植骨漏斗加螺旋式刀片在胸腰椎骨折經傷椎椎弓根植骨中的應用

薛奮勤

摘要：目的 探討植骨漏斗加螺旋式刀片在胸腰椎骨折經傷椎椎弓根植骨中的應用。方法 已設計出系列植骨漏斗加螺旋式刀片工具，為經傷椎椎體植骨提供可靠、有效通道，減少在植骨過程中出現的椎弓根崩裂、植骨塊在椎弓根通道中的崁頓、摩擦力，從而提高植骨效率。結論 植骨漏斗加螺旋式刀片使經椎弓根植骨方式較目前傳統的植骨方式更快捷、更安全、更有效，但仍有改進及完善空間。

關鍵詞：植骨漏斗加螺旋式刀片;傷椎;植骨

1研究背景

治療胸腰椎骨折，目前大多經后路相鄰椎體安置椎弓根釘置釘后撐開。但部分椎體壓縮超過50%或暴力骨折，骨小梁大部分被壓縮，骨修復過程受到影響，成骨不能完成纖維連接，呈“蛋殼樣椎體”改變，前中柱的承載功能喪失，單純靠后外側植骨融合不足以獲得足夠的穩定性，有可能出現晚期內固定松動折斷和矯正角度的丟失[1]。生物學研究發現，脊柱的穩定性主要依靠前中柱，其提供80%的負重。因此對于骨小梁壓縮嚴重的暴力骨折，應當加用傷椎椎體內植骨，以恢復椎體的承載功能。

文獻報道[2]，傷椎重建和固定有一定療效。如何通過傷椎椎弓根向椎體內植骨，方法各有不同，付裕[3]等通過帶有導棒的漏斗狀植骨套管進行植骨。賈斌等[4]通過自制的直徑約6.5 mm套筒經傷椎椎弓根通道插入椎體，以特殊的圓棒將植骨物推入椎體。在椎體嚴重骨折時，經椎弓根打壓植骨易撐出椎體外，甚至突向椎管，反而加重椎體損傷和椎管狹窄，造成醫源性損傷。報道經傷椎植骨時，骨粒經椎弓根內側壁骨折處進入椎管。候永樣[5]認為，植骨的顆粒通過連接棒推入，忌暴力打壓植骨，以避免復位的椎體骨塊移位進入椎間隙或突入椎管。周飛等認為植骨過程應用套管，避免內植物外溢，骨塊過大有撐破椎弓根危險?？傊?，通過椎弓根擴孔后，直接往椎體內打壓植骨塊有可能崩裂椎弓根，甚至通過破裂椎體進入椎管或椎體外，有的通過椎弓根擴孔后置入植骨漏斗，力量過小，植骨塊無法進入椎體;過大，植骨塊有潛在進入椎體外的風險。

為克服以上缺點，本課題組研發了植骨漏斗加螺旋式推進刀片。其工作原理是通過椎弓根擴孔后，置入相應直徑植骨漏斗，插入螺旋式刀片;通過刀片旋轉，將經過初步修剪的碎骨塊推入椎體內，并將推入椎體的骨粒依靠螺旋式刀片的旋轉，將骨塊呈“同心圓”推入四周。與傳統的植骨方式相比，因為有植骨漏斗的保護，減少了椎弓根撐破的危險;同時植骨塊是通過旋入方式進入椎體，減少了直接打壓進入椎體外的風險及椎體內植骨不均勻的缺點。

2研究方法及技術路線

獲取正常人體椎弓根相應參數，手工繪出植骨漏斗及螺旋式刀片的圖形，請相關公司生產出初級產品。在呂梁市衛生學校解剖實驗室，利用尸體解剖標本模擬胸腰椎骨折，使用該器械進行植骨，將發現的問題再次反饋，改進器械。在臨床實踐中，使用該器械進行植骨，進一步發現問題，提出改進意見，并二次將信息反饋給器械制造商，以完善植骨器械。同時總結資料、統計分析、撰寫論文。

3器械陳述

該器械（系列產品）由植骨漏斗及螺旋式刀片兩部分組成。植骨漏斗由漏斗部及柄部兩部分組成。

漏斗部呈中空圓椎狀，上寬下窄，下部與柄部相連，用于臨時盛裝植骨材料，如自體經減壓后所形成的骨屑、同種異體骨、人造骨等，防止植骨材料黏附在周圍軟組織上;柄部為植骨通道，其外直徑根據正常人體椎弓根直徑從3.5mm起，每隔0.5mm一個規格，最大為7.0mm，柄部長度統一設計為7.0cm，基本可滿足所有正常人體椎弓根需要，具體使用時應根據個體椎弓根長度決定插入深度。植骨漏斗柄部頭部有兩種模式，即平頭與斜頭。平頭的橫斷面與柄部垂直;斜頭的截面與柄部有一定角度，植骨時將斜面朝向椎體中線，有利于植骨塊向椎體中心彌散，可提高植骨效率。

螺旋式刀片由桿部與螺紋部組成。螺紋部呈螺旋狀，其直徑與漏斗柄內直徑相匹配，寬度與深度可根據植骨材料顆粒的大小選擇。植入較大骨粒時，可選擇較大螺紋距離與較深溝槽螺旋刀片;植入較小骨粒時，可選擇較小螺紋距離與較淺溝槽螺旋刀片。將螺旋式刀片插入植骨漏斗柄內，逆時針方向旋轉為骨粒向椎體內輸送模式，順時針方向旋轉為骨粒反推模式，其桿部末端為操作方便，可設計呈T型把手，亦可設計成螺帽，用螺絲刀擰入。植骨漏斗加螺旋式刀片目前材質暫為不銹鋼，出于消毒與重復使用的要求，其基本要求為耐高溫、不變形、低黏附性能。

4特殊說明

關于傷椎椎弓根植骨通道的建立，跟常規椎弓根置釘基本相同。在傷椎“人字嵴”頂點使用開口椎開口，開路椎開路，使用椎弓根探子探測椎弓根“五壁”，即上、下、內、外及椎體前方皮質。確認各皮質完整后，為有效容納植骨漏斗柄部，使用椎弓根絲椎進一步擴孔，清理椎弓根內松質骨，建立椎弓根有效植骨通道，并需再次確認椎弓根五壁的完整性。對于采用雙側椎還是單側椎弓根建道，需視術前椎體壓縮程度而定。本人認為，若術前椎體高度被壓縮1/2～3/4，選擇雙側建立椎弓根植骨道為妥;若椎體壓縮小于椎體高度1/2，在傷椎一側置入椎弓根釘的情況下可考慮單側（另一側）建立椎弓根骨道。關于傷椎椎體植骨后是否可依然使用傷椎椎弓根固定，本人認為，為防止植骨后傷椎高度丟失、內固定失效，依然可以使用椎弓根固定。對于先撐開復位傷椎高度還是先植骨，視具體情況確定。若患者俯臥位、腹部懸空、脊柱自然曲度恢復后，傷椎椎體高度恢復滿意，可考慮先給予傷椎椎體建立植骨通道并植骨;若傷椎椎體高度自然恢復不良，難以形成有效植骨空間及容積，需選擇先復位傷椎椎體高度，然后給予傷椎椎體植骨。但有一個現實的問題，若在傷椎上下位椎體置入雙側椎弓根螺釘并安裝雙側縱棒（連接棒），撐開復位后，雙側縱棒（連接棒）正好將傷椎椎弓根骨道開口處遮擋，無法建立植骨通道或建立困難。我們的經驗是，在傷椎上下位椎體置入雙側椎弓根螺釘并安裝雙側縱棒（連接棒），撐開復位后，鎖緊椎弓根尾絲，在透視傷椎椎體高度恢復滿意后，保持一側椎弓根及連接棒的有效固定，松開尾絲，拆除另一側縱棒（連接棒）。在一般情況下，傷椎椎體高度依然可依靠另一側椎弓根螺釘維持傷椎椎體有效高度，然后按照上述路徑給予傷椎椎弓根開口，建立植骨通道，完成植骨;安裝縱棒（連接棒），適度撐開，鎖緊上下位椎體椎弓根尾絲;拆除另一側縱棒（連接棒），給予另一側傷椎椎弓根開口，建立植骨通道，完成植骨;再次安裝縱棒（連接棒），適度撐開，鎖緊上下位椎體椎弓根尾絲，在透視確認傷椎椎體高度及上下位椎間盤高度恢復滿意后，結束手術。若傷椎椎弓根植骨后因種種原因未予置釘，為防止釘道出血，可用明膠海綿堵塞釘道后，骨蠟封堵傷椎釘道開口。

5研究工作主要進展和所取得的成果

已設計出系列植骨漏斗，為傷椎植骨提供可靠、有效的通道，減少在植骨過程中出現的椎弓根崩裂、植骨塊在椎弓根通道中的崁頓、摩擦力，提高植骨效率。通過螺旋式刀片的旋轉，可將同種異體骨骨屑或其他植骨替代物輸送入椎體內，減少暴力打壓出現的植骨材料被外力壓縮，節省植骨材料;并通過螺旋式刀片頭部的旋轉，使已植入椎體的植骨材料向周圍空虛處緩和推擠，避免以往打壓植骨方法可能出現的植骨材料被打入椎體外;其插入的深度可通過植骨漏斗實現有效把控，防止以往打壓使植骨出現的可能誤傷椎前血管及神經，安全性得到有效保障。此外，使植入傷椎的植骨材料為骨的長入提供支架，有效縮短骨愈合的時間，可有效防止術后出現椎體高度丟失，減少術后長期臥床出現的系列并發癥。

6存在的問題及其他需要說明的情況

但由于創傷性椎體骨折不同于骨質疏松，或者骨質疏松程度較輕，椎弓根建道可能出現困難，同時還需避免暴力建道，植骨漏斗需要位于椎弓根中央再向椎體后緣插入，再按照骨折位置微調插入方向，從而達到理想植骨部位。因為錐體骨質量較佳，手術中更難使用球囊來支撐復位，需要結合手術前體位復位以達到良好的恢復效果。此外，手術中的精確建道也十分重要，需要將植骨漏斗柄推入到椎體壓縮側椎體終板下3～5 mm處，以便植骨材料盡可能接近傷側終板，避免椎體高度的丟失。

關于椎體骨折，傳統手術方式能夠撐開、加壓傷椎上下椎體，使用前后韌帶起到夾持功能，促使骨折端復位，從而達到愈合效果。但傳統手術方式無法實現骨小梁結構的修復以及縮小椎體骨質間間隙，手后椎弓根可能出現移動、脫落等情況。但隨著研究不斷深入，植骨漏斗加螺旋式刀片聯合情況下可縮小后凸Cobb's角、改善ODI評分，降低內固定失敗的概率。對于在實驗階段的器械使用，植骨材料及模擬的植骨環境均為干性環境，植骨材料及植骨器械無黏附性，基本可實現植骨材料的無阻力輸送。但在實際手術過程時，由于血液有一定黏度，可能將植骨材料黏附于植骨漏斗的溝槽內，為植骨材料的輸送造成一定障礙。后續解決辦法為，在植骨漏斗的尖端加一齒狀凸起，對已經進入漏斗尖部的植骨材料進行勺刮。螺旋式刀片的螺紋過密或螺紋的溝槽過淺，使體積較大的植骨材料輸送有一定的困難。后續解決辦法為，增寬螺紋間距、加深溝槽。關于其植骨漏斗柄頭部為斜面型，目前暫定其角度為45°，具體設計為多大角度更有效，需要在實踐中不斷探索與總結。植骨漏斗加螺旋式刀片目前材質為不銹鋼，出于消毒與重復使用的要求，其基本要求為耐高溫、不變形、低黏附性能。出于生物穩定性的要求，后續可考慮參考目前骨科常用內植物材質要求，使用鈦合金材質。

7結語

在胸腰椎骨折治療中運用植骨漏斗加螺旋式刀片，以實現傷椎椎體順利植骨目的。螺旋式刀片是一種特殊設計的插入裝置，借助于幾何導向曲線，使用新型脊柱弓根螺釘內固定系統，螺旋式刀片經增寬螺紋間距、加深溝槽，從而達到多角度內固定及復位目的。兩者同時使用，可改善軟組織損傷，減少肌肉失神經支配、萎縮等病癥，縮短住院時間，促進患者早期活動和功能訓練。此外，手術中的精確建立植骨通道也十分重要，需要將植骨漏斗柄頭部推入到椎體壓縮側椎體終板下3～5 mm處，以便植入的植骨材料盡可能接近傷側終板，避免椎體高度的丟失。

參考文獻

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