刚柔并济-PEEK棒半刚性内固定系统介绍

腰椎退行性疾病是脊柱外科的常见疾病。目前植骨融合坚强内固定技术成为其手术治疗的“金标准”。但由于术后固定节段应力遮挡、邻近节段应力载荷过大导致腰椎邻近节段退变(ASD)加速,影响术后疗效。[1]为延缓ASD加速问题,PEEK棒内固定系统逐渐应用于临床。

在对腰椎退变性疾病患者进行后路椎管减压植骨融合内固定术时,既要保证内固定装置的稳定性,又要提高椎体的融合率。传统钛棒刚性内固定系统依靠其坚强内固定达到了满意的融合效果;但增加了其断钉、邻近节段退变等并发症的发生率。[2]Dynesys,Flex PLUS等动态内固定系统能够保证腰椎稳定性同时保留腰椎活动度,但其增加了螺钉松动、感染、终板骨折等并发症的发生率。[3]聚醚醚酮(Poly Ether Ether Ketone,PEEK)棒半刚性内固定系统在保证稳定性的同时,因其弹性模量接近椎体而减少了应力遮挡,从而避免了传统钛棒坚强内固定引起的并发症。[4]

PEEK棒最突出的生物力学特性是: 其弹性模量为3.2GPa左右,与人体皮质骨弹性模量较接近,只相当于钛合金棒弹性模量的20%,刚性强度介于金属棒与柔性棒之间,既能提供足够的固定强度(克服柔性装置存在的固定力量不足、易松动的缺点),又能减少刚性装置带来的应力遮挡,在固定手术节段的同时减少邻近节段的应力集中,理论上可以延缓ASD的发生。体外生物力学测定显示,PEEK棒固定后: 固定节段负荷中心靠近脊柱前中柱,内固定器械所承受的压力较传统钛合金装置明显减小,前柱负载约75%,后柱约25%,十分接近人体生理性负荷分布,固定节段关节突关节和后方椎间盘由此得到保护,钉-骨界面和钉-棒界面应力较小,理论上能降低术后钉棒松动、断钉、断棒发生率。[5-10]

应用术式
1.融合手术

融合手术:DeIure等[11]回顾30例PEEK棒固定腰椎术后,平均随访18个月病例:临床症状改善及影像学结果满意。22例患者植入椎间融合器,18例术后6个月即实现融合,12个月后全部实现完全融合;8例患者仅作自体骨移植,4例术后6个月实现融合,术后12个月为7例。研究表明PEEK棒半刚性内固定系统用于治疗腰椎退变性疾病取得了很好的早期临床效果,相比与钛棒内固定系统,PEEK棒半刚性内固定系统早期融合疗效更佳。

病例赏析
应用术式

2.杂交手术

杂交手术:于秀淳等[12]报道21例杂交手术(采用下位间隙融合,上位间隙不融合,椎弓根PEEK棒固定)与23例钛棒融合固定手术(上间隙融合,椎弓根钛棒固定)后,平均随访24个月病例:两种术式均取得较满意的临床疗效。杂交组24个月后融合率为85.7%,融合组24个月后融合率为82.6%;两组术后各出现1例螺钉松动,无临床症状;两组术后均无感染、断钉断棒发生。杂交组无任何患者符合ASD诊断标准;融合组有6例患者发生ASD,发生率为26%,其中1例有明显临床症状,诊断为邻近节段退变病。研究表明PEEK棒杂交手术在预防ASD方面有明显优势。

表明PEEK棒内固定系统可能减轻相邻节段退变并促进椎间盘修复

应用术式

3.非融合手术

非融合手术:Huang 等[13]报道的31例腰椎非融合 PEEK 棒内固定术后24个月随访结果显示:末次随访的 ODI 评分从术前平均 25.7 分降至平均 6.5 分,JOA评分从术前平均 13.7 分升至平均 23.3 分; 间盘高度比(discheight index,DHI)术前、术后 1 周、末次随访分别为 0.3、0.32、0.27,且末次随访与术前DHI 差异无统计学意义; 平均活动度术前为 8.8°,术后 3 个月为 2.1°,末次随访为 1.8°。仅 1 例发生螺钉松动,但无临床症状。研究表明PEEK棒能提供满意的稳定性。

禁忌症

脊柱侧弯、畸形等长阶段矫形

脊柱骨折

脊柱滑脱(Ⅲ,Ⅳ度或Ⅰ/Ⅱ度需要复位)

威高骨科Tulip PEEK棒
半刚性内固定系统
椭圆棒
规格:6.35*7.2

预制弧形棒,完美符合脊柱曲度

两端钛合金标记,便于影像检查

注意事项:PEEK棒不能进行折弯和扭曲

万向螺钉

规格:5.0/5.5*(35-45)  6.0/6.5*(35-50)  7.0*(35-55)

近端皮质骨螺纹,增强螺钉把持力

自断螺塞

规格:6.35*7.2

精确的自断螺塞扭矩(7-8Nm)

锁紧确切稳定,较低钉棒破坏的风险

具有良好的弹性,67°弯曲无折断,30°扭转无明显形变

参考文献:

1.Bono CM,Kadaba M,Vaccaro AR. Posterior pedicle fixation based dynamic stabilization devices for the treatment of degenerative diseases of the lumbar spine[J]. J Spinal Disord Tech,2009,22(5):376-383.

2.PAYER M,NICOLAS S,OEZKAN N,et al.Dynamic transpedicular stabilization and decompression in singlelevel degenerative anterolisthesis and stenosis[J].Acta Neurochir,2014,156(2):221-227

3.GALBUSERA F,BELLINI C M,ANASETTI F,et al.Rigid and flexible spinal stabilization devicea: a biomechanical comparison[J].Med Eng Phys,2011,33(4):490-496.

4.LIC,LIU L,SHI J Y,et al.Clinical and biomechanical researchers of polyetheretherketone(PEEK)rods for semirigid lumbar fusion:a systematic review[J].Manual of Spine Surgery,2012,4:377-384.

5.Ponnappan RK, Serhan H, Zarda B, et al. Biomechanical evaluation and comparison of polyetheretherketone rod system to traditional titanium rod fixation[J]. Spine J, 2009, 9(3): 263-267.

6.Gornet MF, Chan FW, Coleman JC, et al. Biomechanical assessment of a PEEK rod system for semi-rigid fixation of lumbar fusion constructs[J]. J Biomech Eng, 2011, 133(8): 712-712.

7.Wang N, Xie H, Xi C, et al. A study to compare the efficacy of polyether ether ketone rod device with titanium devices in posterior spi-nal fusion in a canine model[J]. J Orthop Surg Res, 2017, 12(1): 40.

8.Abode-Iyamah K, Kim SB, Grosland N, et al. Spinal motion and intradiscal pressure measurements before and after lumbar spine instrumentation with titanium or PEEK rods[J]. J Clin Neurosci,2014, 21(4): 651-655.

9.TurnerJL,PallerDJ,MurrellCB. The mechanical effect of commercially pure titanium and polyetheretherketone rods on spinal implants at the operative and adjacent levels[J]. Spine, 2010, 35(21): E1076-E1082.

10.Chou WK, Chien A, Wang JL. Biomechanical analysis between PEEK and titanium screw-rods spinal construct subjected to fatigue loading[J]. J Spinal Disord Tech, 2015, 28(3): E121-E125.

11.De Iure F, Bosco G, Cappuccio M, et al. Posterior lumbar fusion by peek rods in degenerative spine: Preliminary report on 30 cases[J]. Eur Spine J, 2012, 21(Suppl 1):S50-S54.

12.于秀淳,黄伟敏,许小多,韩志伟,宋若先等. 醚酮棒椎弓根螺钉系统在多节段腰椎退行性疾病治疗中的应用[J].生物骨科材料与临床研究.2018,08,15-4,29-33.

13.Huang W, Chang Z, Song R, et al. Non-fusion procedure using PEEK od systems for lumbar degenerative diseases: clinical experience with a 2-year follow-up[J]. BMC

Musculoskelet Disord, 2016, 17(1): 53.

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