颈椎前路融合手术重建材料进展

颈椎前路融合手术重建材料进展

张艳亮1罗小辑2（通讯作者）

张艳亮1罗小辑2（通讯作者）

重庆医科大学附属第一医院骨科重庆400016

摘要：随着社会的发展，颈椎疾病逐渐增多，并且颈前路手术也越来越多的应用于临床，但颈前路手术中的重建材料则多种多样，包括自体骨、金属、复合材料等。自体髂骨做早应用临床，但相对并发症较多，金属材料则存在沉降、遮挡等问题，复合材料目前应用较多，其他新型材料如可吸收材料也正逐渐应用临床，不同材料特点不同，本文通过文献综述了解目前颈前路重建材料的研究进展。

关键词：颈前路；融合手术；重建材料；进展

随着社会的发展，颈椎疾病已越来越多的出现在人群中，如颈椎病、颈椎骨折等，颈椎疾病的手术方式也包括了前路、后路及前后路联合等，而颈前路手术因为其创伤小、术中出血少，手术时间短，术后恢复快等优点，越来越多的应用于临床，目前绝大部分的单阶段或双阶段单纯颈椎间盘突出及部分骨折脱位病人均采用颈前路手术解除脊髓压迫，重建脊柱稳定性，均取得良好的治疗效果。前路手术包括融合手术及非融合手术，非融合手术目的在于保留颈椎节段活动性，对于单阶段的单纯颈椎间盘突出应为首选，但由于费用等问题在临床应用仍较局限；而融合手术则强调术后植骨融合率及脊柱稳定性，虽牺牲颈椎活动度增加颈椎退变速度，但获得良好的颈椎稳定性，治疗费用相对较低，目前在临床应用广泛。融合手术目前常见的颈椎重建材料也多种多样，包括自体骨、异体骨、钛网、纳米羟基磷灰石、聚醚醚酮以及可吸收材料等。本文通过文献回顾，了解目前颈椎非融合手术中重建材料研究进展。

1.自体骨

颈椎常见自体骨重建材料主要为具有三面皮质骨的髂骨，具有一定的抗压能力，不易发生移植骨塌陷使治疗失败，术后植骨融合率极高，并且曾作为颈前路植骨融合手术金标准。但即使取三面皮质骨术后仍存在骨块吸收、塌陷、假关节形成等问题，且供骨区术后易出现长期疼痛、感觉障碍、感染、血肿及血清肿以及公骨区骨折，总并发症发生率可达20.6%[1]，增加患者痛苦，影响患者生活质量。因此，自体髂骨目前临床已较少应用，但对于一些特殊疾病，如脊柱结核，其它重建材料术后植骨融合均较自体骨稍差，因此对于颈椎结核患者仍较多采用自体髂骨，以提高术后植骨融合率。

2.异体骨

异体骨主要包括同种异体骨及异种异体骨，较常用的为同种异体骨，其来源广泛使用简单，并且不存在自体髂骨供体区并发症等优点，在骨科应用较多。汪伟基[2]等报道了28例采用自制异体骨垫（异体腓骨）治疗2个阶段颈椎病、颈椎骨折脱位，并与自体髂骨组对比，异体骨植骨融合时间明显延长，但随访6月融合率对比无统计学差异。异体骨应用于颈椎报道较少，目前尚未有大样本研究及长期随访，其安全性、免疫排斥等方面研究均缺乏，后期是否存在与自体髂骨相似植骨块吸收、塌陷等问题，需进一步研究。

3.金属

金属材质重建材料主要有不锈钢及钛网等。20世纪80年代Bagby首次将一段中空柱“篮子”不锈钢应用临床。但由于不锈钢等金属有磁性影响MRI检查，且存在金属离子入血等引起过敏等问题目前临床应用较少，因此金属材质植入物目前以钛合金应用最为广泛。钛网具有强度高，手术时间短，制备简单，良好的植骨融合率等优点，近年来在临床应用较多。王长昇[3]等报道30例颈前路减压钛网植入植骨内固定术治疗颈椎病，JOA评分从数千12.8分改善为术后的15.3分。但钛网术后容易发生发生沉降，多篇文章报道钛网有较高沉降率，并且不同文章报道差异较大，主要原因在于不同文章沉降标准不同，但钛网沉降的发生却是不容忽视。陈宇[4]等报道颈前路椎体次全切除数后患者发生钛网沉陷比例达79.7%，其中沉降大于3mm发生比例为19%。因钛网沉降发生率较高，有许多学者通过改变钛网形态来减少钛网沉降的发生。陈宇[5]等采用一种新型钛网，改变钛网上下端的形态扩大钛网与临近椎体终板的接触面，分析上下终板的力学分布，认为新型钛网可使相邻椎体下终板承受应力降低27．7％～44．9％，相邻椎体上终板承受应力降低28．0％一38．6％。钛网目前在临床应用较广泛，虽然其沉降几率较高，但其良好的强度、植骨融合率及生物学相容性，仍是颈前路植骨重建材料的重要组成部分。

4.复合材料

4.1聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK）是一种新型特种热塑性工程塑料，最早由英国ICI公司于20世纪70年代末开发.它具有机械强度高，低弹性模量，可透X线，生物相容性出色，加工方式灵活多样等特点，于20世纪90年代中后期各厂商开始将其应用于脊柱椎间融合器。Zhou[6]等报到了40例聚醚醚酮材料与自体髂骨疗效对比，术中出血量及及平均手术时间明显缩短，术后JOA评分、颈椎曲度、椎体高度等无明显差异。Kersten[7]等的系统分析认为，聚醚醚酮对自体髂骨稍有优势，但与钛网、碳纤维之间则无差异。因此，聚醚醚酮作为一种新材料，优于自体髂骨，但是否优于钛网则存在争议，需更多的研究及大样本资料对比。

4.2纳米羟基磷灰石（Nanohydroxyapatite，n-HA）羟基磷灰石具有良好的生物学相容性及骨传导性，但脆性高、可塑性差，目前多与有机质高分子材料共溶制成高分子聚合物从而使其成为高强柔韧的复合材料，用于重建脊柱稳定性，并且容易观察植骨融合率。目前较多报道的有纳米羟基磷灰石/聚酰胺66。动物实验已证实无细胞毒性，无免疫排斥反应，具有良好的生物相容性[8]。人工椎体已较多的应用的颈椎前路减压手术，可以有效保持颈椎生理曲度及椎间高度，且与自体髂骨有相似的融合率。陈豪[9]等则报道了22例纳米羟基磷灰石/聚酰胺66植骨与自体髂骨疗效之间的比较，患者植骨融合率之间无差异，但纳米羟基磷灰石/聚酰胺66组椎体高度保持较好，髂骨组椎体高度有丢失。纳米羟基磷灰石作为一种新型材料，在临床应用逐渐广泛，随着其研究的增多，新的复合材料将会逐渐增加，但其生物安全性仍需长期、大样本的观察；就临床效果纳米羟基磷灰石与自体髂骨、钛网等差异不大。

5.可吸收椎间融合器

由于金属及合成材料等植入物存在沉降、应力遮挡等问题，可吸收材料作为椎间融合器为近年来热点研究。目前常见的可吸收椎间融合器主要为聚乳酸类（polyactide，PLA），可吸收椎间融合器要求材料具有一定的强度，并且能够保持至之骨融合，避免早期降解导致椎体塌陷，具备生物学相容性、无毒等特点，目前临床应用较少，并且具有争议。Debusscher[10]等报到了20例患者采用左旋聚乳酸椎间融合器，随访27月，植骨融合率为96%，融合器完整吸收需36月，随访期间未见明显椎体高度丢失。Jiya[11]等在腰椎中的研究发现，采用聚左旋消旋乳酸融合器患者，术后随访2年，VAS评分、ODI评分以及SF-36评分既有50%有缓解，有1/3患者VAS评分及ODI评分甚至有加重，但病例数较少。因此，虽然目前可吸收追歼融合器是重建材料的研究热点，仍存在许多问题，可吸收材料多种多样，不同材料比例不同所形成复合材料性质不同，降解时间不同，仍需要通过大量的动物实验及临床研究来探索。

6讨论

颈前路减压植骨融合内固定术已作为颈椎病的常规手术方案，而椎体高度或椎间盘高度的恢复是手术治疗的关键，因此重建材料的选择在颈前路减压植骨融合内固定术（ACCF/ACDF）中至关重要。临床应用的重建材料多种多样，并且有不断的新材料出现，从最早的髂骨到金属材料，到复合材料，到目前可吸收材料，不断有新的发现，新的理论，但始终不变的是重建材料的生物安全性、毒性、稳定性。自体髂骨应用最早，生物安全性最高，但术后并发症也较多，因此在临床应用逐渐减少，但在特殊疾病如颈椎结核的治疗中，自体髂骨目前仍是首选的重建材料。同种异体骨在创伤骨科应用稍多，在脊椎外科的应用仍相对较少，但其优势明显，不存在取骨区并发症，取材相对广泛，但存在的问题也较多，如安全性，是否会感染传染性疾病以及是否存在与自体骨相似的吸收、塌陷等问题也许相关的临床研究。对于金属材料和复合材料，与自体髂骨相比有明显优势，但金属材料与复合材料之间对比临床效果无明显差异，但金属材料沉降的发生率略高，不能透X线，影响随访观察等缺点，使得复合材料略有优势，但复合材料的随访时间普遍偏短，目前尚未有询证医学证据表明复合材料比金属材料更有优势，并且目前已有多个研究来纠正金属材料的沉降问题，如增大钛网与椎体接触面积等，因此对于这两种材料的选择仍需依据患者具体情况慎重考虑。对于可吸收材料有许多争议，各种动物实验及临床应用均处于起步阶段，有许多问题需要面对，如可吸收材料的选择、各种材料比重以及降解时间等，目前已有研究将可吸收材料添加缓冲物质来控制器强度及降解时间，但仍需要更多的动物实验及临床研究，长期的随访时间得出正确的结论。

参考文献：

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[3]王长昇，林建华，许卫红.自体骨植骨及钛质网笼植骨并颈前路减压治疗神经根型颈椎病30例回顾[J].中国组织工程研究与临床康复，2007，11（49）：9993-9997.

[4]陈宇，陈德玉，郭永飞等.颈前路椎体切除植骨融合术后钛网沉陷的临床研究[J].脊柱外科杂志，2010，（4）：198-202.

[5]陈宇，陈德玉，杨立利，etal.一种新型植骨重建钛网的三维有限元研究[J].脊柱外科杂志，2010，（5）：290-294.

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[8]孟纯阳，安洪，蒋电明等.网孔纳米羟基磷灰石／聚酰胺人工骨修复兔桡骨缺损[J].中华创伤杂志，2005，21（3）：187-191.

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作者简介：张艳亮（1989年12月5日），男，汉族，籍贯河南洛阳市，硕士，研究方向脊柱外科。

通讯作者：罗小辑（1977年5月10日），男，汉族，籍贯四川省达州市，副教授，研究方向脊柱外科。