全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病的研究進(jìn)展

趙艷明，何幫劍，毛強(qiáng)，顧勇，肖魯偉

(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，浙江 杭州 310053；2.浙江省中醫(yī)院，浙江 杭州 310006)

腰痛臨床較為常見，多由腰椎間盤退變性疾病引起，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致腰椎活動(dòng)受限，不僅影響患者的工作和生活，也給社會(huì)帶來了沉重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)[1-2]。腰椎間盤退變性疾病引起腰痛及神經(jīng)根受壓癥狀時(shí)，傳統(tǒng)的治療方法是腰椎融合術(shù)，目的是通過限制病變節(jié)段椎體的運(yùn)動(dòng)來減輕疼痛等癥狀[3-4]，然而病變節(jié)段椎體的活動(dòng)度降低可能會(huì)加速相鄰節(jié)段椎體發(fā)生退行性改變[5]。此外，腰椎融合術(shù)的并發(fā)癥相對(duì)較多，遠(yuǎn)期療效并不理想[6]。全椎間盤置換術(shù)能夠保留腰椎的運(yùn)動(dòng)功能，近年來臨床應(yīng)用增多[6-7]。本文對(duì)全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1 腰椎全椎間盤置換術(shù)的適應(yīng)證

腰椎全椎間盤置換術(shù)的適應(yīng)證目前尚無相關(guān)指南，臨床多采用美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)等[8-10]推薦的標(biāo)準(zhǔn)：椎間盤源性腰痛，非手術(shù)治療>6個(gè)月無效，骨量正常(骨密度T值>-1.0)，腰椎間盤高度>4 mm，無嚴(yán)重的腰椎不穩(wěn)或關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)病變。

2 腰椎全椎間盤置換術(shù)的假體類型

人工椎間盤具有與人體椎間盤相似的解剖結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)特點(diǎn)，能夠替代退變的椎間盤，從而減輕疼痛等癥狀[11]。腰椎全椎間盤置換術(shù)的假體材料最初以不銹鋼為主，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工椎間盤與人體椎間盤的構(gòu)造及功能更加接近。目前，已獲得FDA批準(zhǔn)且臨床較為常用的腰椎全椎間盤置換術(shù)假體主要包括Charité系列、ProDisc系列及Activ-L系列椎間盤假體。

2.1 Charité系列腰椎間盤假體Charité Ⅰ[圖1(1)]是首個(gè)腰椎全椎間盤置換術(shù)假體，于2004年率先獲得FDA批準(zhǔn)[12]。CharitéⅠ主要由2塊金屬終板和聚乙烯滑動(dòng)芯組成，其特點(diǎn)是無約束的滑動(dòng)芯和2塊終板之間幾乎無摩擦的運(yùn)動(dòng)可以模擬纖維環(huán)內(nèi)髓核的運(yùn)動(dòng)[13]。由于假體終板與椎體終板之間的接觸面積較小，CharitéⅠ植入后容易出現(xiàn)假體下沉；為了解決這一問題，研發(fā)者擴(kuò)大了CharitéⅡ的終板，使其與椎體終板之間有更大的接觸面積，以防止假體下沉[14]。然而，CharitéⅡ植入后仍會(huì)出現(xiàn)假體下沉，且假體側(cè)翼突起處容易斷裂[15]；Regan[16]認(rèn)為，這是因?yàn)榧袤w材料(非鍛造不銹鋼)與椎體終板之間缺乏相容性。CharitéⅢ的假體材質(zhì)及終板設(shè)計(jì)均有改進(jìn)，其終板由鈷鉻鉬合金材料制成，具有凸面，可以更好地匹配椎體終板的凹面。CharitéⅢ的終板通過3個(gè)前固定齒和3個(gè)后固定齒固定，每個(gè)固定齒的高度為2.5 mm[14,16]。CharitéⅢ的型號(hào)相對(duì)較多，適用范圍更為廣泛[16]，但是遠(yuǎn)期容易出現(xiàn)假體下沉、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退變等并發(fā)癥，因此于2012年退出全球市場(chǎng)[12,17]。

2.2 ProDisc系列腰椎間盤假體ProDiscⅠ由鈷鉻鉬材料制成的上下終板和聚乙烯材料制成的滑動(dòng)芯3個(gè)部分組成[18]；滑動(dòng)芯可嵌入卡扣并鎖定于下終板，滑動(dòng)芯的下凸軸承表面可以與附著在上椎骨的終板表面鉸接在一起，允許椎體進(jìn)行13°前屈、7°后伸、10°側(cè)彎和3°軸向旋轉(zhuǎn)；2塊終板中央的龍骨與上下椎體相互交叉，可以提高椎體的穩(wěn)定性[19]。Tropiano等[20]對(duì)64名采用ProDiscⅠ進(jìn)行腰椎全椎間盤置換術(shù)的患者進(jìn)行了1年的隨訪，發(fā)現(xiàn)75%的患者假體完好無損、腰椎功能正常，且隨訪期間未出現(xiàn)假體移除或翻修。與Charité系列假體可自由滑動(dòng)的內(nèi)芯不同，ProDisc系列假體的下終板上有一個(gè)固定滑動(dòng)芯的卡扣，可以起到約束作用[21]。ProDisc系列假體主要包括ProDiscⅡ和ProDisc-L[圖1(2)]，它們也由鈷鉻鉬材料制成的上下終板和聚乙烯材料制成的滑動(dòng)芯組成，并于2006年獲得FDA的批準(zhǔn)[22]。

2.3 Activ-L系列腰椎間盤假體Activ-L[圖1(3)]是新一代腰椎全椎間盤置換術(shù)假體，于2015年獲得FDA的批準(zhǔn)[23]。與上一代腰椎全椎間盤置換術(shù)假體相比，Activ-L的設(shè)計(jì)有了較大改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)更精確的解剖匹配，能夠更好地模擬健康椎體的運(yùn)動(dòng)范圍[13]。Activ-L的型號(hào)更多，醫(yī)生可根據(jù)患者的解剖特征靈活選擇。Activ-L由2塊鈷鉻材料制成的上下終板和聚乙烯材料制成的嵌體組成；終板有4種尺寸，其中上終板有6°和11°的脊柱前凸角度、下終板有0°和5°的脊柱前凸角度[13]；嵌體有4種高度，每個(gè)嵌體可容納于任何可用的終板[12]；終板的袋狀設(shè)計(jì)可防止嵌體向前脫出。Activ-L是目前唯一設(shè)計(jì)有8.5 mm高度的腰椎間盤假體，臨床適用范圍更加廣泛[12]。Activ-L的嵌體不僅含有1個(gè)可用于射線標(biāo)記的集成鉭，而且還可在下終板的前后方向平移2 mm[12,24-25]。自2012年停止使用Charité系列腰椎間盤假體以來，Activ-L是除ProDisc外唯一經(jīng)FDA批準(zhǔn)的腰椎全椎間盤置換術(shù)假體[25]。Zigler等[26]以疼痛、殘疾和生活質(zhì)量為衡量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)多種腰椎間盤置換術(shù)假體的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了Meta分析，發(fā)現(xiàn)Activ-L假體置換最有可能成為治療腰椎間盤退變性疾病的最佳選擇。

圖1 腰椎全椎間盤置換術(shù)假體圖片[25]

3 全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病的優(yōu)勢(shì)

腰椎融合術(shù)是治療腰椎間盤退變性疾病的常用方法[27-28]，與非手術(shù)治療相比，腰椎融合術(shù)在減輕疼痛和減少殘疾方面的效果更好，但手術(shù)本身卻對(duì)脊柱的生物力學(xué)功能有不良影響[29]。全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病，主要通過人工椎間盤替換病變椎間盤，可以在減輕疼痛等臨床癥狀的同時(shí)維持椎間盤高度、提高脊柱穩(wěn)定性、恢復(fù)脊柱運(yùn)動(dòng)功能[30]。與腰椎融合術(shù)相比，腰椎全椎間盤置換術(shù)的優(yōu)勢(shì)是：維持椎間盤高度；避免脊柱融合后假關(guān)節(jié)形成；不影響病變節(jié)段椎體的活動(dòng)功能；減輕相鄰節(jié)段椎體的退變；降低二次手術(shù)概率[30-31]。近年來，有關(guān)非融合術(shù)治療合并輕度腰椎不穩(wěn)的腰椎間盤退變性疾病的文獻(xiàn)報(bào)道逐漸增多，該療法的效果得到臨床肯定，但在改善腰椎活動(dòng)度方面，腰椎全椎間盤置換術(shù)更有優(yōu)勢(shì)[32-34]。

Zigler等[35-37]通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，腰椎全椎間盤置換術(shù)與腰椎融合術(shù)相比，兩者術(shù)中失血量無明顯差異，但腰椎全椎間盤置換術(shù)患者的Oswestry功能障礙指數(shù)(Oswestry disability index，ODI)、疼痛視覺模擬量表(visual analogue scale，VAS)評(píng)分、滿意度、手術(shù)成功率、手術(shù)及住院時(shí)間、術(shù)后并發(fā)癥等指標(biāo)均優(yōu)于腰椎融合術(shù)。關(guān)于腰椎全椎間盤置換術(shù)與腰椎融合術(shù)的再手術(shù)率問題，目前尚存在爭(zhēng)議。Bai等[36]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎全椎間盤置換術(shù)的再手術(shù)率低于腰椎融合術(shù)。Li等[37]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎全椎間盤置換術(shù)與腰椎融合術(shù)的再手術(shù)率無明顯差異。Kitzen等[38]通過一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)19年的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，再次手術(shù)多發(fā)生于腰椎全椎間盤置換術(shù)后前10年。Zigler等[39-40]對(duì)分別采用腰椎全椎間盤置換術(shù)與腰椎融合術(shù)治療的腰椎間盤退變患者進(jìn)行了5年的隨訪，發(fā)現(xiàn)腰椎全椎間盤置換組患者的相鄰節(jié)段椎體退變率低于腰椎融合組。保留手術(shù)節(jié)段椎體的活動(dòng)度，有利于延緩相鄰節(jié)段椎體的退變[41]。與腰椎融合術(shù)相比，全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病，可以在減輕臨床癥狀的同時(shí)改善椎體的活動(dòng)度，遠(yuǎn)期并發(fā)癥相對(duì)較少。

4 全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病的臨床療效

Pimenta等[42]對(duì)15例接受全椎間盤置換術(shù)的腰椎間盤退變性疾病患者進(jìn)行了約7年的隨訪，發(fā)現(xiàn)臨床效果良好。Laugesen等[43]對(duì)57例接受腰椎全椎間盤置換術(shù)治療的患者進(jìn)行了10年的隨訪，發(fā)現(xiàn)所有患者的疼痛癥狀均得到改善，19例患者進(jìn)行了翻修手術(shù)，初次手術(shù)至翻修手術(shù)的時(shí)間約為4年。Furunes等[3]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎全椎間盤置換術(shù)的短期和長(zhǎng)期效果均較好。Lu等[44]對(duì)35例接受腰椎全椎間盤置換術(shù)的患者進(jìn)行了約15年的隨訪，其中2例進(jìn)行了二次手術(shù)，其余患者至末次隨訪時(shí)均未出現(xiàn)椎間盤假體破裂或脫位；通過對(duì)腰痛VAS評(píng)分、ODI、椎間盤高度、椎體運(yùn)動(dòng)范圍、腰椎曲度及并發(fā)癥等的評(píng)價(jià)，得出腰椎全椎間盤置換術(shù)遠(yuǎn)期效果良好這一結(jié)論；認(rèn)為術(shù)前嚴(yán)格把握手術(shù)適應(yīng)證，有利于提高腰椎間盤假體的存活率。

5 全椎間盤置換術(shù)治療腰椎間盤退變性疾病的并發(fā)癥

隨著腰椎全椎間盤置換術(shù)的增多，手術(shù)并發(fā)癥也逐漸引起臨床重視，但有關(guān)手術(shù)并發(fā)癥類型及發(fā)生率的報(bào)道卻并不一致[29]。異位骨化、假體下沉、假體磨損及相鄰節(jié)段椎體退變，是腰椎全椎間盤置換術(shù)的常見并發(fā)癥。

5.1 異位骨化腰椎全椎間盤置換術(shù)后最常見的并發(fā)癥是異位骨化，文獻(xiàn)報(bào)道其發(fā)生率為1.4%～83%[45]。Lu等[46]對(duì)32例接受腰椎全椎間盤置換術(shù)的患者進(jìn)行了11年的隨訪，發(fā)現(xiàn)術(shù)后異位骨化的發(fā)生率為71.4%。Park等[47-48]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎全椎間盤置換術(shù)后1年最容易出現(xiàn)異位骨化，術(shù)后5年異位骨化的發(fā)生率相對(duì)較低；異位骨化可限制椎體的屈伸運(yùn)動(dòng)，但不影響綜合療效。腰椎全椎間盤置換術(shù)后異位骨化的位置不同，對(duì)人體的影響也不同，如異位骨化出現(xiàn)在椎間隙附近會(huì)影響椎體活動(dòng)范圍、出現(xiàn)在神經(jīng)根或血管周圍會(huì)引起相應(yīng)臨床癥狀[49]。

5.2 假體下沉腰椎全椎間盤置換術(shù)后假體下沉的原因較多，與椎間盤假體尺寸不合適、椎體骨量下降等有關(guān)[50]。椎間盤假體的置入位置不合適或形狀與椎體不匹配，容易引起假體下沉，從而影響臨床效果[51]。Lu等[44]研究發(fā)現(xiàn)，35例接受腰椎全椎間盤置換術(shù)的患者中，4例出現(xiàn)假體下沉，下沉節(jié)段為L(zhǎng)4及L5，下沉深度為2.4～9.0 mm；4例假體下沉患者中，僅1例為女性，提示重體力勞動(dòng)者更容易出現(xiàn)假體下沉。

5.3 假體磨損腰椎全椎間盤置換術(shù)后假體磨損可引起假體無菌性松動(dòng)，導(dǎo)致手術(shù)失敗[9]。與髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換一樣，腰椎全椎間盤置換也存在假體磨損的問題，有關(guān)假體磨損顆粒誘導(dǎo)的生物學(xué)反應(yīng)，已在髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換假體中進(jìn)行了廣泛研究，但在椎間盤置換假體中的研究相對(duì)少見[52]。Guyer等[53]對(duì)32例接受腰椎間盤置換術(shù)的患者進(jìn)行了5年的隨訪，發(fā)現(xiàn)患者血清中鈷鉻離子水平未超出正常參考范圍。

5.4 相鄰節(jié)段椎體退變腰椎全椎間盤置換術(shù)可以保留椎體的運(yùn)動(dòng)功能，已被臨床證實(shí)，但這是否能夠減少相鄰節(jié)段椎體退變，仍待進(jìn)一步深入研究。目前，有關(guān)腰椎全椎間盤置換術(shù)后相鄰節(jié)段椎體退變發(fā)生率的報(bào)道較為少見。Zigler等[39]對(duì)175例接受單節(jié)段腰椎全椎間盤置換術(shù)的患者進(jìn)行了5年的隨訪，通過對(duì)比手術(shù)前后的影像學(xué)資料發(fā)現(xiàn)，相鄰節(jié)段椎體退變的發(fā)生率為2.3%。

5.5 其 他Ryu等[54]報(bào)道1例腰椎全椎間盤置換術(shù)后1 d出現(xiàn)腦脊液漏，脊髓造影顯示左側(cè)腰大肌附近有大量積液、L5S1椎間盤假體后方有腦脊液滲漏；取出原椎間盤假體，更換為不同材質(zhì)的椎間盤假體，局部進(jìn)行常規(guī)修補(bǔ)縫合等治療，最終效果良好；出現(xiàn)腦脊液漏的原因可能是椎間盤假體的置入位置不合適，導(dǎo)致滑動(dòng)芯與硬脊膜在患者運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)輕微摩擦。雖然腰椎全椎間盤置換術(shù)后切口感染的發(fā)生率明顯低于腰椎融合術(shù)[31]，但看似罕見的感染，也可導(dǎo)致手術(shù)失敗[55]，應(yīng)引起臨床重視。

6 腰椎全椎間盤置換術(shù)的臨床發(fā)展趨勢(shì)

雖然有證據(jù)表明腰椎全椎間盤置換術(shù)的臨床療效良好、安全性較高，但2005～2013年，美國(guó)的腰椎全椎間盤置換手術(shù)量降低了86%[56]；手術(shù)量降低的原因較多，主要包括手術(shù)適應(yīng)證更加嚴(yán)格、手術(shù)技術(shù)要求更高、可供選擇的手術(shù)設(shè)備相對(duì)較少及遠(yuǎn)期翻修手術(shù)的醫(yī)療報(bào)銷問題[57]，其中最主要的原因是醫(yī)療報(bào)銷問題[56,58-60]。最近，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了新的腰椎全椎間盤置換手術(shù)設(shè)備，并提高了該項(xiàng)手術(shù)的報(bào)銷額度，這些措施可能會(huì)扭轉(zhuǎn)腰椎全椎間盤置換手術(shù)量降低的局面[60]。我們以“l(fā)umbar total disc replacement”為關(guān)鍵詞在PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)有關(guān)腰椎全椎間盤置換術(shù)的文獻(xiàn)報(bào)道，從2005年開始增加、2012年達(dá)到高峰、2020年后開始減少。我們認(rèn)為，隨著新型手術(shù)設(shè)備的出現(xiàn)以及醫(yī)療報(bào)銷額度的提高，腰椎全椎間盤置換術(shù)的臨床應(yīng)用和文獻(xiàn)報(bào)道會(huì)逐漸增多。

7 小 結(jié)

與腰椎融合術(shù)相比，腰椎全椎間盤置換術(shù)的遠(yuǎn)期效果及安全性更令人滿意，未來腰椎全椎間盤置換術(shù)可能會(huì)成為治療腰椎間盤退變性疾病的最佳方法。對(duì)于腰椎全椎間盤置換術(shù)，我們?nèi)孕柽M(jìn)行大樣本量、高質(zhì)量的臨床研究，在證明其有效性的同時(shí)，深入研究其具體作用機(jī)制。此外，對(duì)腰椎間盤假體進(jìn)行優(yōu)化，使其更加匹配亞洲人的腰椎解剖結(jié)構(gòu)，是目前亟待解決的問題。