中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (9): 2334-2342.doi: 10.12307/2026.645
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腰椎融合联合单侧固定治疗腰椎退行性疾病：生物力学、技术演化及临床应用
张先绪，马 忠，刘 欣，黄 磊，沈文翔，罗志强
- 兰州大学第二医院骨科，甘肃省兰州市 730030
-
收稿日期:2025-03-03接受日期:2025-05-15出版日期:2026-03-28发布日期:2025-09-29 -
通讯作者:罗志强，博士，主任医师，兰州大学第二医院骨科，甘肃省兰州市 730030 -
作者简介:张先绪，男，2000年生，汉族，陕西省旬阳市人，医师，主要从事椎间盘退变方面的研究。 -
基金资助:兰州大学第二医院萃英科技创新项目(CY2021-MS-A03)，项目负责人：罗志强
Lumbar fusion combined with unilateral fixation for lumbar degenerative diseases: biomechanics, technical evolution, and clinical applications
Zhang Xianxu, Ma Zhong, Liu Xin, Huang Lei, Shen Wenxiang, Luo Zhiqiang
- Department of Orthopedics, The Second Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730030, Gansu Province, China
-
Received:2025-03-03Accepted:2025-05-15Online:2026-03-28Published:2025-09-29 -
Contact:Luo Zhiqiang, PhD, Chief physician, Department of Orthopedics, The Second Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730030, Gansu Province, China -
About author:Zhang Xianxu, Physician, Department of Orthopedics, The Second Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730030, Gansu Province, China -
Supported by:Cuiying Science and Technology Innovation Project of Second Hospital of Lanzhou University, No. CY2021-MS-A03 (to LZQ)
摘要： 
文题释义：
单侧椎弓根螺钉固定：是一种微创手术方式，通过在一侧固定椎弓根螺钉来治疗腰椎退行性疾病。与双侧固定相比，单侧椎弓根螺钉固定能有效减少手术创伤和恢复时间，并降低术后并发症，其优势在于减轻术后疼痛并降低邻近节段退变的风险。
摘要
背景：腰椎退行性疾病是一种中老年人常见疾病，临床表现主要为腰背部疼痛和下肢功能障碍。传统上使用腰椎融合联合双侧椎弓根螺钉固定进行外科干预，但存在创伤大、并发症多等问题。而腰椎融合联合单侧椎弓根螺钉固定是一种新兴的微创治疗方式，具有较小的创伤和较低的并发症风险，已逐渐成为腰椎退行性疾病治疗的新选择。
目的：探讨腰椎融合联合单侧椎弓根螺钉固定治疗腰椎退行性疾病的效果及优势。
方法：通过检索中国知网和PubMed数据库2010年1月至2025年1月发表的相关文献，总结腰椎融合联合单侧椎弓根螺钉固定的临床研究及生物力学特点，以“腰椎融合术，单侧固定，双侧固定，生物力学，腰椎退行性疾病” 为中文检索词，以“lumbar fusion，unilateral fixation，bilateral fixation，biomechanics，degenerative disease of the lumbar spine” 为英文检索词，最终纳入70篇文献进行综述。
结果与结论：①腰椎融合联合单侧椎弓根螺钉固定能有效减少手术创伤和术中失血量，提供与双侧椎弓根螺钉固定相似的生物力学稳定性，并降低邻近节段退变的风险；②单侧椎弓根螺钉固定在单节段及双节段腰椎退行性疾病治疗中已获得广泛认可，但在多节段腰椎退行性疾病中的应用效果仍需进一步研究；③腰椎融合联合单侧椎弓根螺钉固定为腰椎退行性疾病治疗提供了微创、安全的选择，未来需要更多高质量的研究验证其在复杂病例中的应用和长期疗效，进一步优化临床应用。
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
中图分类号:
引用本文
张先绪, 马 忠, 刘 欣, 黄 磊, 沈文翔, 罗志强. 腰椎融合联合单侧固定治疗腰椎退行性疾病：生物力学、技术演化及临床应用[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(9): 2334-2342.
Zhang Xianxu, Ma Zhong, Liu Xin, Huang Lei, Shen Wenxiang, Luo Zhiqiang . Lumbar fusion combined with unilateral fixation for lumbar degenerative diseases: biomechanics, technical evolution, and clinical applications [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(9): 2334-2342.
2.1 腰椎退行性疾病介绍
2.1.1 腰椎的结构和功能 腰椎是脊柱下部的重要组成部分，位于胸椎与骶椎之间，由5块椎体(L1-L5)及其相关的椎间盘、韧带、关节，以及周围的肌肉和筋膜共同构成[25-26](图4)。腰椎具有独特的解剖学特点，呈肾形的椎体较大且宽厚[27]，这一解剖特征为腰椎承载上半身质量提供了良好的结构支持，并在日常活动中发挥支撑和稳定的作用。而位于椎体之间的椎间盘，其解剖结构由髓核、纤维环和软骨终板组成，具有缓冲负重、减震和分散应力的功能[28]。
腰椎主要具有前屈、后伸、侧屈及旋转等运动功能[29-31]，尽管它的运动幅度小于颈椎，但腰椎的承重能力与稳定性更为突出[32-33]。腰椎的承重能力与稳定性依赖于多种结构的协调作用，主要包括椎间盘的弹性功能、椎体关节间的机械锁定、强大的韧带系统(如前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘上韧带、棘间韧带等)以及附着于腰椎的多种肌群(如竖脊肌、多裂肌等)[26，29]，这些结构相互协作，共同维持了腰椎的机械强度，同时赋予其一定的灵活性。
腰椎区域的神经结构复杂，主要包含马尾神经在内的多条神经根，这些神经根对下肢的感觉与运动功能以及膀胱和直肠的自主功能调节具有重要作用[26，34]。但长期的机械负荷、创伤以及老化所引起的退行性改变等因素易导致腰椎结构异常，并进一步加速腰椎退行性疾病的发生与发展[35-36]。
2.1.2 腰椎退行性疾病的病因病理和治疗现状 腰椎退行性疾病多发生于中老年人群，是以腰椎结构退行性改变为主要病理特征的脊柱疾病。目前腰椎退行性疾病的具体病因及其发病机制仍未完全阐明，学界普遍认为腰椎退行性疾病的发生是多种因素如遗传、年龄相关的椎间盘退变、长期的机械负荷以及创伤等综合作用的结果，其中遗传因素被认为是最重要的危险因素[37-38]。在病理层面，腰椎退行性疾病的主要特征是椎间盘退变、椎间隙狭窄、黄韧带肥厚以及关节突增生，这些病理改变共同导致腰椎稳定性下降，并可能诱发神经根受压及脊柱不稳。在临床表现方面，腰椎退行性疾病患者的主要症状通常以慢性腰背痛为主，并常伴随神经根性症状例如坐骨神经痛、下肢麻木或间歇性跛行等。症状严重的患者可能出现下肢无力或步态异常等表现，这些症状会显著降低患者的生活质量。
腰椎退行性疾病的治疗策略主要包括保守治疗和手术治疗[39-40]。对于症状轻微的患者常采用药物治疗、物理疗法以及生活方式干预等措施，而对于症状较为严重或长期保守治疗无效的患者则常需要进行手术干预。腰椎融合术已成为腰椎退行性疾病手术治疗的主要方式，在缓解神经压迫、恢复椎间隙高度以及重建脊柱稳定性方面表现出显著的治疗效果[14-15，41]。近年来微创技术的应用显著降低了手术创伤，并为患者提供了更加优化的治疗选择。
2.2 腰椎融合术联合单侧椎弓根螺钉固定的发展历程
2.2.1 腰椎融合术临床应用历程 腰椎融合术由HIBBS[42]于1911年首次提出，现在已逐渐发展为治疗腰椎退行性疾病的金标准。1952年，CLOWARD[43]提出了经后路腰椎融合术(posterior lumbar interbody fusion，PLIF)，该术式在改善神经松解效果和恢复脊柱稳定性方面表现良好，但由于手术创伤较大，其应用增加了术后腰椎肌肉萎缩及并发症的风险。为改善经后路腰椎融合术的不足，HARMS等[44]于1991年提出了经椎间孔腰椎融合术(transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF)。与经后路腰椎融合术不同，经椎间孔腰椎融合术通过椎间孔入路，显著降低了神经及硬膜囊损伤的风险，同时保留了更多脊柱后方骨性结构，从而减少了术后并发症的发生率。研究表明经椎间孔腰椎融合术在临床疗效方面与经后路腰椎融合术无显著差异，但在手术时间、术中出血量及术后恢复速度等方面优于经后路腰椎融合术[45-46]。然而传统经椎间孔腰椎融合术由于术中对椎旁肌的过度牵拉，容易导致术后腰痛以及椎旁肌功能障碍。WILTSE等提出了椎旁肌间隙单侧入路经椎间孔腰椎融合术，该术式通过肌间隙进入，避免了肌肉剥离与损伤，从而显著降低了术后腰痛的发生率[47]。
2002年，FOLEY等[48]在引入微创技术后，提出了微创经椎间孔腰椎融合术，该技术通过管状扩张器减小对脊柱后方结构的损伤，进一步减少术中失血和术后疼痛，并显著缩短住院时间。近年来，随着脊柱内镜技术的不断发展，经皮内镜下经椎间孔腰椎融合术及全内镜下腰椎融合术相继被提出，并进一步减少了术中创伤[49-50]。
研究发现经皮内镜下经椎间孔腰椎融合术与微创经椎间孔腰椎融合术在中长期疗效方面无显著差异，但在手术时间及术后恢复时间上表现出显著的缩短[51-52]。全内镜下腰椎融合术在此基础上实现了全程内镜化操作，为未来微创技术的发展提供了更多潜在可能性。在过去30余年的发展中，腰椎融合术已衍生出多种改良术式。但这些术式大多依赖于内固定手段的辅助，且当前高质量的前瞻性随机研究仍然有限，故其长期临床疗效尚需进一步验证。
2.2.2 UPSF的引入与应用 随着腰椎融合术在腰椎退行性疾病治疗中的广泛应用，BPSF长期以来被认为是标准的内固定术式。但BPSF存在多种局限性，包括手术创伤较大、手术时间较长、术中出血量较多，尤其是术后邻近节段退变发生风险较高[53-54]，这些局限性促使临床实践逐渐探索更为微创的固定技术。UPSF作为一种新兴的固定方式，最早由KABINS等[55]在1992年首次报道。该术式旨在减少传统BPSF引起的手术创伤及相关并发症，同时尽可能获得与BPSF相似的生物力学稳定性和临床疗效[17，56]。UPSF能够实现与BPSF接近的融合效果，同时通过降低内固定强度，有助于避免融合阶段因过强固定导致的邻近节段退变。UPSF在腰椎融合术中的应用进一步增强了腰椎融合手术的微创性，腰椎融合术联合UPSF在手术时间及术中出血量方面表现出显著的优势。YANG等[57]的研究显示UPSF组患者的平均手术时间及术中失血量分别减少了20%-30%，并且UPSF能够保留对侧正常的脊柱结构，尤其是减少了对椎旁肌肉及韧带的损伤。研究表明其术后疼痛评分(目测类比评分)显著低于BPSF，且患者术后活动能力恢复更为迅速[58]。UPSF还能通过适度降低内固定强度，有效减少融合节段相邻椎体的生物力学应力，从而显著降低术后邻近节段退变的发生率，KIM等[59]的生物力学研究进一步证实了这一结论。所以腰椎融合术作为治疗腰椎退行性疾病的常用手术方式，通过联合UPSF，不仅能够有效缓解神经压迫和重建脊柱稳定性，还可以显著减少手术时间、术中出血量及术后并发症的发生率。
2.2.3 UPSF的创新性与多学科融合前景 近年来，UPSF作为一种新兴的固定方式，凭借其独特的生物力学性能和微创优势，已逐渐成为治疗腰椎退行性疾病的重要技术之一。UPSF的核心创新是通过单侧固定实现了微创化与生物力学稳定性的平衡。相较于传统的BPSF，UPSF显著减少了手术创伤和缩短了手术时间，并最大程度地保留了正常脊柱结构，尤其是椎旁肌和韧带，从而降低了术后软组织损伤和邻近节段退变的发生风险。从固定方式来看，UPSF使用非对称的单侧固定，一边有效分散负荷、避免应力集中，一边减少了对对侧结构的干扰，提升了术后的功能恢复与舒适度。而轻质且具良好生物相容性的钛合金螺钉是UPSF术中常用的材料，它兼具足够的力学支持和较低的术后排异风险，进一步提高了患者术后恢复质量。
随着技术的不断发展， UPSF手术与多学科新兴技术的融合也逐渐被人们所关注，并展现出广阔的临床应用前景。机器人导航技术的引入使UPSF在术前规划和术中操作方面更加精准，该技术通过三维建模与实时导航系统，可显著降低螺钉置入误差，尤其在解剖结构复杂或存在畸形的患者中表现出更高的安全性和有效性。而全内镜技术的应用进一步增强了UPSF手术的微创优势，通过更小的手术通道和可视化操作，全内镜UPSF手术在减少软组织牵拉、降低术后疼痛以及缩短恢复时间方面具有明显优势，特别适用于翻修手术或存在局部解剖粘连的复杂病例。并且3D打印融合器和人工智能术前规划系统的结合也为UPSF提供了个性化治疗的新方向，3D打印融合器可根据患者解剖结构定制尺寸和形状，优化椎间稳定性与融合效果；人工智能则可整合影像学数据与临床信息，自动生成优化的手术路径与固定方案，提升术中决策的科学性与效率。所以UPSF在微创理念、生物力学性能以及材料选择等方面具有显著创新。UPSF与机器人导航、全内镜技术、3D打印、人工智能等前沿技术的融合，正逐步推动其向更高精准度、更强个体化和更广适应证的方向发展，并展现出极大的临床推广潜力和科研价值。
2.2.4 UPSF手术技术的学习曲线与培训策略 UPSF手术在成功和推广过程中起重要作用的是术者的经验和设备条件。相较于传统的BPSF手术，UPSF技术具有较高的微创要求，术者的熟练程度和手术技巧直接影响手术的效果。手术时间和并发症发生率通常随着病例积累而逐步下降，研究表明随着手术经验的积累，术者的操作熟练度逐渐提高和手术时间逐步稳定后，术中出血量也会逐渐下降。邹海波等[60]报道单侧固定组手术时间基本上与病例数保持较好的拟合关系，而术中出血量具有显著变化，前14例患者的术中出血量为(227.14±87.74) mL，后13例患者为(134.61±82.01) mL，差异有显著性意义(t=2.825，P=0.009)，所以手术时间和患者恢复的变化趋势与手术经验密切相关。为了提高UPSF的推广效率，建议对术者进行规范化培训并引入标准化的操作流程，确保术者能够在较短时间内掌握相关技术并减少操作误差。标准化操作流程应包括术前准备、手术入路、螺钉固定及术后管理等环节，确保操作的规范性和一致性。并建议开展相关培训课程及模拟手术实践，帮助术者在安全、有效的环境下掌握技术，进一步促进UPSF的临床推广。
2.3 生物力学 任何固定方式在腰椎融合术中的广泛临床应用，均需首先通过生物力学研究验证其可行性与安全性。传统研究表明腰椎融合术联合BPSF能够为融合节段提供较高的生物力学稳定性[61-62]。尽管BPSF在稳定性方面表现优越，其较大的手术创伤和邻近节段退变的风险使得UPSF成为一种有吸引力的替代方案。SAINI等[61]通过有限元模型对TLIF和PLIF联合UPSF或BPSF的生物力学特性进行了研究，结果显示BPSF在屈曲、伸展、侧屈及轴向旋转等运动模式中表现出优于UPSF的稳定性，但这种稳定性是以更大的手术创伤为代价的，且过度坚固的内固定可能促进邻近节段退变的发生。
大量研究表明，UPSF在单节段和双节段腰椎融合术中能提供足够的生物力学稳定性，并明显减小手术创伤[20，59，63-64](图5)。LI等[63]通过小牛腰椎模型对UPSF与BPSF的生物力学性能进行了系统对比研究，结果显示UPSF在轴向旋转与屈曲稳定性方面略低于BPSF，但在减少融合节段应变不对称性及降低应力集中方面表现优于传统双侧固定。而KIM等[59]的研究表明在单节段腰椎融合术中，在屈曲和伸展力矩下，与BPSF组相比UPSF组导致融合后相邻节段运动范围增加减少约50%；在拉伸和扭转力矩下，UPSF组的运动范围仍分别为47.8%和77.7%，比BPSF组16.0%和50.5%的运动范围更高；并且UPSF组模型明显降低了在屈曲、伸展、扭转和侧弯力矩下相邻L2-3节段增加的对纤维环的最大von Mises应力。这些结果都表明UPSF能够明显降低邻近节段的生物力学应力，对于减少邻近节段退变的风险具有重要意义[59]。进一步研究表明UPSF的固定稳定性与融合器的设计及配置密切相关。CHEN等[20]基于猪腰椎模型验证了UPSF结合双融合器的生物力学性能，结果表明这种组合方式在屈曲、侧屈及轴向旋转中可获得接近BPSF的稳定性。DU等[64]的研究显示通过优化融合器的高度与位置，UPSF在单节段腰椎融合中的生物力学表现甚至可达到BPSF的水平。而AMBATI等[16]基于有限元模型研究了UPSF与BPSF结合不同形状融合器的生物力学性能，进一步验证了UPSF在适当条件下的稳定性。
但UPSF在多节段融合手术中的应用仍然存在一定争议。YüCESOY等[62]基于成人尸体标本研究了UPSF在双节段融合中的生物力学特性，结果表明UPSF在双节段融合中提供的稳定性显著低于BPSF，尤其体现在轴向旋转与侧屈的应力分布方面。这一研究结果的矛盾性可能源自不同生物力学模型间的差异，尸体标本模型与有限元模拟模型之间的差异可能导致应力分布和力学行为的不同表现，而手术技术变量如融合器类型、螺钉角度等也可能在UPSF与BPSF的生物力学稳定性比较中起到重要作用。对于多节段融合手术而言，固定节段数量的增加可能要求更高的内固定强度，而这也可能是导致UPSF在多节段融合中生物力学稳定性较低的原因之一。所以UPSF在多节段复杂病变中的生物力学稳定性仍需进一步研究与验证，进一步的生物力学研究应考虑的因素包括尸体标本与有限元模拟模型的差异、固定节段数量、螺钉角度调整及融合器设计优化等，以便于提供更为全面的解释和解决方案。结合这些因素，有望为UPSF在多节段融合手术中的应用提供更为合理的生物力学解释并减少争议，从而促进其临床应用的进一步发展。
UPSF在单节段与双节段腰椎融合术中的生物力学稳定性已得到广泛验证，其在降低术后并发症及减少邻近节段退变风险方面的优势尤为突出，但UPSF在复杂融合手术中的适用性仍需进一步的生物力学研究与高质量临床试验予以证实。未来研究应进一步优化UPSF的固定结构设计，并结合患者个体化的病理特征，促进其在复杂融合手术中的广泛应用。
2.4 临床应用
2.4.1 临床疗效 腰椎退行性疾病严重影响中老年患者的生活质量，保守治疗无效时常需要通过手术干预。腰椎融合术联合UPSF作为一种微创手术方式，其围术期表现及术后长期疗效已在多项研究中得到验证。CHENG等[54]在一项前瞻性随机研究中，纳入了48例腰椎椎管狭窄症患者，比较了腰椎融合术联合UPSF与BPSF在术后2年的临床及影像学结果，研究结果显示两组患者的疼痛目测类比评分及Oswestry功能障碍指数均显著改善，且椎间隙高度、椎间孔高度及节段性前凸角度的恢复效果相似(均P > 0.05)，但BPSF组的手术时间及术中失血量均显著高于UPSF组(均P < 0.05)。而YANG等[57]在对66例单节段腰椎退行性疾病患者的研究中发现UPSF组与BPSF组在术后目测类比评分及Oswestry功能障碍指数的改善方面无显著性差异(均P > 0.05)，但UPSF组的手术时间与术中失血量分别减少了约24%和18%(均P < 0.05)。XUE等[58]开展的一项平均随访25.3个月的前瞻性随机研究表明，UPSF组在围术期表现方面优于BPSF组，而两组在总融合率、螺钉故障率及并发症发生率方面无显著性差异(均P > 0.05)。并且SUK等[65]在一项针对87例腰椎退行性疾病患者的研究中进一步验证了单侧固定的临床可行性，研究结果显示UPSF组在手术时间、住院时间及医疗费用方面均优于BPSF组(均P < 0.05)，而两组在融合率、临床满意度及并发症发生率方面差异无显著性意义(均P > 0.05)。其他多项研究也表明UPSF在缓解症状、促进椎间融合及降低术后并发症方面的效果与BPSF相当，同时显著减少了手术创伤及术后恢复时间[18，66-70]。
近些年的临床研究大多只进行了术后短期效果随访(如2年随访)，但对于术后长期疗效的研究仍相对缺乏，尤其是腰椎融合术联合UPSF术后的长期并发症包括螺钉松动、融合器沉降等尚未得到充分的关注。虽已有研究表明短期内UPSF组与BPSF组在疼痛缓解、功能改善等方面相似，但由于缺乏长期随访数据，关于这些手术的耐久性和长期并发症的分析仍不充分。所以未来的研究需要填补这一空白，重点关注长期并发症及手术耐久性，尤其是在骨质疏松、术后邻近节段退变等高风险患者群体中的表现。并且尽管上述研究肯定了腰椎融合术联合UPSF在腰椎退行性疾病治疗中的临床价值，但其在复杂病变中的安全性及疗效仍需通过更多高质量的随机对照研究加以验证。
2.4.2 优势与局限性 腰椎融合术联合UPSF作为一种新兴的内固定技术，在腰椎退行性疾病的治疗中展现出显著的微创优势(表1)。UPSF与传统的BPSF相比，明显缩短了手术时间和减少了术中出血量和透视次数，进而降低了围术期的风险。而且UPSF具有创伤较小的特点，可有效减少术后疼痛和软组织损伤，以便于加快患者的术后康复过程和缩短住院时间，并降低综合医疗费用。这些特点不仅使UPSF符合现代微创手术理念，同时为部分高龄患者或伴有基础疾病的患者提供了更为安全的治疗选择。UPSF还能通过降低内固定强度有助于减轻融合节段对邻近节段的应力集中，这有利于降低邻近节段退变的发生率。并且UPSF通过保留对侧正常的脊柱解剖结构，在维持脊柱稳定性与运动功能方面展现出独特优势，并且其生物力学性能能够满足单节段及部分双节段融合的临床应用需求。
但UPSF的局限性同样需要引起重视(表1)。UPSF在抗轴向扭转和侧屈应力方面的性能略低于BPSF，这种非对称固定的特性导致其在多节段融合或复杂病变患者中表现出一定的生物力学劣势。研究发现腰椎融合术联合UPSF的术后融合器沉降率高于BPSF，这可能对术后脊柱稳定性产生潜在的不利影响，尤其是在骨质疏松或椎间盘高度显著丧失的患者中表现更为显著。UPSF的适应证相对较为局限，主要适用于单节段或特定双节段的病变包括轻度腰椎滑脱、腰椎椎管狭窄或退行性椎间盘突出，但对于中度及以上的滑脱、多节段退变性侧弯或严重不稳定病变患者，BPSF可能仍是更优选择。
2.4.3 适应证与禁忌证 在腰椎退行性疾病的治疗中，由于微创的特性、较短的手术时间以及优良的临床效果，腰椎融合术联合UPSF已经逐渐开始在临床上普及。该术式对病例选择的要求较为严格，合理掌握其适应证与禁忌证对于手术的成功实施以及患者的长期预后具有关键意义(表2)。
根据现有研究及临床经验，腰椎融合术联合UPSF适用于以下情况：单侧或双侧症状的腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症、复发性腰椎间盘突出症、单节段或双节段的退行性腰椎病变，以及Ⅰ度以内的腰椎滑脱或腰椎不稳。在这些适应证中，患者的病变范围与脊柱稳定性要求相对有限，能够在UPSF提供的生物力学稳定性范围内实现理想的手术疗效及脊柱功能恢复。但对于中重度骨质疏松的患者(依据WHO标准：T值≤-2.5为骨质疏松，T值介于-1.0至-2.5为骨量减少)特别是T值≤-2.5的患者，由于椎体骨质量下降，UPSF可能无法提供足够的固定强度和融合效果，因此被视为禁忌证。对于存在腰椎峡部裂、Ⅱ度及以上退变性滑脱、多节段退变性侧弯伴腰椎不稳，以及对侧解剖结构缺损或不完整的患者，因固定强度不足，UPSF同样被视为禁忌证。 腰椎融合术联合UPSF在适应证范围内展现出诸多显著优势，包括减少术中失血量、降低术后疼痛及软组织损伤、缩短住院时间，并显著降低邻近节段退变的发生率。未来的研究应重点关注优化UPSF的生物力学设计，可结合微创技术(如机器人导航与全内镜技术)以进一步提升其精准性与安全性，也应通过多中心大样本的随机对照研究进一步验证其长期疗效及复杂病例中的应用潜力，促进该术式在腰椎退行性疾病治疗中的广泛应用，为患者提供更为个性化且高效的治疗方案。
2.1.1 腰椎的结构和功能 腰椎是脊柱下部的重要组成部分，位于胸椎与骶椎之间，由5块椎体(L1-L5)及其相关的椎间盘、韧带、关节，以及周围的肌肉和筋膜共同构成[25-26](图4)。腰椎具有独特的解剖学特点，呈肾形的椎体较大且宽厚[27]，这一解剖特征为腰椎承载上半身质量提供了良好的结构支持，并在日常活动中发挥支撑和稳定的作用。而位于椎体之间的椎间盘，其解剖结构由髓核、纤维环和软骨终板组成，具有缓冲负重、减震和分散应力的功能[28]。
腰椎主要具有前屈、后伸、侧屈及旋转等运动功能[29-31]，尽管它的运动幅度小于颈椎，但腰椎的承重能力与稳定性更为突出[32-33]。腰椎的承重能力与稳定性依赖于多种结构的协调作用，主要包括椎间盘的弹性功能、椎体关节间的机械锁定、强大的韧带系统(如前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘上韧带、棘间韧带等)以及附着于腰椎的多种肌群(如竖脊肌、多裂肌等)[26，29]，这些结构相互协作，共同维持了腰椎的机械强度，同时赋予其一定的灵活性。
腰椎区域的神经结构复杂，主要包含马尾神经在内的多条神经根，这些神经根对下肢的感觉与运动功能以及膀胱和直肠的自主功能调节具有重要作用[26，34]。但长期的机械负荷、创伤以及老化所引起的退行性改变等因素易导致腰椎结构异常，并进一步加速腰椎退行性疾病的发生与发展[35-36]。
2.1.2 腰椎退行性疾病的病因病理和治疗现状 腰椎退行性疾病多发生于中老年人群，是以腰椎结构退行性改变为主要病理特征的脊柱疾病。目前腰椎退行性疾病的具体病因及其发病机制仍未完全阐明，学界普遍认为腰椎退行性疾病的发生是多种因素如遗传、年龄相关的椎间盘退变、长期的机械负荷以及创伤等综合作用的结果，其中遗传因素被认为是最重要的危险因素[37-38]。在病理层面，腰椎退行性疾病的主要特征是椎间盘退变、椎间隙狭窄、黄韧带肥厚以及关节突增生，这些病理改变共同导致腰椎稳定性下降，并可能诱发神经根受压及脊柱不稳。在临床表现方面，腰椎退行性疾病患者的主要症状通常以慢性腰背痛为主，并常伴随神经根性症状例如坐骨神经痛、下肢麻木或间歇性跛行等。症状严重的患者可能出现下肢无力或步态异常等表现，这些症状会显著降低患者的生活质量。
腰椎退行性疾病的治疗策略主要包括保守治疗和手术治疗[39-40]。对于症状轻微的患者常采用药物治疗、物理疗法以及生活方式干预等措施，而对于症状较为严重或长期保守治疗无效的患者则常需要进行手术干预。腰椎融合术已成为腰椎退行性疾病手术治疗的主要方式，在缓解神经压迫、恢复椎间隙高度以及重建脊柱稳定性方面表现出显著的治疗效果[14-15，41]。近年来微创技术的应用显著降低了手术创伤，并为患者提供了更加优化的治疗选择。
2.2 腰椎融合术联合单侧椎弓根螺钉固定的发展历程
2.2.1 腰椎融合术临床应用历程 腰椎融合术由HIBBS[42]于1911年首次提出，现在已逐渐发展为治疗腰椎退行性疾病的金标准。1952年，CLOWARD[43]提出了经后路腰椎融合术(posterior lumbar interbody fusion，PLIF)，该术式在改善神经松解效果和恢复脊柱稳定性方面表现良好，但由于手术创伤较大，其应用增加了术后腰椎肌肉萎缩及并发症的风险。为改善经后路腰椎融合术的不足，HARMS等[44]于1991年提出了经椎间孔腰椎融合术(transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF)。与经后路腰椎融合术不同，经椎间孔腰椎融合术通过椎间孔入路，显著降低了神经及硬膜囊损伤的风险，同时保留了更多脊柱后方骨性结构，从而减少了术后并发症的发生率。研究表明经椎间孔腰椎融合术在临床疗效方面与经后路腰椎融合术无显著差异，但在手术时间、术中出血量及术后恢复速度等方面优于经后路腰椎融合术[45-46]。然而传统经椎间孔腰椎融合术由于术中对椎旁肌的过度牵拉，容易导致术后腰痛以及椎旁肌功能障碍。WILTSE等提出了椎旁肌间隙单侧入路经椎间孔腰椎融合术，该术式通过肌间隙进入，避免了肌肉剥离与损伤，从而显著降低了术后腰痛的发生率[47]。
2002年，FOLEY等[48]在引入微创技术后，提出了微创经椎间孔腰椎融合术，该技术通过管状扩张器减小对脊柱后方结构的损伤，进一步减少术中失血和术后疼痛，并显著缩短住院时间。近年来，随着脊柱内镜技术的不断发展，经皮内镜下经椎间孔腰椎融合术及全内镜下腰椎融合术相继被提出，并进一步减少了术中创伤[49-50]。
研究发现经皮内镜下经椎间孔腰椎融合术与微创经椎间孔腰椎融合术在中长期疗效方面无显著差异，但在手术时间及术后恢复时间上表现出显著的缩短[51-52]。全内镜下腰椎融合术在此基础上实现了全程内镜化操作，为未来微创技术的发展提供了更多潜在可能性。在过去30余年的发展中，腰椎融合术已衍生出多种改良术式。但这些术式大多依赖于内固定手段的辅助，且当前高质量的前瞻性随机研究仍然有限，故其长期临床疗效尚需进一步验证。
2.2.2 UPSF的引入与应用 随着腰椎融合术在腰椎退行性疾病治疗中的广泛应用，BPSF长期以来被认为是标准的内固定术式。但BPSF存在多种局限性，包括手术创伤较大、手术时间较长、术中出血量较多，尤其是术后邻近节段退变发生风险较高[53-54]，这些局限性促使临床实践逐渐探索更为微创的固定技术。UPSF作为一种新兴的固定方式，最早由KABINS等[55]在1992年首次报道。该术式旨在减少传统BPSF引起的手术创伤及相关并发症，同时尽可能获得与BPSF相似的生物力学稳定性和临床疗效[17，56]。UPSF能够实现与BPSF接近的融合效果，同时通过降低内固定强度，有助于避免融合阶段因过强固定导致的邻近节段退变。UPSF在腰椎融合术中的应用进一步增强了腰椎融合手术的微创性，腰椎融合术联合UPSF在手术时间及术中出血量方面表现出显著的优势。YANG等[57]的研究显示UPSF组患者的平均手术时间及术中失血量分别减少了20%-30%，并且UPSF能够保留对侧正常的脊柱结构，尤其是减少了对椎旁肌肉及韧带的损伤。研究表明其术后疼痛评分(目测类比评分)显著低于BPSF，且患者术后活动能力恢复更为迅速[58]。UPSF还能通过适度降低内固定强度，有效减少融合节段相邻椎体的生物力学应力，从而显著降低术后邻近节段退变的发生率，KIM等[59]的生物力学研究进一步证实了这一结论。所以腰椎融合术作为治疗腰椎退行性疾病的常用手术方式，通过联合UPSF，不仅能够有效缓解神经压迫和重建脊柱稳定性，还可以显著减少手术时间、术中出血量及术后并发症的发生率。
2.2.3 UPSF的创新性与多学科融合前景 近年来，UPSF作为一种新兴的固定方式，凭借其独特的生物力学性能和微创优势，已逐渐成为治疗腰椎退行性疾病的重要技术之一。UPSF的核心创新是通过单侧固定实现了微创化与生物力学稳定性的平衡。相较于传统的BPSF，UPSF显著减少了手术创伤和缩短了手术时间，并最大程度地保留了正常脊柱结构，尤其是椎旁肌和韧带，从而降低了术后软组织损伤和邻近节段退变的发生风险。从固定方式来看，UPSF使用非对称的单侧固定，一边有效分散负荷、避免应力集中，一边减少了对对侧结构的干扰，提升了术后的功能恢复与舒适度。而轻质且具良好生物相容性的钛合金螺钉是UPSF术中常用的材料，它兼具足够的力学支持和较低的术后排异风险，进一步提高了患者术后恢复质量。
随着技术的不断发展， UPSF手术与多学科新兴技术的融合也逐渐被人们所关注，并展现出广阔的临床应用前景。机器人导航技术的引入使UPSF在术前规划和术中操作方面更加精准，该技术通过三维建模与实时导航系统，可显著降低螺钉置入误差，尤其在解剖结构复杂或存在畸形的患者中表现出更高的安全性和有效性。而全内镜技术的应用进一步增强了UPSF手术的微创优势，通过更小的手术通道和可视化操作，全内镜UPSF手术在减少软组织牵拉、降低术后疼痛以及缩短恢复时间方面具有明显优势，特别适用于翻修手术或存在局部解剖粘连的复杂病例。并且3D打印融合器和人工智能术前规划系统的结合也为UPSF提供了个性化治疗的新方向，3D打印融合器可根据患者解剖结构定制尺寸和形状，优化椎间稳定性与融合效果；人工智能则可整合影像学数据与临床信息，自动生成优化的手术路径与固定方案，提升术中决策的科学性与效率。所以UPSF在微创理念、生物力学性能以及材料选择等方面具有显著创新。UPSF与机器人导航、全内镜技术、3D打印、人工智能等前沿技术的融合，正逐步推动其向更高精准度、更强个体化和更广适应证的方向发展，并展现出极大的临床推广潜力和科研价值。
2.2.4 UPSF手术技术的学习曲线与培训策略 UPSF手术在成功和推广过程中起重要作用的是术者的经验和设备条件。相较于传统的BPSF手术，UPSF技术具有较高的微创要求，术者的熟练程度和手术技巧直接影响手术的效果。手术时间和并发症发生率通常随着病例积累而逐步下降，研究表明随着手术经验的积累，术者的操作熟练度逐渐提高和手术时间逐步稳定后，术中出血量也会逐渐下降。邹海波等[60]报道单侧固定组手术时间基本上与病例数保持较好的拟合关系，而术中出血量具有显著变化，前14例患者的术中出血量为(227.14±87.74) mL，后13例患者为(134.61±82.01) mL，差异有显著性意义(t=2.825，P=0.009)，所以手术时间和患者恢复的变化趋势与手术经验密切相关。为了提高UPSF的推广效率，建议对术者进行规范化培训并引入标准化的操作流程，确保术者能够在较短时间内掌握相关技术并减少操作误差。标准化操作流程应包括术前准备、手术入路、螺钉固定及术后管理等环节，确保操作的规范性和一致性。并建议开展相关培训课程及模拟手术实践，帮助术者在安全、有效的环境下掌握技术，进一步促进UPSF的临床推广。
2.3 生物力学 任何固定方式在腰椎融合术中的广泛临床应用，均需首先通过生物力学研究验证其可行性与安全性。传统研究表明腰椎融合术联合BPSF能够为融合节段提供较高的生物力学稳定性[61-62]。尽管BPSF在稳定性方面表现优越，其较大的手术创伤和邻近节段退变的风险使得UPSF成为一种有吸引力的替代方案。SAINI等[61]通过有限元模型对TLIF和PLIF联合UPSF或BPSF的生物力学特性进行了研究，结果显示BPSF在屈曲、伸展、侧屈及轴向旋转等运动模式中表现出优于UPSF的稳定性，但这种稳定性是以更大的手术创伤为代价的，且过度坚固的内固定可能促进邻近节段退变的发生。
大量研究表明，UPSF在单节段和双节段腰椎融合术中能提供足够的生物力学稳定性，并明显减小手术创伤[20，59，63-64](图5)。LI等[63]通过小牛腰椎模型对UPSF与BPSF的生物力学性能进行了系统对比研究，结果显示UPSF在轴向旋转与屈曲稳定性方面略低于BPSF，但在减少融合节段应变不对称性及降低应力集中方面表现优于传统双侧固定。而KIM等[59]的研究表明在单节段腰椎融合术中，在屈曲和伸展力矩下，与BPSF组相比UPSF组导致融合后相邻节段运动范围增加减少约50%；在拉伸和扭转力矩下，UPSF组的运动范围仍分别为47.8%和77.7%，比BPSF组16.0%和50.5%的运动范围更高；并且UPSF组模型明显降低了在屈曲、伸展、扭转和侧弯力矩下相邻L2-3节段增加的对纤维环的最大von Mises应力。这些结果都表明UPSF能够明显降低邻近节段的生物力学应力，对于减少邻近节段退变的风险具有重要意义[59]。进一步研究表明UPSF的固定稳定性与融合器的设计及配置密切相关。CHEN等[20]基于猪腰椎模型验证了UPSF结合双融合器的生物力学性能，结果表明这种组合方式在屈曲、侧屈及轴向旋转中可获得接近BPSF的稳定性。DU等[64]的研究显示通过优化融合器的高度与位置，UPSF在单节段腰椎融合中的生物力学表现甚至可达到BPSF的水平。而AMBATI等[16]基于有限元模型研究了UPSF与BPSF结合不同形状融合器的生物力学性能，进一步验证了UPSF在适当条件下的稳定性。
但UPSF在多节段融合手术中的应用仍然存在一定争议。YüCESOY等[62]基于成人尸体标本研究了UPSF在双节段融合中的生物力学特性，结果表明UPSF在双节段融合中提供的稳定性显著低于BPSF，尤其体现在轴向旋转与侧屈的应力分布方面。这一研究结果的矛盾性可能源自不同生物力学模型间的差异，尸体标本模型与有限元模拟模型之间的差异可能导致应力分布和力学行为的不同表现，而手术技术变量如融合器类型、螺钉角度等也可能在UPSF与BPSF的生物力学稳定性比较中起到重要作用。对于多节段融合手术而言，固定节段数量的增加可能要求更高的内固定强度，而这也可能是导致UPSF在多节段融合中生物力学稳定性较低的原因之一。所以UPSF在多节段复杂病变中的生物力学稳定性仍需进一步研究与验证，进一步的生物力学研究应考虑的因素包括尸体标本与有限元模拟模型的差异、固定节段数量、螺钉角度调整及融合器设计优化等，以便于提供更为全面的解释和解决方案。结合这些因素，有望为UPSF在多节段融合手术中的应用提供更为合理的生物力学解释并减少争议，从而促进其临床应用的进一步发展。
UPSF在单节段与双节段腰椎融合术中的生物力学稳定性已得到广泛验证，其在降低术后并发症及减少邻近节段退变风险方面的优势尤为突出，但UPSF在复杂融合手术中的适用性仍需进一步的生物力学研究与高质量临床试验予以证实。未来研究应进一步优化UPSF的固定结构设计，并结合患者个体化的病理特征，促进其在复杂融合手术中的广泛应用。
2.4 临床应用
2.4.1 临床疗效 腰椎退行性疾病严重影响中老年患者的生活质量，保守治疗无效时常需要通过手术干预。腰椎融合术联合UPSF作为一种微创手术方式，其围术期表现及术后长期疗效已在多项研究中得到验证。CHENG等[54]在一项前瞻性随机研究中，纳入了48例腰椎椎管狭窄症患者，比较了腰椎融合术联合UPSF与BPSF在术后2年的临床及影像学结果，研究结果显示两组患者的疼痛目测类比评分及Oswestry功能障碍指数均显著改善，且椎间隙高度、椎间孔高度及节段性前凸角度的恢复效果相似(均P > 0.05)，但BPSF组的手术时间及术中失血量均显著高于UPSF组(均P < 0.05)。而YANG等[57]在对66例单节段腰椎退行性疾病患者的研究中发现UPSF组与BPSF组在术后目测类比评分及Oswestry功能障碍指数的改善方面无显著性差异(均P > 0.05)，但UPSF组的手术时间与术中失血量分别减少了约24%和18%(均P < 0.05)。XUE等[58]开展的一项平均随访25.3个月的前瞻性随机研究表明，UPSF组在围术期表现方面优于BPSF组，而两组在总融合率、螺钉故障率及并发症发生率方面无显著性差异(均P > 0.05)。并且SUK等[65]在一项针对87例腰椎退行性疾病患者的研究中进一步验证了单侧固定的临床可行性，研究结果显示UPSF组在手术时间、住院时间及医疗费用方面均优于BPSF组(均P < 0.05)，而两组在融合率、临床满意度及并发症发生率方面差异无显著性意义(均P > 0.05)。其他多项研究也表明UPSF在缓解症状、促进椎间融合及降低术后并发症方面的效果与BPSF相当，同时显著减少了手术创伤及术后恢复时间[18，66-70]。
近些年的临床研究大多只进行了术后短期效果随访(如2年随访)，但对于术后长期疗效的研究仍相对缺乏，尤其是腰椎融合术联合UPSF术后的长期并发症包括螺钉松动、融合器沉降等尚未得到充分的关注。虽已有研究表明短期内UPSF组与BPSF组在疼痛缓解、功能改善等方面相似，但由于缺乏长期随访数据，关于这些手术的耐久性和长期并发症的分析仍不充分。所以未来的研究需要填补这一空白，重点关注长期并发症及手术耐久性，尤其是在骨质疏松、术后邻近节段退变等高风险患者群体中的表现。并且尽管上述研究肯定了腰椎融合术联合UPSF在腰椎退行性疾病治疗中的临床价值，但其在复杂病变中的安全性及疗效仍需通过更多高质量的随机对照研究加以验证。
2.4.2 优势与局限性 腰椎融合术联合UPSF作为一种新兴的内固定技术，在腰椎退行性疾病的治疗中展现出显著的微创优势(表1)。UPSF与传统的BPSF相比，明显缩短了手术时间和减少了术中出血量和透视次数，进而降低了围术期的风险。而且UPSF具有创伤较小的特点，可有效减少术后疼痛和软组织损伤，以便于加快患者的术后康复过程和缩短住院时间，并降低综合医疗费用。这些特点不仅使UPSF符合现代微创手术理念，同时为部分高龄患者或伴有基础疾病的患者提供了更为安全的治疗选择。UPSF还能通过降低内固定强度有助于减轻融合节段对邻近节段的应力集中，这有利于降低邻近节段退变的发生率。并且UPSF通过保留对侧正常的脊柱解剖结构，在维持脊柱稳定性与运动功能方面展现出独特优势，并且其生物力学性能能够满足单节段及部分双节段融合的临床应用需求。
但UPSF的局限性同样需要引起重视(表1)。UPSF在抗轴向扭转和侧屈应力方面的性能略低于BPSF，这种非对称固定的特性导致其在多节段融合或复杂病变患者中表现出一定的生物力学劣势。研究发现腰椎融合术联合UPSF的术后融合器沉降率高于BPSF，这可能对术后脊柱稳定性产生潜在的不利影响，尤其是在骨质疏松或椎间盘高度显著丧失的患者中表现更为显著。UPSF的适应证相对较为局限，主要适用于单节段或特定双节段的病变包括轻度腰椎滑脱、腰椎椎管狭窄或退行性椎间盘突出，但对于中度及以上的滑脱、多节段退变性侧弯或严重不稳定病变患者，BPSF可能仍是更优选择。
2.4.3 适应证与禁忌证 在腰椎退行性疾病的治疗中，由于微创的特性、较短的手术时间以及优良的临床效果，腰椎融合术联合UPSF已经逐渐开始在临床上普及。该术式对病例选择的要求较为严格，合理掌握其适应证与禁忌证对于手术的成功实施以及患者的长期预后具有关键意义(表2)。
根据现有研究及临床经验，腰椎融合术联合UPSF适用于以下情况：单侧或双侧症状的腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症、复发性腰椎间盘突出症、单节段或双节段的退行性腰椎病变，以及Ⅰ度以内的腰椎滑脱或腰椎不稳。在这些适应证中，患者的病变范围与脊柱稳定性要求相对有限，能够在UPSF提供的生物力学稳定性范围内实现理想的手术疗效及脊柱功能恢复。但对于中重度骨质疏松的患者(依据WHO标准：T值≤-2.5为骨质疏松，T值介于-1.0至-2.5为骨量减少)特别是T值≤-2.5的患者，由于椎体骨质量下降，UPSF可能无法提供足够的固定强度和融合效果，因此被视为禁忌证。对于存在腰椎峡部裂、Ⅱ度及以上退变性滑脱、多节段退变性侧弯伴腰椎不稳，以及对侧解剖结构缺损或不完整的患者，因固定强度不足，UPSF同样被视为禁忌证。 腰椎融合术联合UPSF在适应证范围内展现出诸多显著优势，包括减少术中失血量、降低术后疼痛及软组织损伤、缩短住院时间，并显著降低邻近节段退变的发生率。未来的研究应重点关注优化UPSF的生物力学设计，可结合微创技术(如机器人导航与全内镜技术)以进一步提升其精准性与安全性，也应通过多中心大样本的随机对照研究进一步验证其长期疗效及复杂病例中的应用潜力，促进该术式在腰椎退行性疾病治疗中的广泛应用，为患者提供更为个性化且高效的治疗方案。
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| [15] | 赵金港, 刘利平, 陈建伟, . 腰椎融合与人工椎间盘置换比较的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 553-560. |
腰椎退行性疾病是一种中老年人常见疾病，并与年龄具有相关性，临床表现主要为腰背部疼痛和下肢功能障碍。腰椎退行性疾病主要分为腰椎间盘突出、腰椎管狭窄症、腰椎滑脱、退行性脊柱侧弯及退行性腰椎不稳等类型[1-2]。现有数据表明在腰椎退行性疾病的发生发展过程中，遗传学因素和环境条件均产生重要影响，尤为突出的是遗传易感性，已被多数学者视为关键影响因素[3-4]。据流行病学调查显示，全球成年人群中约3.6%个体存在不同程度的腰椎退行性疾病表现[5]。研究数据表明，伴随社会老龄化进程加速，腰椎退行性疾病的发病率呈现逐年递增态势，已成为中老年群体腰腿疼痛症状的首要致病因由之一[6-7]，这一现状不仅严重损害患者的日常生活能力水平，同时对社会医疗保障体系造成沉重经济压力。开展腰椎退行性疾病早期干预措施与规范治疗方案研究，对于提升中老年人群生活质量具有重大公共卫生价值。
保守途径和手术干预是临床上腰椎退行性疾病治疗的两种主要方式[8]。症状较轻、经休息可缓解或因身体状况无法接受手术的患者，临床上常采用保守途径如药物治疗、中医干预等方式缓解症状、减轻患者痛苦。而对于保守途径效果欠佳或伴有神经受压的病例，得益于微创技术的持续发展，手术干预正经历着从传统开放性操作向精细化、低创伤性的微创方式过渡，微创手术现今已发展成为腰椎退行性疾病治疗体系中的关键组成部分[9-11]。与传统术式相比，微创技术进一步减小了手术创伤，不仅减轻了患者的术后痛苦、缩短了康复周期，还降低了并发症风险，这一优势特别是在老年患者或合并多种基础疾病的高风险人群中尤为突出[12-13]。手术技术的持续改进使得治疗方案个体化趋势增强，能够根据患者具体情况提供更精准、安全的干预，从而有效提升疗效并改善生活质量。
现今腰椎融合术联合双侧椎弓根螺钉固定(bilateral pedicle screw fixation，BPSF)是临床上广泛应用于治疗腰椎退行性疾病的手术方法[14-16]，但是BPSF存在手术操作时间较长、创伤较大及出血量多等局限性，且BPSF术后过高的内固定强度易导致出现邻近节段退变[17-19](图1)。近年来，越来越多的研究发现单侧椎弓根螺钉固定(unilateral pedicle screw fixation，UPSF)可提供与BPSF相似的生物力学性能和临床疗效[17-18，20-22]。腰椎融合术联合UPSF可通过微创技术将手术操作更加精细化，减少了对脊柱和软组织的损伤，不仅能够提供与传统BPSF相似的生物力学稳定性，而且显著减少了手术时间和术中失血量，术后并发症的发生率也明显降
低[23-24]。微创技术的进一步应用有助于加速患者康复、缩短住院时间和减少医疗费用。腰椎融合术联合UPSF已成为一种新型手术方式并在临床实践中得到广泛应用。
此文综述了近年来关于腰椎融合术联合UPSF的研究进展，归纳了腰椎融合术联合UPSF的生物力学与临床研究成果，且进一步总结了其适应证与禁忌证，希望为腰椎融合术联合UPSF在腰椎退行性疾病治疗中的临床应用提供更多的参考依据。
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
保守途径和手术干预是临床上腰椎退行性疾病治疗的两种主要方式[8]。症状较轻、经休息可缓解或因身体状况无法接受手术的患者，临床上常采用保守途径如药物治疗、中医干预等方式缓解症状、减轻患者痛苦。而对于保守途径效果欠佳或伴有神经受压的病例，得益于微创技术的持续发展，手术干预正经历着从传统开放性操作向精细化、低创伤性的微创方式过渡，微创手术现今已发展成为腰椎退行性疾病治疗体系中的关键组成部分[9-11]。与传统术式相比，微创技术进一步减小了手术创伤，不仅减轻了患者的术后痛苦、缩短了康复周期，还降低了并发症风险，这一优势特别是在老年患者或合并多种基础疾病的高风险人群中尤为突出[12-13]。手术技术的持续改进使得治疗方案个体化趋势增强，能够根据患者具体情况提供更精准、安全的干预，从而有效提升疗效并改善生活质量。
现今腰椎融合术联合双侧椎弓根螺钉固定(bilateral pedicle screw fixation，BPSF)是临床上广泛应用于治疗腰椎退行性疾病的手术方法[14-16]，但是BPSF存在手术操作时间较长、创伤较大及出血量多等局限性，且BPSF术后过高的内固定强度易导致出现邻近节段退变[17-19](图1)。近年来，越来越多的研究发现单侧椎弓根螺钉固定(unilateral pedicle screw fixation，UPSF)可提供与BPSF相似的生物力学性能和临床疗效[17-18，20-22]。腰椎融合术联合UPSF可通过微创技术将手术操作更加精细化，减少了对脊柱和软组织的损伤，不仅能够提供与传统BPSF相似的生物力学稳定性，而且显著减少了手术时间和术中失血量，术后并发症的发生率也明显降
低[23-24]。微创技术的进一步应用有助于加速患者康复、缩短住院时间和减少医疗费用。腰椎融合术联合UPSF已成为一种新型手术方式并在临床实践中得到广泛应用。
此文综述了近年来关于腰椎融合术联合UPSF的研究进展，归纳了腰椎融合术联合UPSF的生物力学与临床研究成果，且进一步总结了其适应证与禁忌证，希望为腰椎融合术联合UPSF在腰椎退行性疾病治疗中的临床应用提供更多的参考依据。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
1.1 资料来源
1.1.1 检索人及检索时间 主要由第一作者在2025年1月检索。
1.1.2 检索文献时限 检索时间范围重点为2010年1月至2025年1月， 同时纳入少数远期经典及特别相关文献。
1.1.3 检索数据库 中国知网和PubMed数据库。
1.1.4 检索词 以“腰椎融合术，单侧固定，双侧固定，生物力学，腰椎退行性疾病” 为中文检索词，以“lumbar fusion，unilateral fixation，bilateral fixation，biomechanics，degenerative disease of the lumbar spine” 为英文检索词，分别进行中英文文献检索。
1.1.5 检索文献类型 研究原著、综述及荟萃分析。
1.1.6 手工检索情况 无。
1.1.7 检索策略 以PubMed数据库检索策略为例，见图2。
1.2 入组标准
1.2.1 纳入标准 腰椎融合术、单侧固定、双侧固定治疗腰椎退行性疾病的相关研究。
1.2.2 排除标准 文献内容与主题无关的文章和重复研究。
1.1.1 检索人及检索时间 主要由第一作者在2025年1月检索。
1.1.2 检索文献时限 检索时间范围重点为2010年1月至2025年1月， 同时纳入少数远期经典及特别相关文献。
1.1.3 检索数据库 中国知网和PubMed数据库。
1.1.4 检索词 以“腰椎融合术，单侧固定，双侧固定，生物力学，腰椎退行性疾病” 为中文检索词，以“lumbar fusion，unilateral fixation，bilateral fixation，biomechanics，degenerative disease of the lumbar spine” 为英文检索词，分别进行中英文文献检索。
1.1.5 检索文献类型 研究原著、综述及荟萃分析。
1.1.6 手工检索情况 无。
1.1.7 检索策略 以PubMed数据库检索策略为例，见图2。
1.2 入组标准
1.2.1 纳入标准 腰椎融合术、单侧固定、双侧固定治疗腰椎退行性疾病的相关研究。
1.2.2 排除标准 文献内容与主题无关的文章和重复研究。
1.3 文献质量评估和数据提取 在1 536篇文献中，英文761篇，中文775篇。排除重复文献以及与主题相关性低的文献，结合手工检索及远期的经典文献，最终纳入70篇文献进行综述分析，其中PubMed数据库65篇，中国知网5篇，见图3。
作为治疗腰椎退行性疾病的主要方法之一，腰椎融合术在临床应用中取得了显著进展。UPSF的引入为腰椎融合术的微创化发展及疗效优化提供了新的方向，研究表明与传统的BPSF相比，UPSF不仅能够维持相似的生物力学稳定性和临床疗效，还能显著降低手术创伤、缩短手术时间、减少术中失血量，并有效降低邻近节段退变的发生率。UPSF在保留生理解剖结构方面的优势，使其在单节段及部分双节段腰椎退行性疾病治疗中展现出卓越的临床效果。虽然UPSF在单节段及双节段腰椎融合术中的应用被广泛认可，但在多节段腰椎退行性疾病治疗中的效果仍存在争议。主要问题在于UPSF在抗扭转和侧屈应力方面表现略逊于BPSF，且在复杂病变中的稳定性和长期疗效尚需进一步验证，而且UPSF术后融合器沉降率较高，适应证范围较窄，限制了它在部分复杂病例中的应用。并且腰椎融合术联合UPSF在临床上虽取得显著成效，但大部分研究仍集中在术后短期效果而无长期随访数据。所以未来研究应关注长期疗效与并发症，特别是在5年以上的随访期内，重点研究螺钉松动、融合器沉降等问题。为确保结果的可靠性和普适性，可开展多中心和大样本的长期随访研究，进而验证腰椎融合术联合UPSF的耐久性、安全性及其对患者生活质量的长期影响。
未来的研究还应着重优化UPSF的生物力学设计和验证其长期疗效，尤其是通过大样本随机对照研究提供更多循证依据。随着微创技术的发展，结合机器人导航、内镜辅助和个性化手术规划等先进技术，手术创伤将进一步减少并提高治疗精准度和缩短恢复时间。微创手术的持续创新不但能提升治疗效果，还可以降低医疗成本并减轻患者术后痛苦。未来的研究可关注如何结合这些创新技术，根据患者的个体化需求选择合适的手术方案，以更好地发挥UPSF和BPSF各自的生物力学优势。在整合多学科创新理念与技术改进的同时，进一步拓展腰椎融合术联合UPSF在腰椎退行性疾病治疗中的应用前景，为患者提供更加精准、个性化的治疗方案。
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
未来的研究还应着重优化UPSF的生物力学设计和验证其长期疗效，尤其是通过大样本随机对照研究提供更多循证依据。随着微创技术的发展，结合机器人导航、内镜辅助和个性化手术规划等先进技术，手术创伤将进一步减少并提高治疗精准度和缩短恢复时间。微创手术的持续创新不但能提升治疗效果，还可以降低医疗成本并减轻患者术后痛苦。未来的研究可关注如何结合这些创新技术，根据患者的个体化需求选择合适的手术方案，以更好地发挥UPSF和BPSF各自的生物力学优势。在整合多学科创新理念与技术改进的同时，进一步拓展腰椎融合术联合UPSF在腰椎退行性疾病治疗中的应用前景，为患者提供更加精准、个性化的治疗方案。
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#br# 文题释义：
腰椎退行性疾病：指随着年龄增长，腰椎发生的退行性变化，主要表现为腰背痛和下肢功能障碍，常见类型包括腰椎间盘突出、腰椎管狭窄等。腰椎退行性疾病的发生与遗传和环境因素密切相关，尤其是遗传因素，该疾病不仅影响患者生活质量，还对患者家庭和社会经济造成负担。单侧椎弓根螺钉固定：是一种微创手术方式，通过在一侧固定椎弓根螺钉来治疗腰椎退行性疾病。与双侧固定相比，单侧椎弓根螺钉固定能有效减少手术创伤和恢复时间，并降低术后并发症，其优势在于减轻术后疼痛并降低邻近节段退变的风险。#br# #br#
这篇综述文章对腰椎退行性疾病治疗中的单侧椎弓根螺钉固定(UPSF)与双侧椎弓根螺钉固定(BPSF)进行了深入比较分析，并探讨了相关的生物力学特性及临床应用。文章的创新性体现在几个方面。首先，文章通过全面回顾了腰椎融合术的历史进展，特别是在微创技术的引入和单侧椎弓根螺钉固定的应用上。与传统的BPSF相比，UPSF的优势在于显著降低手术创伤，缩短手术时间，减少术中出血量，同时保持与BPSF相似的生物力学稳定性。这为腰椎退行性疾病的治疗提供了一种更安全、更高效的微创选择，特别适用于高危患者或伴有基础疾病的群体。其次，文章通过大量的临床研究数据，详细比较了UPSF与BPSF在手术时间、术中出血量、术后恢复等方面的差异。研究表明，UPSF在降低术后疼痛、加快恢复速度方面具有明显优势，这不仅能改善患者的生活质量，还能减轻社会和家庭的经济负担。这一创新点表明，UPSF不仅是一种治疗手段，更是推动脊柱外科微创技术发展的重要方向。此外，本文在讨论UPSF的适应证和禁忌证时，提出了更为精细化的手术指引，使得在临床实践中能够更加科学地选择患者。这不仅为医生提供了重要的参考依据，也有助于提高手术的安全性和疗效。综上所述，本文的创新之处在于通过系统性地回顾与总结现有文献，对单侧椎弓根螺钉固定在腰椎退行性疾病治疗中的应用提供了全面的分析，尤其是在微创技术的发展与优化方面。本文不仅具有较高的学术价值，也为未来相关研究的开展提供了宝贵的思路，并对临床实践中的治疗策略提出了有益的指导。#br# #br# 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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