研究背景腰椎间盘退行性疾病(Degenerative disc disease, DDD)是脊柱外科最常见的疾病之一,是成年人腰痛和伤残的主要原因。流行病学调查表明,约80%以上的人一生中有过腰痛的症状。DDD的改变可导致椎间失稳,从而产生下腰痛(Low back pain, LBP)症状。传统观念认为,腰椎坚强内固定融合术是治疗因腰椎不稳定所致腰痛的金标准。但在长期的临床随访中发现,腰椎内固定融合率可达90%,而临床满意率仅30%。大量文献研究表明,坚强内固定仅能增加腰椎融合率,但并不能明显提高临床满意率。研究发现,腰椎内固定会增加邻近节段的应力,异常应力集中于邻近椎间盘及关节突,将产生邻近未融合节段的运动范围异常增加及相关病理性变化,从而导致继发性椎管狭窄、小关节退变、获得性腰椎滑脱、不稳等使患者术前症状复发或出现新的症状。一些患者不得不再次接受手术治疗。Ghiselli等在对接受了后路腰椎融合术的215例患者的临床研究中,发现其相邻节段5年和10年的返修率分别为16.5%和36.1%,同时也提出了两种可选择的新的治疗方案,即运动功能保留技术以及动态稳定伴随融合术的混合性技术。前者目前已经得到广泛认可和临床应用,并成为近年关注的热点。目前应用的动态固定系统主要分为以下4类：1棘突间撑开系统,2棘突间压缩系统,3借助椎弓根钉的韧带系统,4借助椎弓根螺钉的半固定系统。Wallis系统是棘突间撑开系统中的其中一种。棘突间撑开装置是一种非融合的动态性固定。其原理是撑开病变节段棘突,维持椎间的高度;吸收振荡,分担椎间盘及关节突关节负荷,并使运动节段处于轻度屈曲状态,牵张弯曲的黄韧带,缓解椎管和神经根管的狭窄,减轻椎管内压力,从而减轻神经源性腰痛。使用Wallis系统能够保留了相应节段正常范围内的活动,将椎间盘的部分负荷转移至内植物；同时Wallis捆绑上下棘突,通过捆绑带的有限伸缩限制了植入节段过度屈伸,降低了棘突间及小关节突压应力,既避免过度运动导致加速退变和失稳,亦可避免完全融合对邻近节段的影响。Senegas等开展了一项前瞻性、非随机、对照的临床试验,临床评价包括神经系统检查、疼痛VAS评分、Oswestry功能评分,在最终随访时发现上述各方面Wallis系统组都比对照组要优越得多。结论为：Wallis系统的应用可有效地缓解残留的下腰痛。而在Folman等的研究中,连续的37例患者(其中23例男性,14例女性)在接受最初的椎间盘切除后1年内于切除节段植入Wallis系统,结果是平均ODI评分由植入前的43分降低到植入后的17分,下腰痛的VAS评分由植入前的6.6分下降到植入后的1.4分,而下肢疼痛的平均VAS评分由植入前的8.2分下降到植入后的1.5分。从这些应用的结果来看,Wallis系统的临床应用效果还是令人满意的。多项长期随访结果表明,Wallis系统能有效预防和治疗腰椎退变,减少近邻节段退变引起的下腰痛。然而对于Wallis动态固定术后是否能减少腰椎间盘突出症的复发尚存在争议。国外使用Wallis的长期临床随防中,也观察到有内植物松动、移位、棘突骨折、椎间盘复发等并发症Jacques在2004年进行一项对Wallis植入术后的远期生存分析中,对1987-1994年间采用Wallis植入的142例患者进行长达10年的随访,发现142例术后患者中有30例(21.1%)进行了二次手术,其中有26例取出了Wallis装置。面对Wallis如此高的二次手术率,我们尝试研究采用动态稳定伴随融合术的混合性技术,并申请了09年深圳市科研课题：小关节植骨融合加Wallis固定治疗腰椎退变性疾病的临床研究,课题编号：200902057,植骨采用改良的小关节植骨术。国外也有关于动态固定下进行融合的研究,比较有代表性的是：Crock-Yamagishi(C-Y)固定系统,Twinflex动态固定系统,AO/DC钢板系统(AO/Dynamic Compression Plate system), MOSS固定系统。这些结合融合的动态固定都是基于椎弓根螺钉基础的,棘突间动态系统尚未见报道。然而这种新的手术方式是否可行,是否能够实现动态固定下小关节的植骨融合,是否能够得到良好的临床疗效,是否能够减少二次手术率,其术后的即刻又稳定性如何?有待进一步观察研究和生物力学实验来检测,并指导临床,国内外未见报道。本课题旨在探讨上述问题,为Wallis植入并结合双侧小关节植骨术后的腰椎稳定性提供实验数据,为其临床应用提供研究资料,并为术后是否佩戴支具提供理论依据。目的1、腰椎标本上进行Wallis结合双侧改良小关节植骨术,探讨该术式的可行性。2、测量单节段Wallis棘突间固定结合双侧小关节植骨术术后的三维活动度,为其临床应用提供生物力学研究资料,3、指导患者术后是否佩戴支具。方法宰杀后6小时内取得5具同种新鲜小牛(2-3月大小,450-500N重,来自深圳市光明农场)的腰椎(L1-L6)标本,剔除椎体周围所有肌肉,保留韧带、小关节及椎骨完整,其中2具进行Wallis植入结合双侧改良小关节植骨术的预实验,其余3具共取(3×L1/L2,3×L3/L4,3×L5/L6)9个节段。用自凝型聚甲基丙烯酸脂浇注椎体及相邻椎间盘,上下两端分别浇注相互平行度<1°平台。剔除1个标本包埋不理想和1个标本实验过程出现损坏,最后7个标本进行了完整过程的测试。先把标本完整状态下(正常组)放置于MTS 858Mini Bionix三维运动测试仪上进行前屈／后伸、左／右侧弯和左／右旋转6个运动方向的稳定性测试,每次先加载8Nm力矩,然后完全卸载(ONm)重复3次,此时采集图像,作为计算中性区的变化值。然后再次加载,在最大载荷下采集图像用以计算ROM。运动方向采用随机顺序进行,以消除由于加载方式先后顺序造成的系统误差。为了保证合适的负载率,每种加载方式之间保持10min的间歇期。为了消除脊柱粘弹性影响,每次采集和读数于正式加载后30 s后进行,以避免滞后效应和蠕变效应。图象采集用三维显微激光扫描仪(3DDigital Corp)光学测量系统采集标记点的数码图像,输入计算机,应用数字图像相关测量方法(DICM)进行数据处理,计算出椎体间角位移量,测量精度达到0.1°。计算三维运动范围(Range of motion, ROM)和中性区(Neutral zone, NZ)。然后把正常组标本进行棘突间植入Wallis系统(Wallis组),同样的方法测试ROM和NZ。最后在Wallis组的基础上进行两侧小关节植骨术(Wallis植骨组),再次测试ROM和NZ值。比较3种状态下腰椎间节段的三维活动度。双侧改良小关节植骨术是在显露双侧完整的小关节囊后,小关节面投影线上纵行切开约1cm,刮除小关节上关节面后内侧和下关节面后外侧的关节软骨,显露骨面,制成1cm×5mm×2-3mm左右的植骨床,填塞松质骨碎粒,压实,缝合修复关节囊。用SPSS13.0统计软件包进行如下统计分析,测量数据以均数±标准差表示,检验水准均为a=0.05即当P<0.05时有著性差异。对不同状态下腰椎节段的ROM值分别进行单个重复因素的重复测量方差分析,两两对比采用LSD检验。对于不满足球形检验的比较,采用greenhouse—Geisser法校正。P值<0.05为有统计学意义。结果1、腰椎Wallis固定结合改良双侧小关节植骨术术式可行,术野显露良好,关节面软骨去除充分,植骨床制备良好,植骨量充分,关节囊修复完整。2、Wallis植骨组在屈伸状态下的ROM<正常组的ROM(p<0.05),Wallis植骨组的ROM与Wallis组无统计学差异(p>0.05)；Wallis植骨组中性区NZ>Wallis组(p<0.05),Wallis植骨组中性区NZ与正常组无统计学差异(p>0.05)。在侧屈和旋转状态下Wallis植骨组的ROM和NZ值与正常组和Wallis组均无统计学差异(p>0.05)。3、Wallis组在屈伸状态下的ROM<正常组(p<0.05),NZ<正常组(p<0.05),在侧屈和旋转状态下Wallis组的ROM和NZ值与正常组无统计学差异(p>0.05)。结论1、Wallis结合双侧小关节植骨术术式可行。2、Wallis结合小关节植骨术后的屈伸即刻稳定性增加,但是较单纯Wallis固定减少。3、患者术后应该佩戴支具。