一種新型全脊椎切除間盤切割器的研制

林斌，薛超，何明長

中國人民解放軍第175醫院 骨科醫院，福建 漳州 363000

一種新型全脊椎切除間盤切割器的研制

林斌，薛超，何明長

中國人民解放軍第175醫院 骨科醫院，福建 漳州 363000

全脊椎切除，對于脊柱腫瘤的治療發揮著重要作用。手術時間長、解剖結構復雜、椎間盤及韌帶離斷困難成為制約該手術發展的主要因素。本研究基于“T-saw”方法離斷椎間盤、韌帶時存在損傷周邊重要組織的風險，研制了全脊椎切除間盤切割器。該型切割器整體結構簡單，主要由刀頭、刀架、刀桿、旋鈕、擋鉤、通槽、支架、主體、握柄等部件構成。弧形擋鉤與椎體前方的半弧形前壁貼合，將刀頭瞄準椎間盤組織，旋動切割器的旋鈕，將外力轉變為刀頭的切割力，實現對椎間盤、韌帶的切割。該切割器相較于傳統器械（T-saw），可避免術中脊髓震蕩及脊髓的意外損傷。此外，該型切割器擁有較強的切割能力，結構簡單、易操作。可用于開創一種全新的椎間盤及韌帶切割方法，降低椎間盤及韌帶切割過程中的手術風險。

脊柱；全脊椎切除；椎間盤切割；手術器械

引言

脊柱腫瘤的治療，手術切除仍是主要的治療方式。隨著Enneking分期[1]、WBB[2-3]分期以及Tomita分期[4]的提出，為脊柱腫瘤的切除范圍提供了更為全面的指導。患椎的上下終板、椎間盤結構、脊椎周圍的韌帶組織、骨膜，將腫瘤封閉在一個相對獨立的空間內，起到一定意義上的隔離作用，為全脊椎切除創造了條件。對于原發性惡性腫瘤、侵襲性良性腫瘤、單發轉移癌但預計生存時間較長，采用全脊椎切除術（Total En Bloc Spondylectomy，TES）治療[5-6]，逐漸被多數脊柱外科醫生所認可。

傳統經后路全脊椎切除手術時，在完成患椎的暴露及患椎上、下方脊椎的椎弓根釘置入后，用T-saw[7]患椎兩側的椎弓根離斷，將患椎的后方結構（棘突、椎板、上下關節突和部分椎弓根）移除，再用釘棒系統將一側暫時進行固定后，T-saw切割、離斷患椎上下方椎間盤和韌帶，用手緩慢將患椎椎體旋轉移出。其中，在切割椎間盤之前，先將椎體前方軟組織松解，用長壓腸板穿過椎體前方，隔離前方組織，同時用脊髓保護器保護脊髓，松解椎體后方組織，最后用T-saw緩慢切割椎間盤和韌帶[8]。然而，在椎體前、后方軟組織松解過程中，會增加周圍軟組織的損傷，導致出血量增加；為減少出血量，減慢術中操作速度，這又會延長手術時間，增加感染的風險[9]。此外，傳統器械的使用，如拉動T-saw離斷椎間盤的過程存在損傷血管、震蕩脊髓的風險，術中保護不到位，操作時力量不均勻誤傷血管及脊髓，都會導致災難性的后果[10]。工欲善其事必先利其器，一臺手術的成功，不僅需要術前精心的準備以應對術中可能出現的各種狀況，優良的技藝完成手術還需要有效、順手的器械。從而，研制出一種全脊椎切除間盤切割器，用于快速、有效的切割患椎的前、后縱韌帶及椎間盤組織，從而利于患椎椎體的移出，是非常有實用價值的。

1 材料與方法

1.1 全脊椎切除間盤切割器基本結構

全脊椎切除間盤切割器的基本結構，見圖1。由圖1可以得知，該型椎間盤切割器主要由刀頭、刀架、刀桿、梯形螺紋、旋鈕連接凸起、旋鈕、擋鉤、通槽、支架、主體及握柄構成。

圖1 全脊椎切除間盤切割器的基本結構

全脊椎切除間盤切割器的實物圖，見圖2。

圖2 全脊椎切除間盤切割器的實物圖

1.2 全脊椎切除間盤切割器切割的基本原理

切割器前方的弧形擋鉤，可與椎體前方的半弧形結構相互貼合，刀頭可在有限的通槽內滑動。將刀頭瞄準椎間盤組織，旋動切割器上方的旋鈕，通過梯形螺紋產生向下的壓力，并通過刀桿、刀頭，將壓力轉變為切割力，實現對椎間盤、韌帶的切割。通過雙側的對稱切割，實現對椎間盤、韌帶的完全切割。

2 結果

2.1 全脊椎切除間盤切割器對動物標本切割

我們使用該型切割器對新鮮豬脊椎進行切割，見圖3。整個切割過程中，實驗助手用雙手維持標本的穩定，避免切割過程中因標本晃動對切割造成影響。切割開始前，先用T-saw離斷目標脊椎的雙側椎弓根，移除脊椎后方結構，將脊髓暴露。切割器置于標本的一側，刀頭旋起，使切割器下方的擋鉤繞過椎體前方，使其弧形擋鉤與椎體貼合。左手持握柄，刀頭瞄準椎間盤組織，右手旋動旋鈕，對椎間盤組織進行切割，直至刀頭行至盡頭。同理，使用該切割器完成對側另一側椎間盤及韌帶的切割。兩側的切割完成后，即可看到椎間盤及韌帶被離斷成為兩部分。

圖3 切割器對動物標本切割

2.2 全脊椎切除間盤切割器優勢

全脊椎切除間盤切割器的優勢有：① 無需對脊柱周圍軟組織做過多的剝離；② 切割力量均勻；③ 可降低傳統操作步驟中一些導致脊髓震蕩的風險；④ 切割器前端的弧形擋鉤，可與椎體前緣的弧形結構較好的貼合。這不僅可以保護椎間盤前方的組織，而且可以限制刀頭在切割末段時向前方的超范圍移位；⑤ 在切割的過程中，切割器刀頭背面呈凹狀弧形，避免對脊髓造成擠壓損傷；⑥ 刀頭的鋸齒狀刀鋒平移切割時切割能力強，切割效果好，可順利離斷椎間盤及周圍韌帶；⑦ 切割器擋鉤上設計有鏤空的“讓刀槽”，可在切割末段達到徹底切斷剩余組織的目的；⑧ 刀頭、刀桿、旋鈕三者組裝成為一體，當切割器上方的旋鈕旋至最低點時，刀頭的移動被限制讓刀槽的底部，避免刀頭的繼續前行損傷椎體前方的組織；⑨ 較傳統T-saw離斷椎間盤韌帶方式，這種切割方式操作較為簡單；⑩ 該型切割器結構簡單，易于使用；? 切割器便于消毒、重復使用。

3 討論

這項發明是一種骨科手術器械，特別是一種用于脊柱后路脊椎椎間盤、韌帶切除的手術器械。在同一切割平面上，左右兩側對稱切割，可迅速、完整地將椎間盤、韌帶切開，開創了一種全新、簡單、便捷的椎間盤及韌帶切割方法。較傳統T-saw切割，這項發明可降低傳統手術器械可能帶來的脊髓意外損傷的手術風險。迅速地將目標椎體上下方椎間盤、韌帶離斷，簡化手術步驟，可有效地縮短手術時間，減少感染的概率，減少術后并發癥。通過豬脊椎的標本試驗，該型切割器都能順利離斷椎間盤及韌帶，未發現損傷周圍組織的情況。

T-saw進行骨與椎間盤組織切割時，為避免線鋸往復運動摩擦產生大量的熱對血管、脊髓、神經根等組織造成損傷，故在切割的過程中，需要持續的用生理鹽水沖洗降溫。這一方面，該型切割器因是持續切割，非線鋸式的往復運動，故產生的熱量可以忽略，可不用生理鹽水冷卻降溫。此外，傳統方法在切割椎間盤及韌帶前，需要使用特殊的T-saw guide[7]對T-saw進行引導，避免重要組織的意外損傷。切割器只需將弧形擋鉤置于椎體前方，刀頭瞄準椎間盤切割即可，省去引導這一步驟，簡化了操作。

T-saw擁有纖薄、平滑的切割能力得益于其大約0.5 mm的直徑[7]。然而，因在使用過后，其易卷曲、易斷裂，極少第二次使用。全脊椎切除間盤切割器在使用過程中，自身結構不會發生影響下一次使用的巨大形變，經高溫消毒后，可再次投入使用。相比T-saw而言，經濟性方面具有一定優勢。

該型器械所要面對的絕大多數是脊柱腫瘤手術，而腫瘤在一定程度上也可以在切割的過程中發生轉移。Tomita等人曾經對T-saw，Gigli saw以及手術刀三種切割方式所造成的腫瘤種植轉移進行過對比研究[9]，結果表明，T-saw安全有效，幾乎不可能引起種植轉移。對于該型切割器而言，其刀面光滑，切割過程中其表面幾乎不粘帶組織碎屑。在造成腫瘤種植轉移這一方面，我們還沒有與其他器械進行比較，結果還不明確。在今后的動物實驗研究中，我們會對這一方面問題做進一步的研究。

4 結論

每一種醫療器械從研制到投入臨床使用，都需經過動物實驗、人類尸體實驗的不斷測試，期間還要不斷進行改進，盡可能將該器械的特點發揮。我們在器械研制的初期進行動物標本模擬實驗，同時對該器械進行修改。對于存在的不足，需要我們不斷探索。在今后的動物實驗、人類尸體實驗以及利用三維有限元軟件對其進行生物力學實驗的過程中，會繼續改進該器械，以趨完美。

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Development of a New Intervertebral Disk Cutter of Total En Bloc Spondylectomy

Total en bloc spondylectomy plays an important role in the treatment of spinal tumors. Long operation time, complicated anatomy structure and diff culty in cutting intervertebral disc and ligament are the main factors that restricting the development of total en bloc spondylectomy. Using traditional saw (T-saw) method to sever intervertebral disk and ligament has the risk of injuring the important structure around vertebra. To lower such kind of risk, the intervertebral disk cutter of total en bloc spondylectomy is developed. This type of cutter has a simple whole structure, which is constituted by cutting head, cutter rest, cutter arbor, rotary knob, cambered hook, cutter grove, holder, main body and grab handle. When the cambered hook f ts the cambered antetheca of vertebral body, cutter head is adjusted to aiming at intervertebral disk, and external force is transformed into cutting force by turning rotary knob, then the intervertebral disk and ligament will be cut off. In addition, compared with T-saw, this new cutter can avoid concussion of spinal cord and accidental injury of spinal cord during operation. Additionally, the cutter has a higher capacity, and easily-operated simple structure. This new cutter opened up a new cutting method of intervertebral disk and ligament, which can reduce the surgical risk during operation.

spine; total en bloc spondylectomy; cutting of intervertebral disk; surgical instruments

LIN Bin, XUE Chao, HE Ming-chang
Orthopaedic Hospital, People’s Liberation Army 175thHospital, Zhangzhou Fujian 363000, China

TH781

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.026

1674-1633(2016)12-0098-03

2016-03-02

2016-04-20

專利名稱：全脊椎切除間盤切割器（ZL 2014 2 0531734.8）。

作者郵箱：linbin813@163.com