背景:自从Roy Camille等报道了应用椎弓根技术治疗脊柱骨折取得良好临床效果并证明这项技术可提供安全、坚强的短节段脊柱内因定,且疗效确切,备受广大脊柱外科医生的青睐。开放后路短节段椎弓根螺钉内固定虽然能够很好的矫正脊柱畸形,维持脊柱的稳定性,但是由于术中出血及术后伤口引流量大,术中对椎旁肌的过度牵拉及破坏,腰背部肌肉缺血坏死和纤维化,导致术后慢性腰背痛致不能早期下床活动,术后长期卧床,并发症发生率明显增加[1-3]。近年来,随着微创脊柱外科的发展,采用微创技术进行胸腰椎椎弓根螺钉内固定逐渐发展起来,尤其是经皮椎弓根螺钉技术与计算机辅助外科技术的结合,大大促进了微创经皮内固定治疗胸腰椎骨折的发展,并且明显减少对软组织损伤,减少肌肉失神经支配、萎缩、疼痛等长期后遗症,明显解决了开放手术的上述问题,能够早期下床活动,恢复工作。但是微创经皮内固定治疗胸腰椎骨折,对脊柱畸形的即刻校正效果及对矫正度的维持是否能够取得满意效果,与开放手术之间有何差异,目前尚未见相关临床和生物力学研究,为此,我们进行了临床病例的随访研究和相关的生物力学研究。目前临床常用椎弓根螺钉内固定术式为后路短节段跨伤椎的二椎体四钉椎弓根螺钉内固定术,由于该术式未能直接固定伤椎,所以术后常常出现椎弓根螺钉松动、断裂,术后矫正度丢失等问题,近来有很多学者[4-7]提出三椎体六钉椎弓根螺钉内固定技术具有更强的生物力学稳定性,较传统后路短节段四钉内固定术减轻了断钉、断棒、矫正度丢失等并发症,取得了较满意的治疗效果。我们通过临床应用也证实了三椎体六钉椎弓根螺钉内固定技术有利于矫正后凸畸形和恢复伤椎前缘高度,并且增强胸腰椎骨折后路短节段内固定系统的牢固性和维持校正效果。但关于Sextant微创经皮附加伤椎内固定治疗胸腰椎骨折的临床效果,国内外未见相关研究及报道。前人对椎弓根螺钉固定系统在胸腰椎骨折中的应用已有相当深入的研究,对椎弓根螺钉的固定部位、方位,以及横联的应用等进行了大量的生物力学研究,尤其近年来关于附加伤椎固定的后路短节段椎弓根螺钉内固定的生物力学研究较多。但Sextant微创经皮内固定系统采用的是万向螺钉,与开放手术采用的单向螺钉不同,微创经皮内固定到底能否为脊柱骨折模型提供较好的生物力学强度,国内外相关的生物力学研究和报道较少,因此我们进行了微创经皮内固定的相关生物力学研究。方法:方法一:观察由2006年12月至2009年9月临床明确诊断为无神经功能损伤的单节段胸腰椎骨折并纳入观察研究的74例患者,其中29例应用Sextant微创经皮脊柱内固定系统(美国枢法模公司)行胸腰椎骨折内固定术,分为跨伤椎内固定组(微创四钉组)12例,附加伤椎内固定组(微创六钉组)17例,并与同期开展的开放跨伤椎四钉固定组(开放四钉组)22例,附加伤椎固定组(开放六钉组)22例进行临床效果比较。1.围手术期记录患者切口长度、手术时间、术中出血量、术后引流量、输血量、术后住院时间、术后使用止痛药的比例情况;2.统计患者术前、术后1周、术后9月以上随访丢失,其内容包括矢状位后凸Cobb`s角、伤椎楔变角、伤椎椎体前缘高度、伤椎椎体后缘高度、随访丢失情况等;3.术后相关并发症如椎弓根螺钉固定是否出现退钉、断钉、断棒、伤口感染、愈合不良、下肢深静脉血栓等情况。方法二:选用12具新鲜小牛腰段(L1～L5)椎体标本随机分为两组。制作L3椎体严重前中柱损伤模型,每组6具,分别给与单向钉和万向钉固定,模拟开放手术组与微创经皮内固定手术组,应用椎弓根螺钉内固定,测试标本应用不同固定方法即跨伤椎内固定与附加伤椎内固定后在轴向压缩,屈伸和扭转实验中生物力学稳定性,探讨伤椎固定对脊柱稳定性的影响及开放与微创经皮内固定的生物力学稳定性的差异。结果:结果一:1.围手术期指标结果:Sextant微创经皮内固定组能够明显减少手术创伤,与开放内固定组在手术时间、术中出血量、术后住院时间、术后使用镇痛药比例及术中及术后输血量方面差异有统计学意义(P<0.05)。2.影像学指标结果:四种固定方式骨折椎前缘高度、骨折椎后缘高度、矢状面Cobb角及伤椎楔变角的术前、术后比较差异均有统计学意义( P﹤0.05)。微创四钉固定与开放四钉固定相比,术后各项影像学指标相比差异无统计学意义( P﹥0.05),在术后伤椎前缘高度丢失上差异有明显统计学意义(P﹤0.01)。微创六钉固定与开放六钉固定相比,微创六钉固定在术后伤椎前缘高度、伤椎楔变角随访丢失方面相比差异有统计学意义( P﹤0.05),其余各项指标两者相比差异无统计学意义( P﹥0.05)。微创六钉固定的伤椎前缘高度的随访丢失与微创四钉固定相比差异有统计学意义( P﹤0.05)。3.术后并发症情况:开放手术组术后并发症发生率与微创手术组相比,差异有统计学意义( P﹤0.05)。微创四钉组的椎弓根螺钉出现退钉、断钉发生率与其余各组相比,差异有统计学意义( P﹤0.05)。结果二:1.无论开放或微创手术方式,四钉固定与六钉固定标本能够明显提高失稳模型的稳定性及椎间刚度值,六钉固定各个运动方向的ROM均小于四钉固定,椎间刚度值均大于四钉固定,且各运动方向两者差异存在明显统计学意义(P﹤0.01或P﹤0.05)。2.完整组标准化为100%后,开放四钉固定、开放六钉固定、微创六钉固定在屈曲、后伸、侧屈运动方向上的相对稳定性及相对椎间刚度值均较对照组大,而微创四钉组在屈曲、后伸、旋转的稳定性及相对椎间刚度值都较对照组差。3.微创四钉组在各个运动的ROM值均大于开放四钉固定组,椎间刚度值均小于开放四钉固定,且两组在前屈、后伸、侧屈运动方向差异有统计学意义(P﹤0.05)。开放六钉固定组与微创六钉固定组的各运动的ROM值、椎间刚度值相比差异均无统计学意义(P﹥0.05)。结论:应用Sextant系统经皮椎弓根螺钉内固定治疗无需神经减压的胸腰椎骨折是一种非常好的微创手术治疗选择,不但手术操作简单、安全可靠、具有创伤小、出血少、恢复快、住院时间短等临床效果,跨伤椎微创经皮内固定随访期间存在伤椎前缘高度校正度丢失的问题,附加伤椎微创经皮内固定较跨伤椎的微创经皮内固定在维持伤椎前缘高度方面具有较大优势,并且我们通过生物力学实验证实了微创附加伤椎固定较微创四钉固定屈曲运动上具有较强的生物力学强度。