下降，尤其当颈椎受到损伤时，很容易出现纤维坏破裂。突出的椎间盘压迫脊髓神经使其缺血、变性导致不可逆的损伤，并出现相应的临床症状，常见的有颈肩部疼痛不适、四肢麻木无力、感觉过敏、脚踩绵感等，部分患者可能出现Hoffmann征、Babinski征等病理性体征。

3.2 修复手术时机和修复方法的选择颈椎间盘突出症早期可以通过脱水、颈椎牵引、功能锻炼、理疗等改善神经症状，但颈椎病是一个缓慢进展的过程，随着病程不断发展，椎体骨质增生、韧带钙化、椎管狭窄等一系列变化都会加重临床症状。对于没有手术指征的患者可予以保守治疗，保守治疗一般不超过6个月^[16]。若保守治疗无效，并且出现神经压迫症状加重，颈椎MRI检查发现脊髓或神经根明显受压，则应考虑手术治疗解除神经压迫，恢复神经功能。Clarke等^[17]通过对脊髓型颈椎病的患者进行研究发现一旦出现神经功能障碍之后几乎不能完全恢复到正常情况，并且症状逐渐加重，如果不干预最终可能导致功能丧失甚至瘫痪。所以对于颈椎病尤其是脊髓型提倡早期手术治疗，避免神经功能继续受损。

虽然双节段颈椎间盘突出症的修复方法依然存在争论，但其修复原则仍然是彻底减压和重建椎体稳定性。自Smith等提出前路减压植骨融合以来该修复方案一直在不断的发展和完善，并在临床上广泛使用，得到脊柱外科医师的普遍认可。颈椎前路手术与后路相比具有可以直接减压、对脊髓神经的干扰小，可恢复颈椎生理曲度及颈椎高度，并可以通过钢板置入内固定增加颈椎稳定性，提高植骨的融合率。

本组患者全部行前路减压植骨融合内固定，治疗后随访患者疗效满意，植骨融合率高，并发症少。

3.3 不同修复方法的疗效差别此次研究发现单纯植骨组平均手术时间和术中出血量均显著高于钛网组、Cage组，究其原因是髂骨植骨术中需取髂骨，其次取下的髂骨不能完全与预留的植骨槽完全匹配，必须进行修剪，这些操作都会延长手术时间和增加出血量。而Cage和钛网均有不同规格及型号，可以根据测量的结果直接选用合适的内置物。但是椎体次全切术由于术中要切除部分椎体，这就导致其出血量较Cage植骨融合多。

术后随访行颈椎正侧位片检查，并测量椎体高度及生理曲度以评估3种术式的影像学差异，结果发现3种术式均可显著改善椎体高度及生理曲度。随着随访时间的延长，3组椎体高度均有不同程度的丢失，但单纯植骨组高度丢失较明显，尤其是椎体后缘高度，椎体后缘高度的丢失会导致颈椎融合节段Cobb角增加，造成颈椎前凸。单纯植骨组术中选用自体髂骨是三面皮质骨，在椎体融合过程中接触面的部分骨质被吸收，并且椎体后缘缺少钢板支撑应力较薄弱，术后颈椎负重后骨块容易被压缩。而Cage和钛网抗压能力强，可以保证植骨在融合的过程中不被压缩，能有效维持椎体的高度。

此次研究还发现钛网植骨融合后椎体高度丢失大于Cage，钛网与椎体终板面是点状接触的，接触面积小，容易造成钛网下陷，并且由于颈椎存在生理曲度，钛网两端与终板面之间形成夹角，钛网面不能与终板完全贴合，造成接触点的应力较集中，容易引起钛网内陷，所以术中应根据颈椎生理曲度对钛网进行适当预弯或者两端放置垫圈以预防钛网下陷。而Cage是盒状，与终板接触面积大，Cage呈楔形，与椎间隙结构相匹配，并且Cage两端呈锯齿状，不仅能维持颈椎生理曲度，还能有效预防内置物下陷及增加稳定性。

早期观点认为术中应彻底刮出终板才能达到更好的愈合，然而现在的研究发现保留骨性终板不仅不影响椎体愈合率，而且还能有效预防内置物下沉，维持颈椎高度及生理曲度。任先军、张年春等^[18-19]通过动物实验及临床研究也证实了这一观点，所以术中刮出软骨终板后将骨性终板刮至点状渗血即可，不可将骨性终板一并刮出。本组病例中，所有患者术中都保留了椎体骨性终板，术后随访未发现明显内置物塌陷的情况，也证实了这一观点。本研究结果还显示钛网组术后Cobb角增加较单纯植骨组、Cage组多，这与Oh、刘勇、张伟等^[20-22]的研究结论相反，原因可能是他们在椎体次全切后使用了单纯髂骨植骨内固定，而本研究使用的是钛网植骨可以明显增加术后融合节段的Cobb角。

3.4 修复后并发症与术中注意事项颈椎前路手术虽然操作简单，但并发症较多，国外临床研究显示椎体次全切并发症发生率高于椎间盘切除^[23]，本研究结果显示二者并发症发生率差异无显著性意义，可能的原因是其术中减压后使用髂骨植骨，而本文使用钛网，其次可能是本研究纳入病例较少未能发现组间差异。本组患者3种修复方案术后均有病例出现食管异物感症状，由于术中使用的钢板突出于颈椎表面，会对食管产生压力或摩擦，造成部分患者术后出现食管异物感或吞咽困难等症状。

近年来一种新的植骨融合装置零切迹椎间融合固定系统(Zero-P)被用于临床，研究显示使用Zero-P能有效降低该并发症的发生^[24-26]。除此之外，术中应避免长时间和暴力牵拉食管。术后出现声音嘶哑或饮水呛咳是颈部手术神经损伤常见的并发症，术者应熟悉颈部解剖，术中切勿结扎解剖不清楚的组织，上述症状不严重者术后给予对症处理或通过对侧代偿后逐渐消失。对于取骨部位慢性疼痛患者可给予止痛对症治疗。

本研究发现3种修复方案均能取得良好的疗效，术后症状改善明显，虽然末次随访时椎体高度较术后均有所丢失，但对功能影响不大，研究显示椎体高度丢失主要发生在术后一至两个月，植骨融合之后椎体高度不再出现明显的丢失^[27]。

无论选用何种修复方案，术前都应对患者进行全面的评估，完善检查，通过影像学检查指导修复方案。对术前MRI检查发现有髓核脱落、CT检查发现后纵韧带钙化合并椎间盘突出、椎体骨折合并椎间盘突出或者根性症状明显的患者应首选前路椎体次全切植骨内固定术，其与椎间盘切除减压相比具有手术视野宽阔，减压更彻底等优势，但对椎体破坏严重，术中出血多，容易破坏椎体的稳定性。而对于单纯的颈椎间盘突出应首选椎间盘切除植骨融合，该术式操作简单，取骨量少，减少术中出血，并且Cage能更好维持椎间隙高度和颈椎的稳定性，治疗后并发症相对较少^[28-35]。

总之，3种修复方案均能取得满意的效果，各有利弊，不能一概而论，哪种方法最好，根据患者实际情况及影像学检查结果合理的选择修复方案是增加修复成功率和减少并发症的关键，并且还要结合术者的经验和熟练程度综合考虑。

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