脊柱胸腰段爆裂性骨折術(shù)后椎弓根螺釘斷裂原因分析及其對策

洪全明，沈 飛，丁 懿，楊可佳

脊柱胸腰段爆裂性骨折常伴有或不伴有脊髓損傷，后路椎弓根螺釘斷裂內(nèi)固定是常見和有效的治療方法。然而，外科技術(shù)的提高以及內(nèi)固定器械的引進并不能消除椎弓根螺釘斷裂的發(fā)生。Nasser等［1］報道胸腰段脊柱手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率可高達20.4%。基于脊柱脊髓特殊的解剖結(jié)構(gòu)及其重要的生理功能，此類事件的發(fā)生不僅給患者及家屬造成身心傷害，同時也增加了個人、家庭以及社會的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。為了減少此類問題的出現(xiàn)，進一步提高手術(shù)成功率，筆者回顧17例爆裂性骨折斷釘?shù)挠跋駥W(xué)資料，分析椎弓根螺釘斷裂的原因，并提出預(yù)防策略。

臨床資料

1 一般資料

筆者2005年5月～2011年8月應(yīng)用后路椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療脊柱胸腰段爆裂性骨折286例，男性178例，女性108例;年齡24～63歲，平均(43.6±9.2)歲。致傷原因:道路交通傷62例，墜落傷186例，重物砸傷38例。損傷節(jié)段:T1030例，T1152例，T1257例，L182例，L265例;其中147例合并癱瘓患者神經(jīng)功能損傷按Frankel分級法［2］分類，B級9例，C級75例，D級63例。根據(jù)CT橫斷面圖像，計算爆裂性骨折在二維圖片上的爆散程度。爆散程度=爆裂性骨折的面積/下一健康椎體的面積×100%，爆散＜30%135例，30%～50%98例，＞50%53例。術(shù)前均行X線及CT+三維檢查確定椎體爆裂程度及椎管內(nèi)碎骨塊的占位情況，伴神經(jīng)功能障礙者術(shù)前常規(guī)行MRI檢查，了解脊髓壓迫及損害情況，后路椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)均于傷后5～7d內(nèi)實施。

2 手術(shù)方法

硬膜外或全麻俯臥位手術(shù)，采用脊柱后正中切口，以傷椎為中心暴露上下各1個節(jié)段，行椎板骨膜下剝離，向兩側(cè)剝離骶脊肌至橫突。在傷椎上下各1個椎體，根據(jù)椎弓根解剖關(guān)系確定椎弓根螺釘置入點，各置入2枚椎弓根螺釘，進釘深度為45mm，再在傷椎均經(jīng)雙側(cè)椎弓根置入短釘35mm，安棒撐開復(fù)位并矯正畸形。有神經(jīng)癥狀的患者在復(fù)位內(nèi)固定后行椎管探查減壓，椎板開窗，酌情給予傷椎椎弓根短釘固定，安置橫連桿、椎體或后側(cè)植骨融合。安置引流管，24～48h內(nèi)拔除，術(shù)后常規(guī)使用抗生素3～5d。一般術(shù)后6～8周負(fù)重，常在18個月后取出內(nèi)固定，對融合牢固者無需取出內(nèi)固定。

3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS10.0軟件對所收集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，其中計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的格式，計數(shù)資料分析采用χ2檢驗，選取P＜0．05作為統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

17例發(fā)生椎弓根螺釘斷裂，男性14例，女性3例，其中13例為24～44歲的青壯年，4例為45～60歲的中老年患者。爆裂性骨折爆散＜30%椎弓根螺釘斷裂4例，爆散30%～50%斷釘6例，爆散＞50%斷釘7例。未使用橫桿組斷釘7例，使用橫桿組10例;傷椎給予椎弓根螺釘固定斷釘7例，未固定10例。椎間植骨組斷釘1例，后側(cè)植骨組斷釘7例，未植骨斷釘9例;椎板切除減壓14例，未切除減壓3例。不同因素對于椎弓根螺釘斷裂的分析見表1，以P＜0.05作為具有統(tǒng)計學(xué)差異。典型病例X線片、CT片見圖1。

表1 影響椎弓根螺釘斷裂的不同因素的單因素分析

圖1 患者男性，42歲，L1爆裂性骨折。a．術(shù)前X線片;b．術(shù)前CT爆散＞50%;c．經(jīng)傷椎固定術(shù)后X線片

討 論

對于脊柱胸腰段爆裂性骨折，后路椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定可提供三維矯正和堅固的內(nèi)固定［3］，具有力學(xué)強度大、穩(wěn)定性高的特點。后路跨傷椎螺釘內(nèi)固定術(shù)通過傷椎上下相鄰各1個正常椎體擰入起到錨定作用，這種錨定是通過短節(jié)段內(nèi)椎弓根釘和縱向連接棒的撐開、加壓等作用力提供三維矯正和堅固的內(nèi)固定，恢復(fù)脊柱的正常序列，同時最大程度地保留了脊柱的活動節(jié)段，這是其他任何非椎弓根內(nèi)固定技術(shù)所不能達到的。當(dāng)后縱韌帶和椎間盤纖維環(huán)未完全斷裂時，通過撐開傷椎上下椎體，借助后縱韌帶的伸展，使附著在椎體上的纖維環(huán)和軟組織牽引骨塊使其復(fù)位。雖然X線片示椎體高度恢復(fù)，但椎體內(nèi)被擠壓后破壞的骨小梁無法復(fù)位，傷椎內(nèi)存在空隙，使后路內(nèi)固定持續(xù)負(fù)荷，致內(nèi)固定失敗，椎弓根螺釘斷裂。

研究中發(fā)現(xiàn)，年齡＜45歲的患者斷釘率高于年齡≥45歲患者，這可能和中青年患者總體的活動量較大等因素有關(guān)，大量的勞動和不注意腰部的保護導(dǎo)致螺釘力學(xué)上產(chǎn)生切割作用疲勞斷裂。有研究認(rèn)為［4］，橫桿可將后路內(nèi)固定組成整體，提高了整體的剛度，吸收了椎弓根釘部分的扭曲剪力，降低了椎弓根螺釘疲勞性斷裂的可能。筆者研究中也證實了植入橫桿的患者明顯斷釘率低于未固定橫桿的患者，可見對于爆裂性胸腰段骨折，應(yīng)盡量給予橫桿的固定。椎弓根是椎體最堅強的部分，Hirano等［5］發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘固定大部分的強度在椎弓根部，椎弓根提供≥60%的抗拔出力強度及80%的軸向剛度，說明通過短釘行傷椎椎弓根固定脊柱能獲得復(fù)位和穩(wěn)定。在傷椎給予短釘固定的患者明顯斷釘率低于未予固定的患者，可見在手術(shù)條件允許的情況下盡量給予短釘傷椎弓根固定，能夠減少二次斷釘?shù)母怕拾l(fā)生。傳統(tǒng)的跨傷椎短節(jié)段4釘固定形成雙平面的平行四邊形和懸掛效應(yīng)，而6釘形成3個平面，減少應(yīng)力集中，可維護傷椎的后凸矯正效果，糾正傷椎的水平移位。

本組17例患者中經(jīng)椎間植骨組斷釘l例，后側(cè)植骨組斷釘7例，未植骨斷釘9例，斷釘率分別為1.4%、4.9%和12.2%，三者有統(tǒng)計學(xué)差異，可見植骨和未植骨對斷釘?shù)挠绊懨黠@，并且椎間植骨的斷釘率要小于后側(cè)植骨。因為身體正常負(fù)重時局部應(yīng)力集中于椎弓根釘內(nèi)固定系統(tǒng)上，尤其是椎弓根釘由于杠桿作用，力臂越長則釘尾部應(yīng)力越大，而在椎體間植骨融合可起支撐作用減少螺釘?shù)牧Ρ郏⑶抑苯映袚?dān)了螺釘?shù)木植繎?yīng)力，屬于壓力側(cè)植骨，可防止疲勞斷裂［6］。在后側(cè)植骨融合能夠增加后外側(cè)橫突或椎板的強度，起到一部分的應(yīng)力分散作用。爆散面積＞50%作為椎弓根螺釘斷裂的高危因素，斷釘率明顯高于爆散面積30%～50%和＜30%患者，可見局部使用后路短節(jié)段椎弓根螺釘撐開復(fù)位傷椎時，盡管椎體高度已恢復(fù)，但骨小梁支持沒有恢復(fù)，使傷椎變成一個缺少骨質(zhì)的“空殼”，并且隨著爆裂骨折的面積增加，其“空殼”越大，力學(xué)上的丟失越多，內(nèi)固定承受的負(fù)荷更大，而容易發(fā)生疲勞斷裂。

由于人體脊柱胸腰段運動作用力集中在椎弓根后部結(jié)構(gòu)，椎弓根螺釘產(chǎn)生彎曲疲勞，以致最后在過重負(fù)載下發(fā)生斷裂。內(nèi)固定的目的在于維持脊柱病變區(qū)的穩(wěn)定性直到骨折愈合。當(dāng)骨折愈合完成后若不及時取出內(nèi)固定，隨著時間的延長，椎弓根螺釘還要繼續(xù)負(fù)荷，加上應(yīng)力集中，也容易出現(xiàn)應(yīng)力疲勞導(dǎo)致斷釘。椎弓根釘斷裂的原因比較復(fù)雜，基本上為多種因素共同作用，并且由于斷釘并不常見，所以樣本量不足也是該研究的缺陷。

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