椎間盤不對稱切除對小關(guān)節(jié)壓力及腰椎穩(wěn)定性的影響.pdf

1、退行性腰椎側(cè)凸（Degenerative lumbar scoliosis，DLS）是骨骼成熟后腰椎在冠狀面出現(xiàn)Cobb角度大于10°的側(cè)凸畸形，50歲以上人群退行性腰椎側(cè)凸發(fā)生率約為6％。隨著社會老齡化的發(fā)展，退行性腰椎側(cè)凸的發(fā)生越來越常見，已經(jīng)成為中老年人出現(xiàn)腰背部疼痛、下肢疼痛和神經(jīng)源性跛行等癥狀的重要原因。目前一般認(rèn)為退行性腰椎側(cè)凸的發(fā)生主要是由于腰椎不同節(jié)段椎間盤不對稱退變、椎間盤產(chǎn)生楔形變、椎間隙高度不對稱降低，使后方小關(guān)節(jié)

2、受力增大和不均，產(chǎn)生小關(guān)節(jié)不對稱退變，引起腰椎不對稱載荷，最終導(dǎo)致腰椎在三維平面的畸形。
　　正常生理狀態(tài)下，腰椎間盤除了承擔(dān)脊柱前方的軸向載荷，纖維環(huán)還具有抗?fàn)坷?、抗剪切及抗扭轉(zhuǎn)等生物力學(xué)特性，在維持椎間盤的完整中起著舉足輕重的作用，對纖維環(huán)作用的研究有助于臨床診斷時更為便捷地掌握椎間盤及其運(yùn)動節(jié)段的生物力學(xué)狀態(tài)，從而制定相應(yīng)的治療方案。目前普遍認(rèn)為椎間盤不對稱退變是退行性腰椎側(cè)凸的主要原因和起始因素之一，在退行性腰椎側(cè)凸發(fā)生發(fā)

3、展中起著舉足輕重的作用。
　　對于退行性腰椎側(cè)凸發(fā)生發(fā)展的具體機(jī)制目前仍不甚清楚，有學(xué)者通過改變椎間盤來建立脊柱側(cè)凸模型，但僅限于動物研究。而且退行性腰椎側(cè)凸的人體標(biāo)本難以獲得，很難直接對退行性腰椎側(cè)凸人體標(biāo)本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。因此，本實(shí)驗(yàn)通過對人體標(biāo)本L2-L3節(jié)段椎間盤不對稱逐級切除，模擬退行性腰椎側(cè)凸腰椎發(fā)生椎間盤不對稱退變、椎間隙高度不對稱降低，繼而觀察腰椎運(yùn)動范圍(Range of motion，ROM)、中性區(qū)(Neutr

4、alzone，NZ)和后方小關(guān)節(jié)壓力變化，以了解椎間盤和小關(guān)節(jié)在退行性腰椎側(cè)凸中的發(fā)生機(jī)制，同時探討腰椎間盤部分切除后對脊柱的生物力學(xué)作用。
　　目的：
　　1、探討腰椎L2-L3節(jié)段椎間盤不對稱切除對小關(guān)節(jié)壓力的影響
　　2、探討腰椎L2-L3節(jié)段椎間盤不對稱切除對腰椎穩(wěn)定性的影響
　　方法：
　　1、材料與方法
　　1.1實(shí)驗(yàn)材料
　　采用7具無脊柱疾患的新鮮成人尸體脊柱制成7個L2-L3功

5、能單位，剔除標(biāo)本肌肉及脂肪等軟組織，保留椎間盤、韌帶、關(guān)節(jié)囊及骨性結(jié)構(gòu)的完整。標(biāo)本用雙層塑料袋密封，儲存在-20℃冰箱中備用，實(shí)驗(yàn)前8h取出，室溫下自然解凍。標(biāo)本上、下兩端用牙托石膏粉包埋。在實(shí)驗(yàn)過程中隨時用生理鹽水噴灑使標(biāo)本保持濕潤。
　　1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
　　脊柱三維試驗(yàn)機(jī)，Optotrak Certus三維運(yùn)動測量系統(tǒng)(NDI公司，加拿大)，壓力分布測量系統(tǒng)和6900型壓力傳感器感應(yīng)片(Tekscan公司，美國)。

6、>　　1.3生物力學(xué)測試
　　1.3.1實(shí)驗(yàn)分組實(shí)驗(yàn)分3組:①完整椎間盤(Intact)組;②1/4椎間盤切除(1/4Discectomy，1/4 Dis)組;③1/2椎間盤切除(1/2 Discectomy，1/2 Dis)組。根據(jù)隨機(jī)化原則，3例標(biāo)本切除左側(cè)椎間盤，4例切除右側(cè)椎間盤。
　　1.3.2模型制備游標(biāo)卡尺測量椎間盤橫徑后用尖刀于1/4、1/2橫徑處垂直椎間盤切入，再上下終板平行切入，行1/4、1/2椎間盤切除

7、。L2和L3椎體通過克氏針連接各放置4個紅外線標(biāo)志，應(yīng)用Optotrak Certus三維運(yùn)動測量系統(tǒng)采集標(biāo)志點(diǎn)的運(yùn)動范圍、中性區(qū)。用尖刀在L2-L3節(jié)段兩側(cè)的小關(guān)節(jié)囊上做長14mm切口，將約14 mm×14 mm大小感應(yīng)片插入小關(guān)節(jié)間隙，記錄雙側(cè)小關(guān)節(jié)壓力。
　　1.3.3生物力學(xué)測試采用脊柱試驗(yàn)機(jī)對標(biāo)本施加7.5 N·m的屈伸(Flexionextension，F(xiàn)E)、側(cè)彎(Lateral bending，LB)和軸向旋轉(zhuǎn)(A

8、xial rotation，AR)方向的純力偶矩各3次，加載速度為1°/s，分析第3次加載循環(huán)時L2-L3節(jié)段運(yùn)動范圍、中性區(qū)和小關(guān)節(jié)壓力。
　　1.4數(shù)據(jù)分析
　　采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件的重復(fù)測量方差分析處理不同組間數(shù)據(jù)，組間比較采用Bonfferoni檢驗(yàn)，采用配對t檢驗(yàn)比較同一組中左右兩側(cè)數(shù)據(jù)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
　　結(jié)果：
　　實(shí)驗(yàn)過程中觀察到，完整椎間盤狀態(tài)下，軸向旋轉(zhuǎn)時同側(cè)小關(guān)節(jié)不受壓力，而

9、對側(cè)小關(guān)節(jié)承受壓力，且旋轉(zhuǎn)至最大腰椎運(yùn)動范圍時壓力最大，左、右側(cè)小關(guān)節(jié)壓力在左、右旋過程中交替上升;側(cè)彎時對側(cè)小關(guān)節(jié)幾乎不受力，而同側(cè)小關(guān)節(jié)承受壓力，且側(cè)彎至最大腰椎運(yùn)動范圍時壓力最大;后伸時兩側(cè)小關(guān)節(jié)均受力，且后伸至最大腰椎運(yùn)動范圍時兩側(cè)小關(guān)節(jié)壓力同時達(dá)到最大值;前屈時兩側(cè)小關(guān)節(jié)幾乎不受力，故未分析前屈方向小關(guān)節(jié)壓力變化。完整椎間盤時側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)方向的小關(guān)節(jié)兩側(cè)平均壓力分別為15.45N、60.94 N，左右兩側(cè)無差異(P＞0.05)，

10、但后伸方向非切除側(cè)小關(guān)節(jié)壓力(13.73 N)大于切除側(cè)(7.81N)(P=0.020)。隨著腰椎間盤切除范圍擴(kuò)大，兩側(cè)小關(guān)節(jié)壓力變化有差別。后伸方向，1/4椎間盤切除狀態(tài)下非切除側(cè)小關(guān)節(jié)壓力顯著性增大(P＜0.05);側(cè)彎方向，1/2椎間盤切除狀態(tài)下的兩側(cè)小關(guān)節(jié)壓力均有顯著性增大（P＜0.05），非切除側(cè)小關(guān)節(jié)壓力比1/4椎間盤切除狀態(tài)也有顯著性增大(P＜0.05);軸向旋轉(zhuǎn)方向，1/2椎間盤切除狀態(tài)下僅切除側(cè)小關(guān)節(jié)壓力顯著性增大(P

11、＜0.05)。
　　完整椎間盤時，前屈、后伸、側(cè)彎和軸向旋轉(zhuǎn)方向腰椎運(yùn)動范圍分別為6.40°、3.37°、10.13°、3.96°，側(cè)彎和軸向旋轉(zhuǎn)的腰椎運(yùn)動范圍在左、右兩側(cè)無差異(P＞0.05)。在1/4椎間盤切除、1/2椎間盤切除時，切除側(cè)側(cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)與對側(cè)腰椎運(yùn)動范圍均無差別(P＞0.05)。隨著椎間盤切除范圍擴(kuò)大，軸向旋轉(zhuǎn)、側(cè)彎方向腰椎運(yùn)動范圍也逐漸增大，1/4椎間盤切除、1/2椎間盤切除的腰椎運(yùn)動范圍均大于完整椎間盤(P

12、＜0.05)，但前屈方向各組間腰椎運(yùn)動范圍無差別(P＞0.05)。
　　在屈伸方向，1/2椎間盤切除狀態(tài)的中性區(qū)較完整椎間盤時顯著性增加(P＜0.05)，1/4椎間盤切除狀態(tài)的中性區(qū)和完整椎間盤時比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，兩種椎間盤切除狀態(tài)時的中性區(qū)差異也無顯著性(P＞0.05);在側(cè)彎方向，1/2椎間盤切除和1/4椎間盤切除狀態(tài)都比完整椎間盤時的中性區(qū)顯著增大(P＜0.05)，兩種椎間盤切除狀態(tài)時的中性區(qū)差異則無顯著性(

13、P＞0.05);在旋轉(zhuǎn)方向，1/2椎間盤切除比1/4椎間盤切除狀態(tài)、完整椎間盤時的中性區(qū)都顯著增大(P＜0.05)，1/4椎間盤切除狀態(tài)的中性區(qū)和完整椎間盤時比較則無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。
　　結(jié)論：
　　1、腰椎間盤不對稱切除導(dǎo)致腰椎在后伸、側(cè)彎和軸向旋轉(zhuǎn)方向穩(wěn)定性下降和小關(guān)節(jié)壓力不對稱性增大，提示腰椎間盤不對稱退變引起腰椎不穩(wěn)和小關(guān)節(jié)壓力增大可產(chǎn)生腰痛;
　　2、摘除髓核或切開纖維環(huán)手術(shù)，應(yīng)盡量多保留纖維環(huán)的