引用本文: 武文杰, 刘浩, 洪瑛, 龚全, 李涛, 刘立岷, 宋跃明. Vectra-T动态钢板治疗颈椎病的早期疗效研究. 中国循证医学杂志, 2014, 14(10): 1185-1189. doi: 10.7507/1672-2531.20140191 复制
自20多年前Bohler和Casper等[1, 2]第一次将钢板用于颈椎前路融合术后,颈椎减压融合钢板内固定技术在临床上的应用越来越普遍[3, 4]。许多研究认为其具有良好的临床效果和影像学稳定性,而椎体切除后有关植骨物质性质及填充方式的选择仍存在争议[5]。钛网因其可以提供颈椎前方的支撑植骨,避免从髂骨取骨的相关并发症,而被广泛应用在颈椎前路减压融合术中[6-9]。目前,颈前路钢板加钛网治疗颈椎病的疗效已得到广泛认可。然而,随着生物力学研究的深入,传统的限制性钢板过度坚强的特性所造成的植骨块延迟愈合或不愈合的问题也引起了学者们注意[10]。近年来,针对限制性钢板的缺点而设计的非限制性钢板已越来越多地应用于临床,此类钢板能分担更多的压力于植骨块,从而促进植骨块的融合[11-13]。我科自2010年在临床中应用一种新型非限制性钢板——Vectra-T动态钢板(The translational anterior cervical plate system)用于颈椎病的治疗。本研究旨在对该钢板用于颈椎病治疗的疗效以及其促进颈椎椎体间植骨融合的情况进行回顾性分析,以期为其临床应用提供依据。
1 对象与方法
1.1 研究对象
纳入分析的患者为四川大学华西医院骨科2010年6月~2012年10月住院治疗的20例(44个节段)颈椎病患者。其中男性12例,女性8例,年龄44~75岁,平均58.1±10.14岁;病程1~120个月,平均23个月。所有患者均经过两位专科医师详细询问病史和体格检查,以及必要的辅助检查,诊断明确。患者排除标准为:既往有颈椎前路手术史、邻近节段骨性融合、颈椎创伤、适应人工椎间盘置换术且欲行人工颈椎间盘置换、风湿性关节炎活动期、严重的骨质疏松、全身或局部感染和恶性肿瘤等。
1.2 研究方法
所有患者均采用标准颈椎前路手术方式,彻底减压,修剪钛网至所需长度,内腔填充减压获得的碎骨块并嵌紧,然后将此钛网植入减压槽内。所有患者均选择适宜长度的钢板按操作规则安置固定,术后1天颈托保护下下床行走,5~7天内出院,颈托保护3个月,进行康复训练。
钛网沉陷诊断标准:术后即刻、术后3、6、12个月和末次随访时分别摄标准侧位X线片,测量手术节段椎体前高度、后高度,与术后1周比较,不论前高还是后高,椎间高度下降超过2 mm即视为钛网沉陷[14]。沉降率的测量:钛网的高度与上位椎体上缘至下位椎体下缘距离的比值[15, 16]。如果沉降率变化>10%,则提示具有严重的不稳定。
1.3 疗效考核指标
患者术前均摄颈椎正侧位片、过伸、过屈位X线片、CT、MRI检查,明确病变部位、性质、脊髓损害程度和手术节段。手术前后及末次随访时对患者症状体征采用JOA评分进行评定。术后和随访时均复查颈椎正侧位、过伸过屈片。术后3、6、12个月复查CT,通过影像学检查了解颈椎曲度变化、椎体间融合状况和钛网下沉情况。椎体间的融合情况:在螺钉或钛网与骨接触面上无透亮带形成;在颈椎动力位片上,椎体间的活动度 < 5°,棘突间隙改变 < 1 mm;CT重建扫描图像上,钛网周围或整个钛网内有明显的骨长入连续性。沉降率评估方法:钛网的高度与上位椎体上缘至下位椎体下缘距离的比值[14, 15]。
1.4 统计分析
统计分析采用SPSS 19.0软件,对术前、术后、随访时的融和节段及颈椎整体矢状位曲度、术前、术后,随访时JOA评分进行t检验,检验水准为α=0.05。
2 结果
2.1 纳入患者术前基本情况
患者术前基本情况见表 1。患者平均手术时间为145 min,平均失血量50±0.84 mL(约40~60 mL),平均随访时间12~30个月。术中、术后无死亡、神经损伤、深部感染、心肺功能下降等发生。术后及末次随访无钢板松动、断裂,螺钉滑出等并发症。所有患者末次随访时均获得骨性融合,无假关节形成。

2.2 患者临床功能评价
所有患者术前JOA评分为7.68±1.66分,术后为10.91±1.97分,术后JOA评分较术前平均提高3.3分,其差异有统计学意义(t=5.61,P < 0.001)。患者末次随访时JOA评分为12.74±1.27分,较术前平均提高5.06分,其差异有统计学意义(t=5.61,P < 0.001)。
2.3 患者植骨融合情况
患者植骨融合情况见图 1。患者术后拍摄颈椎正侧位和过伸过屈位片、CT扫描等观察钛网内植骨融合情况。手术节段术后均获得了骨性融合,其融合率为100%。其中1例患者在术后6个月随访中出现慢性颈部疼痛,经CT证实,手术节段已获得骨性融合,排除假关节存在的可能性。

TH:钛网高度;H1:前柱高度;H2:后柱高度;a与b的夹角:融合节段前曲度;α:颈椎整体曲度
2.4 颈椎矢状位曲度情况
患者颈椎矢状位曲度结果见表 1。影像学检查结果提示,所有患者的融合节段及颈椎整体曲度术后较术前均有改善,融合节段术后较术前平均改善3.05°(t=3.26,P < 0.005)和4.78°(t=4.91,P < 0.001),其差异均有统计学意义。末次随访时,患者的颈椎整体矢状位曲度较术后略有下降,但仍较术前明显改善(t=2.43,P < 0.05)。融合节段矢状位曲度较术后平均值上有所改善,但没有统计学意义(t=1.08,P>0.05)。
2.5 钛网下沉情况
本组病例术后3个月钛笼下沉14例,6个月出现钛笼下沉2例,12个月未见钛网下沉病例。其中有3例患者存在重度下沉(>3 mm)。沉降率变化:无变化2例,1%~4%有12例,5%~9%有6例,无10%以上病例。
3 讨论
颈椎前路钢板作为坚强的内固定在提高术后早期稳定、恢复生理曲度方面发挥了良好的作用,应用颈椎钢板可有效防止植骨块移位,为颈椎手术后提供即刻稳定,进而提高植骨的融合率,应用钢板同时可帮助恢复和维持颈椎的生理前凸[17]。本组病例采用颈椎前路Vectra-T动态钢板+钛网进行颈椎椎体间融合,结果显示所有患者均获融合,未见骨不融合的患者,融合节段前曲度及颈椎整体前曲度较术前均有明显改善。
颈椎非限制性钢板又称为动力型钢板,是指通过固定椎体的螺钉相对于钢板存在角度上或者位置上的微动来达到动力加压的效果[18]。许多研究者对限制性与非限制性钢板的生物力学进行研究发现:相对于限制性钢板,非限制性钢板可以分担更多压力负荷于椎间植骨块上,理论上这有利于植骨块融合,而且,二者的三维运动稳定性无明显差异[19-22]。Brodke等[23, 24]在有关限制性钢板和动态钢板的生物力学对比研究中发现,非限制性钢板可以分担更多载荷,因其所具有的轴向沉降特点正好可以弥补术后移植物的吸收。虽然Dubois等[25]报道使用动态钢板出现了不愈合,但其他研究者证实了颈椎动态钢板可以加速融合,具有明显优势[26, 27]。本组病例所采用的Vectra-T钢板属于非限制性钢板,具有其自身的特点:其可在头侧使用固定钉,尾侧使用可调角度的螺钉或者头侧使用可调角度的螺钉,尾侧使用固定钉。当植骨出现吸收时,可调节的螺钉角度发生变化,对植骨产生加压作用,促进植骨块的融合。Vectra-T钢板相比纯非限制系统,其优势在于不会出现过分加压导致植骨块严重塌陷。此外,其植骨/终板可视窗很大,有助于更精确地植入螺钉,具备独特的锁紧机制,使螺钉具有更大的把持力。该钢板还具有轴向沉降功能,可在一定程度上促进植骨融合。本研究共纳入20例患者,术后影像学证实均获得骨性愈合,未出现不愈合及假关节形成,也无螺钉断裂、钢板移位等并发症。上述结果证实应用Vectra-T钢板治疗颈椎病具有良好的临床效果。
虽然颈椎矢状位生理曲度变异较大[28],但已有的共识是,恢复颈椎前柱高度和生理前凸曲度对维持颈椎的远期稳定性、恢复颈椎的生物力学环境有重要意义,并有助于防止相邻节段及整个颈椎继发退变。各种颈椎前路重建术后融合节段前柱高度、矢状位前凸角度均有不同程度的丢失,这与植入物的适应性反应、融合过程中的骨吸收、骨质疏松程度等密切相关。采用不同的融合技术、使用不同的植骨材料、内固定方式的不同选择均对前路重建术后丢失的程度有重要影响,保留骨性终板、运用自体骨等植骨技术可有效保持颈椎前柱高度,恢复颈椎前凸角。本研究结果显示:融合节段及颈椎整体曲度术后较术前均有改善,术后弯曲度较术前平均改善2.98°和4.44°,其差异均有统计学意义。在末次随访时,颈椎整体矢状位曲度较术后略有下降,但仍较术前明显改善,而融合节段矢状位曲度较术后进一步改善。非限制性钢板,由于螺钉相对于钢板可以出现角度和/或位置上的位移,所以在植骨融合过程中不会出现螺钉对椎体的切割现象。而且,因为非限制性钢板可以将更多的应力载荷分担到椎间移植物上,除利于移植物融合外,由于应力负荷传导的不均匀性,椎体后部会分担较多应力,这种机制会导致移植物在融合过程中其后部发生更大的塑形,其结果就是移植物后部的压缩程度大于前部,融合椎间的角度出现了增多现象[29]。
钛网下沉的生物力学机制非常复杂,如钛网裁切方式、邻近椎体终板处理程度等[30]。本研究中16例(80%)存在钛网下沉。下沉在大多数椎体切除钛网植骨融合术不可避免,且常在骨融合之前发生,而钛网下沉的标准目前尚未完全统一。Kanayama等[31]的研究报道,15例患者融合节段高度下降在1~2 mm,7例下降高度超过3 mm。van Jonbergen等[32]认为,因存在X线片放大率的影响,钛网下沉超过3 mm才视为具有重要意义。本研究结果提示,钛网下沉2 mm视为下沉,>3 mm视为重度下沉。本研究中3例存在重度下沉。许多因素可影响钛网的下沉,老年女性尤其是绝经期以后的女性发生几率增高,因为其椎体的骨密度和终板的厚度下降严重[33]。此外,钢板的选择也会影响钛网的下沉。对于动态钢板来讲,椎体螺钉可在矢状面上微动,不具备限制型钢板对于椎体高度的维持作用,当终板不能承受钛网锐的端面传导的压应力时,钛网会发生下沉[34]。由于钛网剪裁边缘锐利,易于刺破椎体终板,造成钛网下降。近年来,对钛网两端加上顶盖,增大钛网与椎体终板的接触面积,可阻止钛网下沉。本研究中,加有顶盖的钛网并未显著增加终板接触区抵御下沉的能力。理论上讲,发生钛网沉陷后,可造成椎间高度的丢失和颈椎生理曲度的改变,椎间孔容积减小,神经根局部受到刺激,同时颈椎整体上处于力线不稳定状态,易导致神经根性症状。本研究结果显示,绝大部分患者,即使影像学提示已出现了明显钛网沉陷,但临床疗效却无明显改变。
Vectra-T颈椎前路系统的手术效果受多方面因素影响,如外科操作技术、植骨融合方式、年龄、植骨质量、骨密度等。虽然本组病例显示了良好的治疗效果、较高的融合率和较低的并发症,但由于纳入病例数较少,且为单中心回顾性研究,随访时间较短,均会影响本研究结论的可靠性。
总之,Vectra-T钢板和钛笼治疗颈椎病短期内具有良好的临床效果。它能有效恢复颈椎的曲度和高度,尽可能地恢复颈椎的生物力学环境,提供即刻的生物力学稳定,为之后的骨融合创造良好的环境,避免了自体取骨的并发症。Vectra-T钢板,植骨-终板可视窗很大,有助于更精确地植入螺钉,具备独特的锁紧机制,使螺钉具有更大的把持力。该钢板还具有轴向沉降功能,可在一定程度上促进植骨的融合。
自20多年前Bohler和Casper等[1, 2]第一次将钢板用于颈椎前路融合术后,颈椎减压融合钢板内固定技术在临床上的应用越来越普遍[3, 4]。许多研究认为其具有良好的临床效果和影像学稳定性,而椎体切除后有关植骨物质性质及填充方式的选择仍存在争议[5]。钛网因其可以提供颈椎前方的支撑植骨,避免从髂骨取骨的相关并发症,而被广泛应用在颈椎前路减压融合术中[6-9]。目前,颈前路钢板加钛网治疗颈椎病的疗效已得到广泛认可。然而,随着生物力学研究的深入,传统的限制性钢板过度坚强的特性所造成的植骨块延迟愈合或不愈合的问题也引起了学者们注意[10]。近年来,针对限制性钢板的缺点而设计的非限制性钢板已越来越多地应用于临床,此类钢板能分担更多的压力于植骨块,从而促进植骨块的融合[11-13]。我科自2010年在临床中应用一种新型非限制性钢板——Vectra-T动态钢板(The translational anterior cervical plate system)用于颈椎病的治疗。本研究旨在对该钢板用于颈椎病治疗的疗效以及其促进颈椎椎体间植骨融合的情况进行回顾性分析,以期为其临床应用提供依据。
1 对象与方法
1.1 研究对象
纳入分析的患者为四川大学华西医院骨科2010年6月~2012年10月住院治疗的20例(44个节段)颈椎病患者。其中男性12例,女性8例,年龄44~75岁,平均58.1±10.14岁;病程1~120个月,平均23个月。所有患者均经过两位专科医师详细询问病史和体格检查,以及必要的辅助检查,诊断明确。患者排除标准为:既往有颈椎前路手术史、邻近节段骨性融合、颈椎创伤、适应人工椎间盘置换术且欲行人工颈椎间盘置换、风湿性关节炎活动期、严重的骨质疏松、全身或局部感染和恶性肿瘤等。
1.2 研究方法
所有患者均采用标准颈椎前路手术方式,彻底减压,修剪钛网至所需长度,内腔填充减压获得的碎骨块并嵌紧,然后将此钛网植入减压槽内。所有患者均选择适宜长度的钢板按操作规则安置固定,术后1天颈托保护下下床行走,5~7天内出院,颈托保护3个月,进行康复训练。
钛网沉陷诊断标准:术后即刻、术后3、6、12个月和末次随访时分别摄标准侧位X线片,测量手术节段椎体前高度、后高度,与术后1周比较,不论前高还是后高,椎间高度下降超过2 mm即视为钛网沉陷[14]。沉降率的测量:钛网的高度与上位椎体上缘至下位椎体下缘距离的比值[15, 16]。如果沉降率变化>10%,则提示具有严重的不稳定。
1.3 疗效考核指标
患者术前均摄颈椎正侧位片、过伸、过屈位X线片、CT、MRI检查,明确病变部位、性质、脊髓损害程度和手术节段。手术前后及末次随访时对患者症状体征采用JOA评分进行评定。术后和随访时均复查颈椎正侧位、过伸过屈片。术后3、6、12个月复查CT,通过影像学检查了解颈椎曲度变化、椎体间融合状况和钛网下沉情况。椎体间的融合情况:在螺钉或钛网与骨接触面上无透亮带形成;在颈椎动力位片上,椎体间的活动度 < 5°,棘突间隙改变 < 1 mm;CT重建扫描图像上,钛网周围或整个钛网内有明显的骨长入连续性。沉降率评估方法:钛网的高度与上位椎体上缘至下位椎体下缘距离的比值[14, 15]。
1.4 统计分析
统计分析采用SPSS 19.0软件,对术前、术后、随访时的融和节段及颈椎整体矢状位曲度、术前、术后,随访时JOA评分进行t检验,检验水准为α=0.05。
2 结果
2.1 纳入患者术前基本情况
患者术前基本情况见表 1。患者平均手术时间为145 min,平均失血量50±0.84 mL(约40~60 mL),平均随访时间12~30个月。术中、术后无死亡、神经损伤、深部感染、心肺功能下降等发生。术后及末次随访无钢板松动、断裂,螺钉滑出等并发症。所有患者末次随访时均获得骨性融合,无假关节形成。

2.2 患者临床功能评价
所有患者术前JOA评分为7.68±1.66分,术后为10.91±1.97分,术后JOA评分较术前平均提高3.3分,其差异有统计学意义(t=5.61,P < 0.001)。患者末次随访时JOA评分为12.74±1.27分,较术前平均提高5.06分,其差异有统计学意义(t=5.61,P < 0.001)。
2.3 患者植骨融合情况
患者植骨融合情况见图 1。患者术后拍摄颈椎正侧位和过伸过屈位片、CT扫描等观察钛网内植骨融合情况。手术节段术后均获得了骨性融合,其融合率为100%。其中1例患者在术后6个月随访中出现慢性颈部疼痛,经CT证实,手术节段已获得骨性融合,排除假关节存在的可能性。

TH:钛网高度;H1:前柱高度;H2:后柱高度;a与b的夹角:融合节段前曲度;α:颈椎整体曲度
2.4 颈椎矢状位曲度情况
患者颈椎矢状位曲度结果见表 1。影像学检查结果提示,所有患者的融合节段及颈椎整体曲度术后较术前均有改善,融合节段术后较术前平均改善3.05°(t=3.26,P < 0.005)和4.78°(t=4.91,P < 0.001),其差异均有统计学意义。末次随访时,患者的颈椎整体矢状位曲度较术后略有下降,但仍较术前明显改善(t=2.43,P < 0.05)。融合节段矢状位曲度较术后平均值上有所改善,但没有统计学意义(t=1.08,P>0.05)。
2.5 钛网下沉情况
本组病例术后3个月钛笼下沉14例,6个月出现钛笼下沉2例,12个月未见钛网下沉病例。其中有3例患者存在重度下沉(>3 mm)。沉降率变化:无变化2例,1%~4%有12例,5%~9%有6例,无10%以上病例。
3 讨论
颈椎前路钢板作为坚强的内固定在提高术后早期稳定、恢复生理曲度方面发挥了良好的作用,应用颈椎钢板可有效防止植骨块移位,为颈椎手术后提供即刻稳定,进而提高植骨的融合率,应用钢板同时可帮助恢复和维持颈椎的生理前凸[17]。本组病例采用颈椎前路Vectra-T动态钢板+钛网进行颈椎椎体间融合,结果显示所有患者均获融合,未见骨不融合的患者,融合节段前曲度及颈椎整体前曲度较术前均有明显改善。
颈椎非限制性钢板又称为动力型钢板,是指通过固定椎体的螺钉相对于钢板存在角度上或者位置上的微动来达到动力加压的效果[18]。许多研究者对限制性与非限制性钢板的生物力学进行研究发现:相对于限制性钢板,非限制性钢板可以分担更多压力负荷于椎间植骨块上,理论上这有利于植骨块融合,而且,二者的三维运动稳定性无明显差异[19-22]。Brodke等[23, 24]在有关限制性钢板和动态钢板的生物力学对比研究中发现,非限制性钢板可以分担更多载荷,因其所具有的轴向沉降特点正好可以弥补术后移植物的吸收。虽然Dubois等[25]报道使用动态钢板出现了不愈合,但其他研究者证实了颈椎动态钢板可以加速融合,具有明显优势[26, 27]。本组病例所采用的Vectra-T钢板属于非限制性钢板,具有其自身的特点:其可在头侧使用固定钉,尾侧使用可调角度的螺钉或者头侧使用可调角度的螺钉,尾侧使用固定钉。当植骨出现吸收时,可调节的螺钉角度发生变化,对植骨产生加压作用,促进植骨块的融合。Vectra-T钢板相比纯非限制系统,其优势在于不会出现过分加压导致植骨块严重塌陷。此外,其植骨/终板可视窗很大,有助于更精确地植入螺钉,具备独特的锁紧机制,使螺钉具有更大的把持力。该钢板还具有轴向沉降功能,可在一定程度上促进植骨融合。本研究共纳入20例患者,术后影像学证实均获得骨性愈合,未出现不愈合及假关节形成,也无螺钉断裂、钢板移位等并发症。上述结果证实应用Vectra-T钢板治疗颈椎病具有良好的临床效果。
虽然颈椎矢状位生理曲度变异较大[28],但已有的共识是,恢复颈椎前柱高度和生理前凸曲度对维持颈椎的远期稳定性、恢复颈椎的生物力学环境有重要意义,并有助于防止相邻节段及整个颈椎继发退变。各种颈椎前路重建术后融合节段前柱高度、矢状位前凸角度均有不同程度的丢失,这与植入物的适应性反应、融合过程中的骨吸收、骨质疏松程度等密切相关。采用不同的融合技术、使用不同的植骨材料、内固定方式的不同选择均对前路重建术后丢失的程度有重要影响,保留骨性终板、运用自体骨等植骨技术可有效保持颈椎前柱高度,恢复颈椎前凸角。本研究结果显示:融合节段及颈椎整体曲度术后较术前均有改善,术后弯曲度较术前平均改善2.98°和4.44°,其差异均有统计学意义。在末次随访时,颈椎整体矢状位曲度较术后略有下降,但仍较术前明显改善,而融合节段矢状位曲度较术后进一步改善。非限制性钢板,由于螺钉相对于钢板可以出现角度和/或位置上的位移,所以在植骨融合过程中不会出现螺钉对椎体的切割现象。而且,因为非限制性钢板可以将更多的应力载荷分担到椎间移植物上,除利于移植物融合外,由于应力负荷传导的不均匀性,椎体后部会分担较多应力,这种机制会导致移植物在融合过程中其后部发生更大的塑形,其结果就是移植物后部的压缩程度大于前部,融合椎间的角度出现了增多现象[29]。
钛网下沉的生物力学机制非常复杂,如钛网裁切方式、邻近椎体终板处理程度等[30]。本研究中16例(80%)存在钛网下沉。下沉在大多数椎体切除钛网植骨融合术不可避免,且常在骨融合之前发生,而钛网下沉的标准目前尚未完全统一。Kanayama等[31]的研究报道,15例患者融合节段高度下降在1~2 mm,7例下降高度超过3 mm。van Jonbergen等[32]认为,因存在X线片放大率的影响,钛网下沉超过3 mm才视为具有重要意义。本研究结果提示,钛网下沉2 mm视为下沉,>3 mm视为重度下沉。本研究中3例存在重度下沉。许多因素可影响钛网的下沉,老年女性尤其是绝经期以后的女性发生几率增高,因为其椎体的骨密度和终板的厚度下降严重[33]。此外,钢板的选择也会影响钛网的下沉。对于动态钢板来讲,椎体螺钉可在矢状面上微动,不具备限制型钢板对于椎体高度的维持作用,当终板不能承受钛网锐的端面传导的压应力时,钛网会发生下沉[34]。由于钛网剪裁边缘锐利,易于刺破椎体终板,造成钛网下降。近年来,对钛网两端加上顶盖,增大钛网与椎体终板的接触面积,可阻止钛网下沉。本研究中,加有顶盖的钛网并未显著增加终板接触区抵御下沉的能力。理论上讲,发生钛网沉陷后,可造成椎间高度的丢失和颈椎生理曲度的改变,椎间孔容积减小,神经根局部受到刺激,同时颈椎整体上处于力线不稳定状态,易导致神经根性症状。本研究结果显示,绝大部分患者,即使影像学提示已出现了明显钛网沉陷,但临床疗效却无明显改变。
Vectra-T颈椎前路系统的手术效果受多方面因素影响,如外科操作技术、植骨融合方式、年龄、植骨质量、骨密度等。虽然本组病例显示了良好的治疗效果、较高的融合率和较低的并发症,但由于纳入病例数较少,且为单中心回顾性研究,随访时间较短,均会影响本研究结论的可靠性。
总之,Vectra-T钢板和钛笼治疗颈椎病短期内具有良好的临床效果。它能有效恢复颈椎的曲度和高度,尽可能地恢复颈椎的生物力学环境,提供即刻的生物力学稳定,为之后的骨融合创造良好的环境,避免了自体取骨的并发症。Vectra-T钢板,植骨-终板可视窗很大,有助于更精确地植入螺钉,具备独特的锁紧机制,使螺钉具有更大的把持力。该钢板还具有轴向沉降功能,可在一定程度上促进植骨的融合。