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【关键词】非融合术；融合术；文献综述
【中图分类号】R687 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484（2013）10—0051—02
椎间融合手术是目前国内临床广泛应用的治疗脊柱退行性病变的手术方法之一，但是大量的临床研究发现，融合术后会导致手术相邻节段椎间盘退变加速。因此，脊柱非融合技术治疗脊柱退行性病变作为传统融合术的替代治疗方法之一，近年来在临床广泛应用。本文对目前临床应用的脊柱非融合技术的特点和临床应用以及新的非融合技术进展进行综述。
1 人工椎间盘置换
1.1 颈椎人工椎间盘技术
人工颈椎间盘置换术是在前路椎间盘切除后通过在椎间隙置入一个可以活动的人工假体，代替原来的椎间盘并行使其功能，实现保留运动节段、减少相邻节段继发性退变的目的。Brvan[1]椎间盘是一种片状的有两个关节的金属聚合体，半限制的结构内有一个可在瞬间变化的轴。它的组成包括两个钛合金的外壳，在壳的植入界面有多孔的涂层，以利于骨组织的长入获得长期的稳定性。上下金属壳前方各有一个金属突起，是假体植入时的把持部分，同时也防止假体向后移位。两个外壳之间的聚亚氨酯被封闭形成一個腔内容纳核，核内的盐水作为润滑剂。轴向负荷下水压的衰减保证了Bryan椎间盘的振动吸收特性。脊髓型颈椎病、神经根型颈椎病、颈椎间盘突出症需要进行前路减压者可行人工颈椎间盘置换手术。目前以Bryan椎间盘系统为代表的各型人工椎间盘系统已得到越来越多的应用。
1.2腰椎人工椎间盘技术
Link SB CharireⅢ型 椎间盘假体是目前的最新改进型，它的盖板由钴铬钼合金制成，为椭圆形，与人体椎间盘面积及形状更吻合；盖板上的齿突可防止其术后移位及脱落等并发症；盖板表面喷涂有羟基磷灰石，使得骨组织和假体的结合率明显提高。该术式既保留了腰椎节段活动，又恢复了椎间高度，对避免后柱迅速退变所带来的一系列问题有一定好处。 Lemaire[2]研究结果显示，在ChariteTM假体置换术后2年，81%的患者恢复工作。
2 后路动力稳定系统
2.1 Walli系统
Wallis系统是20世纪80年代由Senegas教授研制器械的第二代产品，该系统由一个棘突间撑开器和两条拉力带构成。该棘突间撑开器以PEEK作为新的材料，与人骨的弹性模量相当，通过可压缩的内部结构增强了其限制脊柱过伸的特性，内植物的形状与棘突间匹配的更好，为棘突提供了更好的应力遮挡，且平板载荷分布系统效率更高，并可以和拉力带相结合，起到限制脊柱过度前屈的作用。Senegas认为，Wallis系统的适应证为：①较大椎间盘突出的切除使椎间盘组织损失较大时，②二次椎间盘切除；③邻近融合节段的退变性椎间盘疾病[3]。
2.2 Graf纽带
Graf纽带由直径为 5～7mm 的钛质椎弓根钉和直径为 8mm的环形聚酯带构成，聚酯带加压连接在椎弓根钉钉尾之问，使关节突关节在完全伸直位上被锁定而消除固定节段的异常活动。Graf纽带的手术适应证应该是：小于25%的椎体滑脱、程度低的椎间狭窄、关节突关节趋向冠状位；Graf纽带也有缺点，Mulholland等认为主要有以下两点：①固定节段的显著前凸使侧隐窝变窄，可能造成神经根受压 （尤其是小关节退变患者）；②Graf纽带加大了纤维环后部的载荷，而这正是引起退变椎间盘疼痛的原因。这些缺点可能是导致手术失败的原因[4]。
2.3 Dynesys系统
Dubois设计出动态平衡系统即Dynesys，它采用钛合金椎弓根螺钉和对苯二甲酸酯，并在连接带外增加一支质地较硬的聚碳酸酯型聚氨酯套管，从而在保持腰椎前凸位和脊柱轻度分离的情况下发挥固定作用，通过这一靠近运动轴的载荷分享支点和后方弹性韧带，将后方压缩力转变成前方分离力，达到减少椎间盘和小关节负荷的目的。它既限制脊柱屈曲，又可减少后伸，还允许限制性运动，并且克服了Graf固定加重纤维环后方和小关节负荷的缺陷，因此比Graf固定更优越。Stoll等报道83例多中心连续观察的患者，Dynesys系统适应证为腰椎管狭窄症、腰椎滑脱症、椎间盘突出症、脊柱翻修手术[5]。使用Dynesys系统后，随着后伸和侧屈程度的加大，椎间盘内压力逐渐减小，这意味着系统负担载荷的量逐渐加大，这可能导致系统的松动或断裂。Schnake等报道的失败率为17 %，这都远高于椎弓根内固定的失败率[6]。
2.4 X-stop系统
X-stop系统是由椭圆形衬垫、组织扩张器以及两侧翼组成，材料为钛合金。机制是将有症状的节段置轻度前屈位，防止后伸。置入有症状节段间隙的两个棘突间，棘上韧带可以为器械提供遮挡，防止后移。两侧翼防止置入物向前和向侧方移动。Swanson等发现在脊柱处于中立或过伸位时X-stop能明显减少椎间盘内和后纤维环的压力，从而减少对外层纤维环痛觉感觉器的刺激，缓解腰椎间盘源性疼痛[7]。并且X-stop不影响相邻节段的压力，所以他们认为X-stop不会导致邻节段的退行性变[8]。
2.5 TOPS后路小关节置换系统
TOPS系统是由一个钛“三明治”和一个内锁定的聚碳酸酯聚氨酯（PcU）连接结构组成。结构中可变形的PcU元件能使钛板间产生相对运动，使其产生轴向旋转、侧弯、伸屈运动。另外，因为PcU元件在垂直方向上具有一定的“震动吸收”特性，垂直负荷经横棒通过质心一定程度上也可以被吸收。这些特点不仅保留了脊柱几乎全部的运动，而且降低了邻近节段和钉骨界面的应力。
2.6 TFAS全关节突关节成形术
TFAS是是一种新兴的非融合性脊椎置换术，主要用于处理中到重度腰椎管狭窄病变。目前的装置是用标准PMMA骨水泥来固定椎弓根，非骨水泥固定的植入术正在发展之中。TFAS包含两个朝头侧的轴承通过一个交叉臂连接到两个朝尾侧的器械罩或杯子，它允许13°的屈曲和2°的伸展，侧屈可到7.5°，轴向旋转可到2°。TFAS可提供更彻底的减压，能在被转换节段保持（通常还能恢复）脊柱椎体间的运动功能、稳定性及矢面的平衡[9]。和脊椎融合术相比，采用TFAS不再需要进行自体骨移植，也就避免了因骨移植引发的常见相关病损。 3 展望
非融合技術相对于脊柱融合术有理论上的优势。但是，目前有关各种动力性固定器械的生物力学研究、运动学研究尚处于不成熟的阶段，只有将各种动力性固定器械的生物力学、运动学特性研究清楚，才能为它们的临床使用提供有效的指导作用。在此基础上，进一步的随机、对照、前瞻的临床研究将对它们的治疗适应证及治疗效果提供科学的依据与结论。
参考文献：
[1] Bryan.Cervical arthroplasty with the Bryan disc[J].Operative Neurosurgery，2005，56：41-48.
[2] Lemaire JP， Carrier H， Sarialiel H，et al. Clinical and radiological outcomes with the Charite artificial disc： a 10-year minimum follow-up[J].J Spinal Disord Tech， 2005，18：353-359.
[3] Senegas J.Mechanical supplementation by non-rigid fixation in degenerative intervertebral lumbar segments： the Wallis system Eur Spine ，2002；11（suppl 2）：164-169
[4] Mulholland RC，Sengupta DK ，Rationale， principles and experimental evaluation of the concept of soft stabilization Eur Spine ，2002；11（suppl 2）：198-205
[5] Schmoelz W， Huber JF， Nydegger T， et al. Dynamic stabilization of the lumbar spine and its effects on adjacent segments： an in vitro experiment. Spinal Disord Tech 2003；16：418–423
[6] Schnake KJ，Schaeren S，Jeanneret B. Dynamic stabilization in addition to decompression for lumbar spinal stenosis with degenerative spondylolisthesis Spine，2006；31（4）：442-449
[7] Swanson KE.Lindsey DP，Hsu KY，et a1. The effects of an interspinous implant on intervertebral disc pressures Spine 2003；28（1）：26-32
[8] Anderson PA， Tribus CB， Kitchel SH. Treatment of neurogenic claudication by interspinous decompression： application of the X STOP device in patients with lumbar degenerative spondylolisthesis. Neurosurg Spine. 2006；4： 463–464
[9] Webb SA， Presbeana R， Branea R. Preliminary Experience with Total Facet Arthroplasty （TFAS?）. Presented at SAS， 2009
【中图分类号】R687 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484（2013）10—0051—02
椎间融合手术是目前国内临床广泛应用的治疗脊柱退行性病变的手术方法之一，但是大量的临床研究发现，融合术后会导致手术相邻节段椎间盘退变加速。因此，脊柱非融合技术治疗脊柱退行性病变作为传统融合术的替代治疗方法之一，近年来在临床广泛应用。本文对目前临床应用的脊柱非融合技术的特点和临床应用以及新的非融合技术进展进行综述。
1 人工椎间盘置换
1.1 颈椎人工椎间盘技术
人工颈椎间盘置换术是在前路椎间盘切除后通过在椎间隙置入一个可以活动的人工假体，代替原来的椎间盘并行使其功能，实现保留运动节段、减少相邻节段继发性退变的目的。Brvan[1]椎间盘是一种片状的有两个关节的金属聚合体，半限制的结构内有一个可在瞬间变化的轴。它的组成包括两个钛合金的外壳，在壳的植入界面有多孔的涂层，以利于骨组织的长入获得长期的稳定性。上下金属壳前方各有一个金属突起，是假体植入时的把持部分，同时也防止假体向后移位。两个外壳之间的聚亚氨酯被封闭形成一個腔内容纳核，核内的盐水作为润滑剂。轴向负荷下水压的衰减保证了Bryan椎间盘的振动吸收特性。脊髓型颈椎病、神经根型颈椎病、颈椎间盘突出症需要进行前路减压者可行人工颈椎间盘置换手术。目前以Bryan椎间盘系统为代表的各型人工椎间盘系统已得到越来越多的应用。
1.2腰椎人工椎间盘技术
Link SB CharireⅢ型 椎间盘假体是目前的最新改进型，它的盖板由钴铬钼合金制成，为椭圆形，与人体椎间盘面积及形状更吻合；盖板上的齿突可防止其术后移位及脱落等并发症；盖板表面喷涂有羟基磷灰石，使得骨组织和假体的结合率明显提高。该术式既保留了腰椎节段活动，又恢复了椎间高度，对避免后柱迅速退变所带来的一系列问题有一定好处。 Lemaire[2]研究结果显示，在ChariteTM假体置换术后2年，81%的患者恢复工作。
2 后路动力稳定系统
2.1 Walli系统
Wallis系统是20世纪80年代由Senegas教授研制器械的第二代产品，该系统由一个棘突间撑开器和两条拉力带构成。该棘突间撑开器以PEEK作为新的材料，与人骨的弹性模量相当，通过可压缩的内部结构增强了其限制脊柱过伸的特性，内植物的形状与棘突间匹配的更好，为棘突提供了更好的应力遮挡，且平板载荷分布系统效率更高，并可以和拉力带相结合，起到限制脊柱过度前屈的作用。Senegas认为，Wallis系统的适应证为：①较大椎间盘突出的切除使椎间盘组织损失较大时，②二次椎间盘切除；③邻近融合节段的退变性椎间盘疾病[3]。
2.2 Graf纽带
Graf纽带由直径为 5～7mm 的钛质椎弓根钉和直径为 8mm的环形聚酯带构成，聚酯带加压连接在椎弓根钉钉尾之问，使关节突关节在完全伸直位上被锁定而消除固定节段的异常活动。Graf纽带的手术适应证应该是：小于25%的椎体滑脱、程度低的椎间狭窄、关节突关节趋向冠状位；Graf纽带也有缺点，Mulholland等认为主要有以下两点：①固定节段的显著前凸使侧隐窝变窄，可能造成神经根受压 （尤其是小关节退变患者）；②Graf纽带加大了纤维环后部的载荷，而这正是引起退变椎间盘疼痛的原因。这些缺点可能是导致手术失败的原因[4]。
2.3 Dynesys系统
Dubois设计出动态平衡系统即Dynesys，它采用钛合金椎弓根螺钉和对苯二甲酸酯，并在连接带外增加一支质地较硬的聚碳酸酯型聚氨酯套管，从而在保持腰椎前凸位和脊柱轻度分离的情况下发挥固定作用，通过这一靠近运动轴的载荷分享支点和后方弹性韧带，将后方压缩力转变成前方分离力，达到减少椎间盘和小关节负荷的目的。它既限制脊柱屈曲，又可减少后伸，还允许限制性运动，并且克服了Graf固定加重纤维环后方和小关节负荷的缺陷，因此比Graf固定更优越。Stoll等报道83例多中心连续观察的患者，Dynesys系统适应证为腰椎管狭窄症、腰椎滑脱症、椎间盘突出症、脊柱翻修手术[5]。使用Dynesys系统后，随着后伸和侧屈程度的加大，椎间盘内压力逐渐减小，这意味着系统负担载荷的量逐渐加大，这可能导致系统的松动或断裂。Schnake等报道的失败率为17 %，这都远高于椎弓根内固定的失败率[6]。
2.4 X-stop系统
X-stop系统是由椭圆形衬垫、组织扩张器以及两侧翼组成，材料为钛合金。机制是将有症状的节段置轻度前屈位，防止后伸。置入有症状节段间隙的两个棘突间，棘上韧带可以为器械提供遮挡，防止后移。两侧翼防止置入物向前和向侧方移动。Swanson等发现在脊柱处于中立或过伸位时X-stop能明显减少椎间盘内和后纤维环的压力，从而减少对外层纤维环痛觉感觉器的刺激，缓解腰椎间盘源性疼痛[7]。并且X-stop不影响相邻节段的压力，所以他们认为X-stop不会导致邻节段的退行性变[8]。
2.5 TOPS后路小关节置换系统
TOPS系统是由一个钛“三明治”和一个内锁定的聚碳酸酯聚氨酯（PcU）连接结构组成。结构中可变形的PcU元件能使钛板间产生相对运动，使其产生轴向旋转、侧弯、伸屈运动。另外，因为PcU元件在垂直方向上具有一定的“震动吸收”特性，垂直负荷经横棒通过质心一定程度上也可以被吸收。这些特点不仅保留了脊柱几乎全部的运动，而且降低了邻近节段和钉骨界面的应力。
2.6 TFAS全关节突关节成形术
TFAS是是一种新兴的非融合性脊椎置换术，主要用于处理中到重度腰椎管狭窄病变。目前的装置是用标准PMMA骨水泥来固定椎弓根，非骨水泥固定的植入术正在发展之中。TFAS包含两个朝头侧的轴承通过一个交叉臂连接到两个朝尾侧的器械罩或杯子，它允许13°的屈曲和2°的伸展，侧屈可到7.5°，轴向旋转可到2°。TFAS可提供更彻底的减压，能在被转换节段保持（通常还能恢复）脊柱椎体间的运动功能、稳定性及矢面的平衡[9]。和脊椎融合术相比，采用TFAS不再需要进行自体骨移植，也就避免了因骨移植引发的常见相关病损。 3 展望
非融合技術相对于脊柱融合术有理论上的优势。但是，目前有关各种动力性固定器械的生物力学研究、运动学研究尚处于不成熟的阶段，只有将各种动力性固定器械的生物力学、运动学特性研究清楚，才能为它们的临床使用提供有效的指导作用。在此基础上，进一步的随机、对照、前瞻的临床研究将对它们的治疗适应证及治疗效果提供科学的依据与结论。
参考文献：
[1] Bryan.Cervical arthroplasty with the Bryan disc[J].Operative Neurosurgery，2005，56：41-48.
[2] Lemaire JP， Carrier H， Sarialiel H，et al. Clinical and radiological outcomes with the Charite artificial disc： a 10-year minimum follow-up[J].J Spinal Disord Tech， 2005，18：353-359.
[3] Senegas J.Mechanical supplementation by non-rigid fixation in degenerative intervertebral lumbar segments： the Wallis system Eur Spine ，2002；11（suppl 2）：164-169
[4] Mulholland RC，Sengupta DK ，Rationale， principles and experimental evaluation of the concept of soft stabilization Eur Spine ，2002；11（suppl 2）：198-205
[5] Schmoelz W， Huber JF， Nydegger T， et al. Dynamic stabilization of the lumbar spine and its effects on adjacent segments： an in vitro experiment. Spinal Disord Tech 2003；16：418–423
[6] Schnake KJ，Schaeren S，Jeanneret B. Dynamic stabilization in addition to decompression for lumbar spinal stenosis with degenerative spondylolisthesis Spine，2006；31（4）：442-449
[7] Swanson KE.Lindsey DP，Hsu KY，et a1. The effects of an interspinous implant on intervertebral disc pressures Spine 2003；28（1）：26-32
[8] Anderson PA， Tribus CB， Kitchel SH. Treatment of neurogenic claudication by interspinous decompression： application of the X STOP device in patients with lumbar degenerative spondylolisthesis. Neurosurg Spine. 2006；4： 463–464
[9] Webb SA， Presbeana R， Branea R. Preliminary Experience with Total Facet Arthroplasty （TFAS?）. Presented at SAS， 2009