脊柱内固定螺钉简介

神经外科医师交流2019-06-28 01:17:20



菅凤增 主任医师 教授 博士导师
首都医科大学宣武医院神经外科副主任, 神经脊柱外科组长 。中国医师协会神经外科分会脊柱神经外科专家委员会主任委员、中国脊髓损伤专业委员会委员、国际脊髓损伤协会中国分会委员、中华医学会神经外科分会脊柱脊髓委员会委员;同时为亚太地区颈椎学会国际执委、亚洲神经脊柱外科学会国际执委。菅凤增博士还担任《中华神经外科杂志》、《中国现代神经疾病杂志》以及《中国脑血管病杂志》等编委及审稿专家。

较钢丝、钛缆、骨钩等,螺钉可以提供即刻坚强的内固定,这也有利于最终达到骨性融合。在脊柱内固定中,螺钉已经用于椎弓根、椎弓根峡部、椎板、侧块等固定,枕骨、髂骨等也是螺钉固定常用的位置。

目前的螺钉多为钛材料制成,有良好的抗腐蚀及内在稳定性,同时又有良好的生物相容性。较以前的不锈钢螺钉,钛金属螺钉相对容易疲劳和断裂,但有较好的磁顺应性,术后磁共振检查伪影较小。


一 螺钉构成与种类


(一)螺钉的构成

螺钉是由螺杆、螺纹、钉头以及螺尾构成(图1-1)。一般所说的螺钉直径是指螺纹的直径,即最大螺钉直径,而最小直径是螺杆的直径(图1-2)。


根据不同的用途及不同的生物力学特性,用于脊柱内固定的螺钉分为多种,如自攻螺钉和非自攻螺钉、皮质骨和松质骨螺钉、加压螺钉、中空螺钉、锁紧螺钉等。另外,根据螺钉尾的不同设计及不同的临床用途,可分为单向螺钉、万向螺钉等。各种螺钉有其不同的生物力学特性及不同的植入技术。


(二)螺钉的种类

1、自攻螺钉与非自攻螺钉(Self-tappingand nonself-tapping screws)

(1)自攻螺钉:与非自攻螺钉的区别是根据螺纹与钉头的不同而区分的,其使用方法也不同。自攻螺钉螺纹锐利,钉头也相对锐,有一定的向前切力;而非自攻螺钉螺纹不那么锐利,钉头也相对平,没有向前的切力。两种螺钉植入前均需要用钻在骨内钻出钉道,自攻螺钉由于钉头及螺纹较锐,可以直接沿钉道拧入;而非自攻螺钉需要在螺钉拧入前在钉道内攻丝,攻丝的直径与螺纹的宽度与螺钉相对应。


(2)非自攻螺钉:可以取出并重新沿原钉道拧入,理论上讲,非自攻螺钉的拔出力度较自攻螺钉稍大。


2、皮质骨螺钉与松质骨螺钉(Corticaland cancellous bone screws)

皮质骨螺钉通常为非自攻螺钉,螺纹宽度较窄。松质骨螺钉可以是自攻、也可以是非自攻螺钉,螺纹一般深而宽,这一特性可以增加螺钉在松质骨内的拔出力度(图1-3)。


3、加压螺钉(lagscrews)

一般前端有螺纹,而后端没有,这样在拧紧螺钉时,可以将远端骨折的骨拉紧,有利于骨愈合(图1-4)。加压螺钉可用于齿状突骨折及寰枢椎关节突关节的固定。需要指出的是,在螺钉植入及钻孔前,需要首先通过体位或牵引等将骨折或脱位的关节复位。


4、中空螺钉(cannulatedscrews)


顾名思义,中空螺钉内有一细的孔道,便于沿克氏针拧入螺钉。在螺钉植入前,需要首先在X线透视下将克氏针打入欲植入螺钉的骨质内,然后在克氏针的引导下钻孔、攻丝(钻及丝攻均为中空),最后将螺钉沿克氏针拧入(图1-5)。中空螺钉早期主要用于齿状突骨折及寰枢椎关节突关节的固定,近来更多地用于微创经皮螺钉植入的内固定手术中,如腰椎管狭窄减压后、腰椎不稳等。


5、单向螺钉与万向螺钉(mono-axialand multi/poly-axial screws)


单向螺钉的钉尾与螺杆呈一个整体,万向螺钉的钉尾与螺杆之间通过关节连接在一起,可以不同方向转动(图1-6)。万向螺钉有利于螺钉与钛棒的连接,单向螺钉可以承受更大的力量,尤其需要复位矫形时。

二、螺钉固定的生物力学特点

螺钉的力量是由螺钉的不同设计及周围骨的特性决定的,因此,螺钉与骨的界面是螺钉固定最薄弱的部位。螺钉的长度及螺纹的直径决定螺钉的拔出力度,螺钉长度和螺钉拔出力量呈正比,螺钉越长、螺纹越宽,螺钉的拔出力度越大。金属螺钉固定的力量远远超过骨组织本身,因此,固定失败多表现为螺钉松动。即便如此,如果力量足够大,螺钉也可出现疲劳弯曲甚至断裂。螺钉折弯或断裂通常发生在螺杆与第一个螺纹的交界处,或受力最大处。螺钉可承受的折弯力量是由金属的特性和螺杆直径(螺钉内径)决定的。螺钉的折弯力与螺杆直径的增加呈三次方的关系,因此,螺钉直径的轻微增加,可以大大增加螺钉的抗弯力量,(图1-7)。

螺钉所植入骨的性质也决定了螺钉的拔出力量。如果植入病理性骨、骨折的骨、骨质疏松的骨内,螺钉的拔出力量将减小;植入厚的皮质骨内,螺钉固定的力量较松植骨大。

《简明脊柱内固定图谱》序一


脊柱外科手术中,对脊髓及神经组织减压以及维护脊柱稳定是手术不可分割的两个方面,一般认为,脊柱外科作为一个交叉学科,神经外科医师更专注减压,而骨科医师更注重固定。


由于多种原因,国内神经脊柱外科发展相对滞后,随着理念的不断更新及亚专科专业设置的不断完善,参与脊柱脊髓手术的神经外科医师越来越多,病种也从单纯的脊髓肿瘤拓展到脊柱退行性疾病、外伤、畸形等多种疾病。即使是脊髓肿瘤的治疗,由于肿瘤引起的骨质破坏、手术中椎板切除等都有可能引起脊柱不稳,单纯肿瘤切除而忽视脊柱的内固定已经远远不能满足治疗的要求。因此,神经外科医师从硬脊膜内走向硬脊膜外,积极开展脊柱内固定技术是目前我国神经外科开展脊柱脊髓手术的当务之急。早年椎弓根螺钉面世之初,美国骨科界曾反对神经外科医师使用脊柱内固定及融合技术,但随着理念的不断更新及对疾病认识的不断深入,这种保守力量逐渐退去,越来越多的人认识到,在脊柱脊髓疾病的治疗中,神经外科与骨科的合作远远大于分歧,单纯骨科或者单纯神经外科都不能成为独立的脊柱外科。如今欧、美等国家的骨科医师也在强调显微(微创)减压,而神经外科医师也能得心应手地进行脊柱内固定,甚至参与设计改良了许多内固定技术,如枕-颈固定、颈椎病前路手术中的无切迹螺钉、人工椎间盘等。在脊柱微创内固定领域,神经外科更是引领这一技术的发展方向。


近年来,许多神经外科医师用于开拓,在神经脊柱外科领域取得了长足发展,得到了国内外同行的高度评价。宣武医院神经外科是脊柱领域的佼佼者,成绩令人瞩目。于此同时,他们通过大量的学习班、会议积极在国内推动神经脊柱外科的发展。应运而生的《简明脊柱内固定图谱》是他们工作经验的积累,是国内神经外科第一部有关脊柱内固定的专著,值得祝贺,在此也向有志于神经脊柱外科的广大医师推荐,相信这一著作必将对我国神经脊柱外科的发展起到重要的推动作用。


赵继宗

中国科学院院士

首都医科大学附属天坛医院神经外科教授

2014年10月16日

小编说:灰常灰常滴荣幸,神经外科医师交流获得菅凤增教授的信任,得到“华人神经脊柱时讯“微信平台的支持(账号:sinoneuro-china或直接搜索微信名称)允许我们连载《简明脊柱内固定图谱》。这是,菅凤增教授撰写的第一部中国神经外科脊柱内固定专著。亲们,俺们送的新年福利,你们会很欢喜吧。请为菅凤增教授点赞,关注“华人神经脊柱时讯”微信公众账号。