腰椎非融合技术Dynesys系统的应用(1)
[摘要] 动力性固定系统治疗腰椎退变性疾病是当前脊柱外科研究的热点,与传统的腰椎融合固定相比,动力性固定不仅能重新建立退变节段的稳定,并且能保持腰椎间充分的活动性以预防相邻节段的退变。脊柱动态中和固定系统是经椎弓根螺钉固定系统,能减轻椎间盘的压力,维持脊柱的稳定,恢复脊柱正常的负荷传导和活动节段的正常运动,可治疗腰椎不稳、滑脱等腰椎退变性疾病所致的下腰痛。国外多数临床研究表明,动态中和固定系统疗效优于传统的融合固定,但它主要适用于轻至中度腰椎退变性疾病。
[关键词] 动力性固定;腰椎;退变性疾病;动态中和固定系统
[中图分类号] R681.5+3 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2010)06(b)-010-03
腰椎融合固定是治疗腰椎不稳、滑脱等腰椎退变性疾病的常用而有效的方法,随着内固定器械和融合方法的发展,临床融合率有了显著的提高,但临床疗效没有得到相应的提高[1],并且有学者指出,融合术后加速了相邻节段的退变[2-4]。因此,腰椎退变的理想治疗方式应是退变的节段重新建立稳定,并能保证椎间充分的活动性以预防相邻节段的退变。近十余年来,一些国内外学者相继提出应用动力固定装置来治疗腰椎退变性疾病。近年来动力性固定系统种类发展较快,其中应用较广泛和相关文献报道较多的主要是动态中和固定系统(dynamic neutralization system,Dynesys)。现将有关文献综述如下:
, 百拇医药
1 Dynesys系统的原理和构造
腰椎及椎间盘退变的过程是自然发生的,是一个无痛的过程,但如果腰椎间稳定性发生改变,就会出现疼痛,并产生相应的症状。理想的治疗应该是腰椎退变的节段重新建立稳定,并能保持椎间良好的活动性以预防相邻节段的退变。因此,理想的固定系统应该能重新建立整个脊柱的生理力学结构,而不会加重相邻节段的病理变化[5-6]。Dynesys系统在保护椎间盘和小关节的同时提供动态稳定和恢复脊柱力学结构,以正常的解剖学位置为标准稳定1个或多个相邻椎体位置,使导致疼痛的异常活动被限制和控制(但不是完全消除),活动节段被复位至“生理平衡”的位置[7-8]。
1994年,Zimmer公司(瑞士)推出的Dynesys系统是由钛合金椎弓根螺钉、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)构成的弹性间隔器和多聚脂纤维(PET)绳构成的张力带共同组成的固定系统。为了承受压缩载荷,弹性间隔器被置于两侧椎弓根螺钉头部之间;同样为了承受拉伸力,由穿过中空间隔器的PET绳固定于椎弓根螺钉头部并被预先拉长。Dynesys系统作为腰椎退变疾病融合治疗的替代治疗,能使脊柱后部结构恢复到近似正常生理解剖位置,从而保留节段间的活动和降低关节面负荷的承受。Dynesys装置植入后控制了活动障碍,消除了节段间的机械性不稳,达到机械性中立位,限制了膨出的椎间盘,重建了新的节段间旋转中心,终止了节段间的异常压力,并有可能恢复软骨与椎间盘内环境之间的生理交换。这样在后一阶段能够再次水化,椎间盘的部分组织重生。
, http://www.100md.com
Dynesys系统中和了椎间盘的压力并不会带给小关节额外负荷[9],这就解释了为什么Dynesys系统能减缓退行性变的进展或加速,动物模型和有限元分析试验揭示这些压力是造成退行性变进展或加速的原因[10]。生物力学研究证明此装置的弹性系数接近于正常脊柱的弹性系数,Dynesys系统能恢复受损脊柱的稳定性接近于正常健康脊柱[7]。
2 Dynesys系统的生物力学特性
对脊柱非融合技术来说,综合的生物力学评估是必要的。脊柱动态稳定的目的是恢复脊柱活动节段正常的运动,这不仅包括运动范围,而且包括以瞬时旋转轴的位置和方向为代表的运动模式。过去很少有学者对脊柱的运动模式进行研究,但脊柱的运动模式在小关节面、椎间盘、后纵韧带以及相邻节段的负荷承载和传输方面都有影响。
Dynesys系统就像一个内部支架装置一样,能在椎体后部结构、纤维环和后纵韧带产生张力。它能使后部小关节的接合面回复到原来的位置和功能,改善椎间盘缺少黏弹性而导致的活动障碍,并恢复后部结构的张力。这些改变能恢复脊柱节段旋转中心,产生一个改善椎间盘生理的解剖学环境。间隔器的弹性保证了一定程度的活动度并限制了在毗邻节段水平的长期生物力学压力。Dynesys动态平衡系统适用于在脊柱运动节段退变期间及在动态摄片(屈伸活动)中运动节段明显的过度运动期间治疗椎间盘的失稳。Dynesys系统既减少前屈又减少后伸,还允许脊柱有限的活动。Schmoelz等[11]指出,Dynesys系统在主要3个负荷传输方向上都比椎弓根固定更加具有弹性,但仍比正常脊柱僵硬很多。
, http://www.100md.com
在植入Dynesys系统后,Schmoelz等[8]在体外试验中发现对连接的椎间盘内压力有影响。在中立无负荷位,受损脊柱和植入Dynesys系统都对椎间盘静水压有较小影响,但无差异性。与完整状态脊柱相比,受损脊柱植入Dynesys后在侧屈活动中能减轻连接的椎间盘负荷承受;在轴向旋转中,对椎间盘的负荷承受仅有轻微变化;在前屈活动中能减轻椎间盘内压力的大小,但略低于完整脊柱水平,并对前柱有很好的支撑作用;但与刚性内固定器相比,Dynesys系统不能在连接的椎间盘内压力上显示明显的差异。
Christina等[12]在体外试验中对脊柱活动进行综合性分析,认为Dynesys系统装置间隔器的长度对脊柱运动行为有影响,他们发现,脊柱受损后活动范围明显增大,但在安装Dynesys系统后,各个方向中不管是否存在负荷情况下,植入标准间隔器长度的节段的活动范围都要明显小于完整的脊柱,而增加和减少间隔器的长度分别能使脊柱活动节段的范围增加和减少。
3 Dynesys系统的适应证
, 百拇医药
Dynesys系统自1994年投入临床使用以来,在欧洲临床上该系统应用较广泛。尽管Dynesys系统临床应用已超过10年,但其适应证仍然不十分明确。我们仍需要推断究竟什么样的适应证适用于Dynesys系统。Dynesys系统能保持椎间盘的高度,限制运动节段的过度活动。Husson等[13]和Kirkaldy-Willis[14]在研究中指出,最适宜使用动态平衡固定治疗腰椎退变疾病的为椎间盘突出和由此引发的活动性增加或减少、功能性不稳以及单节段或多节段的狭窄,故适用于可自我恢复的椎间盘不稳性疾病以及椎间盘高度丢失伴有较小的节段间位移或病变椎间盘高度正常但伴有明显滑移者[7]。这些椎间盘不稳性疾病最终形成临床上动态的椎管狭窄。
Dynesys系统的禁忌证为:①退变性脊柱侧凸大于10°;②滑脱大于Ⅰ度;③肥胖;④以往融合节段;⑤其他:椎间盘间隙狭窄,骨质疏松症。
4 Dynesys系统的临床结果
Schnake等[15]在一组26例患者因椎管狭窄和退行性脊柱滑脱使用Dynesys系统动态稳定装置治疗后的2年随访中发现明显的疼痛缓解,62.5%的患者恢复了以前的工作。Bordes-Monmeneu等[16]在另一组94例退行性椎间盘疾病和腰椎管狭窄的患者身上使用同样的装置,发现良好的恢复工作率(82%)和Oswestry功能评分明显改善,96.8%的患者腿痛缓解,70%的患者腰痛消失。笔者得出结论,Dynesys系统能保留节段活动,并在中期能显示出良好的临床和放射学结果。, http://www.100md.com(刘先春,蒋国强,卢 斌)
[关键词] 动力性固定;腰椎;退变性疾病;动态中和固定系统
[中图分类号] R681.5+3 [文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2010)06(b)-010-03
腰椎融合固定是治疗腰椎不稳、滑脱等腰椎退变性疾病的常用而有效的方法,随着内固定器械和融合方法的发展,临床融合率有了显著的提高,但临床疗效没有得到相应的提高[1],并且有学者指出,融合术后加速了相邻节段的退变[2-4]。因此,腰椎退变的理想治疗方式应是退变的节段重新建立稳定,并能保证椎间充分的活动性以预防相邻节段的退变。近十余年来,一些国内外学者相继提出应用动力固定装置来治疗腰椎退变性疾病。近年来动力性固定系统种类发展较快,其中应用较广泛和相关文献报道较多的主要是动态中和固定系统(dynamic neutralization system,Dynesys)。现将有关文献综述如下:
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1 Dynesys系统的原理和构造
腰椎及椎间盘退变的过程是自然发生的,是一个无痛的过程,但如果腰椎间稳定性发生改变,就会出现疼痛,并产生相应的症状。理想的治疗应该是腰椎退变的节段重新建立稳定,并能保持椎间良好的活动性以预防相邻节段的退变。因此,理想的固定系统应该能重新建立整个脊柱的生理力学结构,而不会加重相邻节段的病理变化[5-6]。Dynesys系统在保护椎间盘和小关节的同时提供动态稳定和恢复脊柱力学结构,以正常的解剖学位置为标准稳定1个或多个相邻椎体位置,使导致疼痛的异常活动被限制和控制(但不是完全消除),活动节段被复位至“生理平衡”的位置[7-8]。
1994年,Zimmer公司(瑞士)推出的Dynesys系统是由钛合金椎弓根螺钉、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)构成的弹性间隔器和多聚脂纤维(PET)绳构成的张力带共同组成的固定系统。为了承受压缩载荷,弹性间隔器被置于两侧椎弓根螺钉头部之间;同样为了承受拉伸力,由穿过中空间隔器的PET绳固定于椎弓根螺钉头部并被预先拉长。Dynesys系统作为腰椎退变疾病融合治疗的替代治疗,能使脊柱后部结构恢复到近似正常生理解剖位置,从而保留节段间的活动和降低关节面负荷的承受。Dynesys装置植入后控制了活动障碍,消除了节段间的机械性不稳,达到机械性中立位,限制了膨出的椎间盘,重建了新的节段间旋转中心,终止了节段间的异常压力,并有可能恢复软骨与椎间盘内环境之间的生理交换。这样在后一阶段能够再次水化,椎间盘的部分组织重生。
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Dynesys系统中和了椎间盘的压力并不会带给小关节额外负荷[9],这就解释了为什么Dynesys系统能减缓退行性变的进展或加速,动物模型和有限元分析试验揭示这些压力是造成退行性变进展或加速的原因[10]。生物力学研究证明此装置的弹性系数接近于正常脊柱的弹性系数,Dynesys系统能恢复受损脊柱的稳定性接近于正常健康脊柱[7]。
2 Dynesys系统的生物力学特性
对脊柱非融合技术来说,综合的生物力学评估是必要的。脊柱动态稳定的目的是恢复脊柱活动节段正常的运动,这不仅包括运动范围,而且包括以瞬时旋转轴的位置和方向为代表的运动模式。过去很少有学者对脊柱的运动模式进行研究,但脊柱的运动模式在小关节面、椎间盘、后纵韧带以及相邻节段的负荷承载和传输方面都有影响。
Dynesys系统就像一个内部支架装置一样,能在椎体后部结构、纤维环和后纵韧带产生张力。它能使后部小关节的接合面回复到原来的位置和功能,改善椎间盘缺少黏弹性而导致的活动障碍,并恢复后部结构的张力。这些改变能恢复脊柱节段旋转中心,产生一个改善椎间盘生理的解剖学环境。间隔器的弹性保证了一定程度的活动度并限制了在毗邻节段水平的长期生物力学压力。Dynesys动态平衡系统适用于在脊柱运动节段退变期间及在动态摄片(屈伸活动)中运动节段明显的过度运动期间治疗椎间盘的失稳。Dynesys系统既减少前屈又减少后伸,还允许脊柱有限的活动。Schmoelz等[11]指出,Dynesys系统在主要3个负荷传输方向上都比椎弓根固定更加具有弹性,但仍比正常脊柱僵硬很多。
, http://www.100md.com
在植入Dynesys系统后,Schmoelz等[8]在体外试验中发现对连接的椎间盘内压力有影响。在中立无负荷位,受损脊柱和植入Dynesys系统都对椎间盘静水压有较小影响,但无差异性。与完整状态脊柱相比,受损脊柱植入Dynesys后在侧屈活动中能减轻连接的椎间盘负荷承受;在轴向旋转中,对椎间盘的负荷承受仅有轻微变化;在前屈活动中能减轻椎间盘内压力的大小,但略低于完整脊柱水平,并对前柱有很好的支撑作用;但与刚性内固定器相比,Dynesys系统不能在连接的椎间盘内压力上显示明显的差异。
Christina等[12]在体外试验中对脊柱活动进行综合性分析,认为Dynesys系统装置间隔器的长度对脊柱运动行为有影响,他们发现,脊柱受损后活动范围明显增大,但在安装Dynesys系统后,各个方向中不管是否存在负荷情况下,植入标准间隔器长度的节段的活动范围都要明显小于完整的脊柱,而增加和减少间隔器的长度分别能使脊柱活动节段的范围增加和减少。
3 Dynesys系统的适应证
, 百拇医药
Dynesys系统自1994年投入临床使用以来,在欧洲临床上该系统应用较广泛。尽管Dynesys系统临床应用已超过10年,但其适应证仍然不十分明确。我们仍需要推断究竟什么样的适应证适用于Dynesys系统。Dynesys系统能保持椎间盘的高度,限制运动节段的过度活动。Husson等[13]和Kirkaldy-Willis[14]在研究中指出,最适宜使用动态平衡固定治疗腰椎退变疾病的为椎间盘突出和由此引发的活动性增加或减少、功能性不稳以及单节段或多节段的狭窄,故适用于可自我恢复的椎间盘不稳性疾病以及椎间盘高度丢失伴有较小的节段间位移或病变椎间盘高度正常但伴有明显滑移者[7]。这些椎间盘不稳性疾病最终形成临床上动态的椎管狭窄。
Dynesys系统的禁忌证为:①退变性脊柱侧凸大于10°;②滑脱大于Ⅰ度;③肥胖;④以往融合节段;⑤其他:椎间盘间隙狭窄,骨质疏松症。
4 Dynesys系统的临床结果
Schnake等[15]在一组26例患者因椎管狭窄和退行性脊柱滑脱使用Dynesys系统动态稳定装置治疗后的2年随访中发现明显的疼痛缓解,62.5%的患者恢复了以前的工作。Bordes-Monmeneu等[16]在另一组94例退行性椎间盘疾病和腰椎管狭窄的患者身上使用同样的装置,发现良好的恢复工作率(82%)和Oswestry功能评分明显改善,96.8%的患者腿痛缓解,70%的患者腰痛消失。笔者得出结论,Dynesys系统能保留节段活动,并在中期能显示出良好的临床和放射学结果。, http://www.100md.com(刘先春,蒋国强,卢 斌)