脊柱內(nèi)固定原理

1、脊柱內(nèi)固定原理,寇萬福,脊柱內(nèi)固定發(fā)展史,最初是為治療脊柱側(cè)彎設(shè)計(jì)的： 作為臨時(shí)復(fù)位系統(tǒng)并輔助脊柱融合上世紀(jì)60年代， Harrington和Luqne問世后，擴(kuò)大到脊柱創(chuàng)傷治療上世紀(jì)70年代，椎弓根螺釘裝置，例如Dick釘、RF釘桿裝置上世紀(jì)80年代，由法國(guó)的Cotrel和Dubousset發(fā)明了C-D釘棒結(jié)合裝置系統(tǒng),三柱理論,1983年Denis提出三柱分類概念，提出脊柱的穩(wěn)定性有賴于中柱的完整，并強(qiáng)調(diào)后方韌帶復(fù)合結(jié)構(gòu)

2、對(duì)穩(wěn)定性的作用。Denis提出三柱分類：將脊柱分為前、中、后三柱。前柱：前縱韌帶、椎體前二分之一、椎間盤的前部。中柱：椎體后二分之一、椎間盤后半部分、后縱韌帶和椎管。后柱：關(guān)節(jié)突、黃韌帶、棘間韌帶、棘上韌帶。,前柱承擔(dān)80％的應(yīng)力,中柱和后柱承擔(dān)20％應(yīng)力,,,前柱,中柱,后柱,脊柱手術(shù)三大原則,減壓固定融合,固定原則,重新再分配脊椎載荷限制局部運(yùn)動(dòng)從而維持穩(wěn)定在穩(wěn)定的環(huán)境中，促進(jìn)堅(jiān)固的骨融合,,,,脊柱融合術(shù),原理

3、：以病變椎體為中心，在病變的上一個(gè)椎體和下一個(gè)椎體之間進(jìn)行融合，使其成為一個(gè)整體。作用：限制運(yùn)動(dòng) 維持解剖 防止畸形發(fā)生,脊柱融合術(shù),范圍：腫瘤---病變節(jié)段上一個(gè)正常椎體到下一個(gè) 正常椎體；畸形---包括整個(gè)畸形區(qū)域，再加上一個(gè)椎體及下一個(gè)椎體位置： 前---椎體間植骨 后---關(guān)節(jié)突植骨植骨的來源：自體骨：髂骨，肋

4、骨，脛骨，腓骨 異體骨,脊柱融合術(shù),內(nèi)固定物的要求： 1，很好的生物相容性 2，恢復(fù)脊柱正常的解剖關(guān)系和穩(wěn)定性 3，限制脊柱的自由度 4，簡(jiǎn)單安全，容易安裝 5，有足夠的強(qiáng)度，以去除外支架 6，不影響術(shù)后影像學(xué)檢查（CT,MRI）,內(nèi)置物的基本構(gòu)成,長(zhǎng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)：棒，鋼板，線纜固定椎體構(gòu)件：椎弓根螺釘，椎板鉤，椎板下鋼絲，前方

5、椎體螺釘將二者連接起來的連接部分,張力帶法則,融合期間載荷分布的變化,正常情況下，椎體支撐近75%~80%的脊柱壓力載荷，而后部結(jié)構(gòu)支撐余下的20%~25%放置植骨塊或者器械構(gòu)件后，載荷會(huì)從椎體向植骨塊或內(nèi)置物轉(zhuǎn)移固定的內(nèi)置物將為主要的載荷支持部分，隨后將會(huì)有骨的重塑,,,,,,隨時(shí)間變化，植骨塊與內(nèi)固定材料支持載荷的分布發(fā)生改變,融合期間載荷分布的變化,載荷分布法則,椎間盤與椎體后部完整腰椎的載荷分布關(guān)節(jié)突承受17%垂

6、直壓力90%的垂直壓力通過椎體與椎間盤所有綜合力量大于100%是因?yàn)槎鄠€(gè)方向的合力,后路器械力的分布,載荷分布法則,對(duì)于應(yīng)用后路脊柱內(nèi)固定器械，應(yīng)理解和采取張力帶法則進(jìn)行脊柱載荷再分布從臨床的觀察的結(jié)果，可以看到脊柱背側(cè)起分離作用的力阻礙了脊柱的正常生物力學(xué)行為；而背側(cè)發(fā)生加壓作用的內(nèi)固定系統(tǒng)，卻與正常生物力學(xué)相接近脊柱前柱包括椎體和椎間盤，當(dāng)其中一部分存在缺陷時(shí)，僅依靠后路內(nèi)固定器械則難以達(dá)到前柱的理想載荷分布。因此，需行前路

7、支撐植骨或其他方法的脊柱前路重建,載荷分布法則,脊柱內(nèi)固定器械,脊柱內(nèi)固定器械的優(yōu)點(diǎn),脊柱復(fù)位（側(cè)彎，后突，滑脫）維持復(fù)位的穩(wěn)定，防止畸形進(jìn)一步發(fā)展促進(jìn)骨性融合,內(nèi)固定類型,單純螺釘（拉力螺釘）單純鋼絲（作為張力帶）鉤棒結(jié)合釘棒結(jié)合鋼絲與棒結(jié)合鋼板與螺釘結(jié)合,頸 椎 器 械-螺釘,頸椎單純的螺釘固定最初設(shè)計(jì)是為了治療上頸椎的不穩(wěn)定C1-C2后路關(guān)節(jié)間螺釘固定技術(shù)是由Magerl發(fā)展的可使C1-C2復(fù)合體保持穩(wěn)

8、定，促進(jìn)融合無需Halo支架,頸 椎 器 械-螺釘,前路單純螺釘固定用于齒狀突II型骨折的軸向固定 適應(yīng)證：禁忌用Halo架的病人；C1-C2的運(yùn)動(dòng)對(duì)于病人很重要的病人生物力學(xué)及臨床數(shù)據(jù)表明，單螺釘比雙螺釘 更有效,頸 椎 器 械-鋼絲,后路鋼絲技術(shù)是張力帶技術(shù)禁忌證：后方附件骨折或缺損存在嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)或矢狀面不穩(wěn)定在扭轉(zhuǎn)或伸展時(shí)，鋼絲的穩(wěn)定性不如側(cè)塊鋼板,頸 椎 器 械-鉤棒,用于頸椎的鉤棒系統(tǒng)包括：椎板夾和

9、兒童鉤棒系統(tǒng)椎板夾系統(tǒng)適用于單節(jié)段頸椎不穩(wěn)定在上頸椎，椎板夾系統(tǒng)并不比螺釘技術(shù)更穩(wěn)定在中，下頸椎，椎板夾可能侵占椎管，因此操作時(shí)要小心,頸 椎 器 械-前路鋼板,前路頸椎鋼板用于創(chuàng)傷已近十年生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示：在扭轉(zhuǎn)、側(cè)方彎曲和伸直的情況下，前路鋼板系統(tǒng)與后路鋼絲提供同樣的穩(wěn)定性；在后柱不穩(wěn)定的屈曲情況下，前路鋼板不是很適合,頸 椎 器 械-前路鋼板,但是臨床研究顯示，前路鋼板固定植骨融可以有效地治療爆裂骨折；頸椎半脫位

10、合并椎間盤突出和頸椎腫瘤；還可以有效地應(yīng)用于假關(guān)節(jié)融合以及進(jìn)行多節(jié)段融合。,頸 椎 器 械-前路鋼板,適應(yīng)證： 創(chuàng)傷：椎間盤突出合并半脫位 伸直型淚滴骨折 爆裂骨折 嚴(yán)重旋轉(zhuǎn)型損傷，需前后內(nèi)固定 退行性變：類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎造成的多節(jié)段不穩(wěn)定、假關(guān)節(jié) 腫瘤,頸 椎 器 械-后路鋼板,在上頸椎，螺釘可以通關(guān)節(jié)，穿過C1-C2的關(guān)節(jié)進(jìn)行固定，也

11、可以打入C2的椎弓根。C3-C6固定在側(cè)塊上C7既可以固定椎弓根，也可以固定側(cè)塊,頸 椎 器 械-后路鋼板,為了保護(hù)椎動(dòng)脈，脊髓和神經(jīng)根，每個(gè)病人在術(shù)前均應(yīng)進(jìn)行放射學(xué)檢查以確定側(cè)塊的正確位置；術(shù)中放置螺釘時(shí)要小心謹(jǐn)慎,頸 椎 器 械-后路鋼板,適應(yīng)證： 創(chuàng)傷：不需椎體切除的爆裂骨折 合并后方骨折的脫位或半脫位 嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)畸形需前

12、后路固定 退行性變：椎板切除后進(jìn)行多節(jié)段融合 截骨矯形后不穩(wěn)定 枕頸融合，去除Halo架,后路胸腰椎器械-鋼絲,螺釘關(guān)節(jié)間固定最初是用于一個(gè)或兩個(gè)節(jié)段腰椎融合當(dāng)不需堅(jiān)強(qiáng)固定或不需復(fù)位時(shí)，可以輔助融合雖然一些作者報(bào)道了它的高融合率，但其他一些報(bào)道顯示其效果不如椎弓根螺釘,后路胸腰椎器械-鋼絲,單純后路鋼絲很少應(yīng)用

13、于胸椎和腰椎Luque首先將節(jié)段性棒與鋼絲技術(shù)應(yīng)用與臨床用Luque技術(shù)治療側(cè)彎和后突的效果很好，但穿過椎板的路徑中會(huì)有神經(jīng)損害危險(xiǎn)，如使用線纜可以減少危險(xiǎn),后路胸腰椎器械-鋼絲,適應(yīng)證：神經(jīng)肌肉性側(cè)彎 側(cè)彎合并胸椎前突 特發(fā)性側(cè)彎禁忌證：椎管狹窄 后突 腰椎一般不用鋼絲,后路胸腰椎器械-鉤棒,胸腰椎后路鉤棒系統(tǒng)分為節(jié)

14、段性與非節(jié)段性非節(jié)段性：Harrington 和 Knodt系統(tǒng)Harrington系統(tǒng)很少用于腰椎側(cè)彎，后路單純撐開會(huì)引起平背畸形,后路胸腰椎器械-鉤棒,節(jié)段性固定最早是由Cotrel描述的：CD首先應(yīng)用于側(cè)彎和創(chuàng)傷在腰椎（特別在下腰段），最好用椎弓根螺釘代替椎板鉤側(cè)彎病人建議使用雙棒結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)橫連,后路胸腰椎器械,對(duì)脊柱器械已進(jìn)行了廣泛的基礎(chǔ)科學(xué)的研究動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明：后路脊柱內(nèi)固定可以促進(jìn)骨的融合當(dāng)內(nèi)固定的

15、強(qiáng)度增加時(shí)，融合骨塊的強(qiáng)度也隨之增加。但是，強(qiáng)度增加的越多，會(huì)發(fā)生與器械有關(guān)的骨質(zhì)減少。這種骨質(zhì)疏松是否具有臨床意義還不清楚,SINO,UPASS,后路胸腰椎器械,體外的生物力學(xué)測(cè)試顯示脊柱內(nèi)固定器械可以增加脊柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定通常，脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)分為限制性與非限制性非限制性系統(tǒng)的疲勞壽命較長(zhǎng)，通常失敗是由于松動(dòng)而不是斷裂。,后路胸腰椎器械-釘板,椎弓根螺釘系統(tǒng)首先由Harrington使用，由Roy-Camille推廣椎弓根螺釘比骨鉤

16、或鋼絲穩(wěn)定性更好優(yōu)勢(shì)：滑脫復(fù)位，穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)節(jié)段，矯正畸形。提高融合率劣勢(shì)：風(fēng)險(xiǎn)高（出血多，時(shí)間長(zhǎng)，感染率高），醫(yī)生的水平要求高，并發(fā)癥（椎弓根骨折，神經(jīng)根損傷，脊髓損傷，血管損傷）,后路胸腰椎器械-釘棒 釘板,適應(yīng)證： 滑脫復(fù)位 退行性變?nèi)诤?假關(guān)節(jié)修補(bǔ) 腰椎側(cè)彎中 下腰椎爆裂骨折不穩(wěn)定 腫瘤切除后重建,椎間融合器,椎間融合器最早是從后路放在椎間隙，作

17、為分擔(dān)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，材料是碳纖維的早期融合器是裝滿植骨塊后打入椎間隙，由于沒有內(nèi)在的穩(wěn)定性，使用時(shí)要求與后路椎弓根螺釘系統(tǒng)配合使用,椎間融合器,帶螺紋的融合器經(jīng)生物力學(xué)測(cè)定，在屈曲和側(cè)向彎曲時(shí)穩(wěn)定性明顯提高。拔出力也高于取出骨樁的力。水平放置兩個(gè)帶螺紋的融合器比單獨(dú)放置一個(gè)要穩(wěn)定，其穩(wěn)定性可以與椎間植骨伴后路椎弓根固定相比擬。,椎間融合器,后來的發(fā)展：既有前路，又有后路帶螺紋的圓柱形融合器最近發(fā)展為可從鏡下放置,椎間融合器,生物力學(xué)

18、上，椎間融合器的功能是通過撐開（纖維環(huán)，關(guān)節(jié)囊，韌帶）的作用達(dá)到增加椎間節(jié)段的穩(wěn)定。長(zhǎng)期的穩(wěn)定來自通過Cage椎體終板的骨愈合。,椎間融合器,臨床上，最近的前瞻性研究表明，對(duì)于椎間盤源性疼痛的治療，椎間融合器的效果等于或高于多數(shù)傳統(tǒng)的方法。,椎間融合器,雖然使用Cage的適應(yīng)證沒有明確的限制，但更適合以下病人： 單節(jié)段病變 無心理障礙 非手術(shù)治療至少6個(gè)月以上沒有好轉(zhuǎn),椎間融合器,直立的融合器（Mesh），