曹 文，薛桂松

(天津市天和医院骨科，天津300050)

脊柱的动态是对于脊柱功能单位的力学限制，允许运动单元有选择的活动范围［1-4］。颈椎动态固定是采用动态钢板系统，旨在避免节段移位，通过加压达到限制运动。选择性加压可以促进椎间愈合，提高椎间融合率。在腰椎，后路动态系统可以提供节段的牵引而没有融合，或限制不稳定节段的运动。全人工椎间盘可以限制屈伸活动、旋转活动。相对于正常活动范围而言［5-8］，运动节段坚强固定可以导致邻近节段运动学发生改变，增加旋转中心区域以及盘内压力。限制性脊柱动态系统，包括颈椎、腰椎的全人工椎间盘，可以减少内固定系统对邻近节段的力学干扰［9］。邻近节段退变和节段运动学的改变之间的相关性，仍存在争议。但是，通过动态系统恢复邻近节段的运动态学、降低运动节段退变和病理变化的临床疗效的长期随访尚未被报道［10］。该文旨在提供关于颈、腰椎动态固定系统文献的回顾，评价其治疗效果。

1 颈椎

颈椎前路钢板不仅可以降低植骨块脱出、颈椎后凸、终板骨折，还可以提高颈椎前路多节段融合率［11，12］。多节段的坚强钢板是可以通过减少椎间隙而提高融合率［12］。但是，文献报道，对于超过2个节段的融合，运用内固定与不运用内固定的假关节形成率接近。颈椎前路坚强钢板可以防止节段沉降，降低椎间植骨的应力，导致植骨块与椎体之间缝隙的形成，从而导致融合失败［13］。颈椎动态融合钢板的设计，目的是实现轴向加压、限制水平线性移位。目前有3种主要类型在临床上应用，原理主要是通过万向轴螺钉或者钢板的轴向加压来实现植骨块的轴向加压［14］。颈椎动态板的生物力学优点，已通过基础科学试验得到验证。在一个颈5椎体切除的尸体标本模型上，Reidy等［15］比较了坚强固定和颈椎动态板的轴向压缩力。在植骨块尺寸大小合适的情况下，坚强内固定板承担23%的负荷，与之相比动态板为9%。运用动态板椎间植骨多分担23%的应力，此点证明了动态板增加了椎间植骨块的应力。当植骨块大小不理想时，虽然植骨块塌陷或者接触性骨溶解的发生率方面，两者相似，但是动态板导致植骨块水平剪切力增加以及后方附件应力极大增加。

关于颈椎动态钢板的临床证据仍然不是很明确。虽然文献支持动态钢板的纵向加压作用，但是动态钢板是否提高融合率或者改善临床疗效，仍缺乏有力证据。节段生理前曲的丢失、与邻近节段撞击的潜在风险，是颈椎动态钢板的明显不利因素。

2 腰椎

坚强的脊柱内固定装置，面临的是在治疗退变性脊柱疾病过程中融合率提高，但是临床疗效并未得到明显改善的尴尬局面。通过邻近节段椎间盘内压力的测量，坚强内固定确实增加了邻近节段的应力［16-20］。邻近节段应力增加在导致邻近节段退变机器退变性疾病中的作用仍未确定。邻近节段退变性疾病的发生率高达36%［21］。对于邻近节段退变和退变性疾病的关注，驱使动态或者半坚强固定得到了发展。随着颈椎内固定器械的发展，腰椎动态装置被设计成一个载荷分享装置，该装置不会增加邻近节段的应力，也能促进融合［22］。有部分动态装置也被用于非融合。

脊柱融合动态装置的强度由材料的选择及其纵向连接棒来决定。尽管坚强的不锈钢、钛合金常用语于脊柱内固定系统，但是半坚强固定却是选用聚醚醚酮(polyether-ether-ketone，PEEK)作为连接杆材料，或者选用镍钛诺(Nitinol)记忆合金、特殊的剪切棒(例如，ACCUflex)、带关节的棒、聚乙烯索(oynesys)等等。半坚强固定系统的优化力学特性尚未确定。PEEK材料是一种聚合物，曾被用于脊柱融合。PEEK材料的以下特性使它颇受欢迎:具有良好的生物相容性，优良的强度，几乎不会引起炎性反应，可以透过射线［23］。PEEK框架和椎间植骨块增加了椎间植骨块的载荷，相对钛棒后路结构而言，PEEK棒和椎间植骨块可以通过提高增加椎间融合的负载共享，从而增加了椎间植骨块的压应力。PEEK框架也减少了椎弓根螺钉与骨界面之间的应力，从而降低了椎弓根螺钉松动的风险。此外，应用PEEK材料的患者术后可以清楚看到融合骨痂。但是，目前还没有公开的临床资料显示融合率或者椎弓根松动影响临床疗效。

评价植入物功效的重要工具是对患者疗效的评价，也是代表植入器械的最重要的评价指标。Grob等［24］报道了接受动态固定的腰椎退变性疾病患者的2年随访结果。结果显示，50%的患者认为此项手术帮助了他们。历史文献中的相似手术适应证患者却采用融合术当将他们的结果与之相比，Grob的固定效果不佳。他们注意到19%的患者在短期随访中即需要再次手术。他们认为，在临床结果和同一或邻近节段需要进行翻修手术等方面，目前还没有证据支持动态固定优于坚强固定。

脊柱的半坚强固定，逐步被运用到脊柱融合术中，或者运用固定受累节段而不是融合。后路用于融合的最佳坚强固定系统，仍然存在争议。半坚强固定对邻近节段病理学影响的长期随访，可以评估半坚强固定是否可以防止邻近节段的退变。

3 创伤

脊柱的动态固定也可以应用于脊柱创伤，可以保护附件结构和促进骨折愈合。随着微创脊柱外科技术及对有限融合节段的亲睐，动态固定首次应用于胸椎创伤。脊柱融合，包括受累节段的上、下节段，是用于治疗脊柱骨折和脱位的重要而有用的技术手段［25，26］。前路、后路以及前后联合入路手术方法往往出血较多，合并相关并发症。胸腰椎损伤的运动节约(注:保留运动功能)技术包括经皮前柱固定、非融合的限制性装置用于临时内部固定。后者所采用得椎弓根钉棒系统就好比内固定夹板，在软组织和骨组织愈合之后可以被拆除［27］。

无论融合还是不融合，微创脊柱外科在稳定脊柱方面都可能具有重要作用。骨折或脱位节段的内固定治疗，允许骨和韧带组织愈合，同时保留邻近节段运动。但是微创脊柱外科技术用于内部夹板固定的非融合技术方面，目前尚没有文献证据支持。

采用椎体成形术和椎体后凸成形术行椎体强化，对于稳定胸腰椎损伤的前柱动态是有用的技术;并且有很好的证据来支持短节段固定可以保留运动功能，无论有无融合。不融合的允许骨和韧带组织愈合，内固定的延迟取出允许骨折邻近节段的运动功能保留。矫形的维持与临床结果仍需长期随访，以评价此项技术的临床疗效与价值。

4 小结

脊柱动态固定，已经开始运用于颈椎、腰椎退行性疾病以及胸腰椎创伤。脊柱动态固定作为融合的一种附加方法的证据有限。在颈椎，动态钢板与坚强钢板的临床结果相似。颈椎动态钢板的不足就是邻近节段的钙化和后凸畸形。颈椎动态板代替颈椎坚强前路固定的证据不足。用于融合的动态固定装置仍然缺乏临床或者前期临床研究结果。腰椎的半坚强固定可以增加椎间植骨块的应力，但是半坚强固定是否可以提高后路融合率尚无研究报道。后路用于融合的半坚强固定的特点仍然存在争议。融合率、内植物松动、断裂仍然受到极大关注，这也限制了此类设备的运用。

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