颈椎前路自锁钢板临床应用及失误原因分析
作者：陈维善 陈其昕 徐少文 斯永乐 陈正形
单位：浙江医科大学附属第二医院骨科 杭州市 310009
关键词：颈椎；内固定；自锁钢板；并发症
骨与关节990502
摘要 临床应用颈椎前路自锁钢板治疗颈椎损伤、颈椎病和颈椎肿瘤共23例，其中17例存在内固定力学缺陷或手术并发症。对颈椎前路钢板的固定原理、手术近期并发症及由于安装不妥造成力学缺陷的几种情况进行分析。认为正确选择手术适应证和规范的手术操作是取得疗效、减少并发症的关键。
Clinical Application of Cervical Spine Locking Plate and Analysis of Errors
, 百拇医药 Chen Weishan，Chen Qixin，Xu Shaowen，et al.
Department of Orthopae d ics，The Second Affiliated Hospital of Zhejiang Medical University，Hangzhou，31 0009.
Abstract The effect of clinical application was reported in 23 cases with cervical spine locking plate through anterior cervical approa ch.Twenty-three cases of cervical spine injury，cervical spondylosis and cervic al verte bral tumor were fixed with cervical spine locking plate(CSLP) after anterior dec o mpression，among them 17 cases existed different kinds of mechanical defects of internal fixation or operative complications.The fixing mechanism of CSLP，earl y operative complications and the causes of mechanical detect were discussed in t his article.It was believed that correct operative indications and standardized operative manipulation were the striking points to achieve clinical effect and avoid complications.
, 百拇医药
Key words Cervical spine；Internal fixation；Locking plate；Complication
为解决颈椎创伤后颈椎不稳定及颈椎前路减压术后植骨块移位、融合率低和后突畸形等问题，近二十几年来发展了颈椎前路钢板固定技术。早期应用的AO小钢板和Caspar钢板[1]由于并发症较高已渐被Morscher[2，3]设计的颈椎自锁钢板(Cervical spine locking plate，CSLP)取代。本文总结23例颈椎前路自锁钛钢板的应用经验，着重对CSLP固定原理、手术并发症及由于安装不妥造成内固定力学缺陷的几种情况进行探讨。
1 临床资料
1.1 一般资料 本组23例，男20例，女3例。年龄25～6 4岁，平均44岁。颈椎创伤18例(损伤类型：屈曲压缩性骨折8例、爆裂性骨折5例、颈椎前半脱位2例、外伤性椎间盘突出2例；神经系统损伤：完全瘫5例、不全瘫8例、无瘫痪5例。脊髓型颈椎病4例，颈椎椎体肿瘤2例。固定范围：C3～C51例，C4～C52例，C4～C 66例，C5～C62例，C5～C78例，C6～T14例。
, http://www.100md.com
1.2 手术方法 颈丛麻醉，右胸锁乳突肌前缘斜切口，充分显露手术椎体。术式选择：(1)屈曲压缩性和爆裂性骨折：骨折椎体次全切除减压+大块髂骨植骨+跨椎体钢板固定；(2)颈椎半脱位和外伤性椎间盘突出：椎间盘摘除+椎间髂骨植骨+邻椎钢板固定；(3)脊髓型颈椎病：长槽式减压+大块髂骨植骨+跨椎体钢板固定；(4)椎体肿瘤：病椎切除+髂骨植骨(良性)或骨水泥填充(恶性)+跨椎体钢板固定。
1.3 器械介绍 采用SPINETECH公司的颈椎前路自锁钢板系统(Cervi-Lok Cervical Fixation System)。内固定材料为6铝-4钒的钛合金。钢板长24～88mm、宽19mm、厚2mm，螺丝钉直径4.2mm或5.1mm、长度16mm。
2 结 果
2.1 手术近期并发症及内固定缺陷：23例中17 例有不同程度的内固定缺陷或手术并发症，部分病例存在两种或以上缺陷(表1)。其中螺钉进入椎间隙均发生在下位螺钉椎体尾侧，钢板跨越邻椎间隙都在颅侧，而喉返神经损伤则全部发生在固定T1椎体时。
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表1 颈椎自锁钢板内固定缺陷及近期手术并发症 内固定缺陷及并发症
例次
螺钉进入椎间隙
4
钢板超越邻近椎间隙
5
颈椎曲度变直或反屈
7
钢板与椎体未贴合
5
喉返神经损伤
3
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面神经颌下支损伤
1
喉头水肿
2
2.2 随访3～8.5个月，平均5.2个月。 4例失访。颈椎骨折全瘫3例术后2～5周呼吸衰竭死亡，2例截瘫未恢复。其余有神经系统损害病例均有不同程度恢复。术后无神经体征加重病例。术后3个月植骨病例全部骨性融合，骨水泥填充者未见松动。无钢板断裂及螺钉脱出。
3 讨 论
颈椎前路钢板固定的适应证：(1)颈椎创伤后不稳定：屈曲压缩型和爆裂型骨折，损伤前中柱结构且常伴有脊髓前方的压迫；伴有小关节突交锁的颈椎损伤，在交锁复位后仍可采用前路植骨和钢板内固定；外伤性颈椎间盘突出前路减压同时行内固定。脊柱损伤模型前后路器械固定的生物力学研究发现前路钢板对抗压缩或屈曲引起的后方牵张不如大多数后路固定器，但前路固定后颈椎负载位移程度小于正常[4]。联合应用前路钢板和三面皮质骨支撑植骨可达到或超过完整脊柱承载生理负荷的稳固度。此外前路钢板体外固定的稳定性虽弱于后路固定，但在体内由于后路椎旁肌肉的作用，前路钢板的稳定性明显优于体外固定。(2)颈椎退变性疾病的多节段融合及单节段和多节段颈椎病：特别是多节段减压植骨融合者，容易出现植骨块断裂、滑脱和吸收导致骨不连及成角畸形。钢板固定可减少假关节和后突畸形发生率。Geisler等[5]比较了颈椎退变性疾病1～2个节段前路减压植骨手术后应用钢板和不用钢板的两组病例，发现前组再手术率明显下降。不用钢板病例单节段骨不连为4%～26%，2～3个节段则分别为17%～63%。由于假关节形成引起颈肩痛病例高达33%～60%，常需要再次手术。钢板固定的骨不愈合率仅为1.2%(0～3 %) [6]。(3)肿瘤术后支撑融合：颈椎前路钢板可重建椎体肿瘤切除后脊柱稳定性[7]，良性肿瘤植骨融合，恶性肿瘤可用骨水泥填充。
, 百拇医药
颈椎自锁钛钢板设计上有以下特点：(1)锁定装置消除了钢板螺钉间的摆动，使之具有整体性；钢板冠状面的弧度弯曲使两侧的螺钉轴线内聚形成三角固定具备内在稳定性。因此即使一至二枚螺钉失效也不会造成内固定整体崩溃或螺钉松动滑脱，减少了椎前食道、血管神经损伤的机会。(2)螺钉采用单侧骨皮质固定，减少了螺钉损伤脊髓的机会。(3)钛合金钢板弹性模量适宜，可避免应力遮挡效应，防止骨质疏松。(4)钛合金磁扰性小，可行MRI检查。自锁钢板的力学强度一直是人们关心的焦点。Grubb[8]在尸体颈椎和牛颈椎标本进行生物力学测试发现自锁颈椎钢板和Caspar钢板固定后的力学强度均比未损伤颈椎模型坚强，自锁颈椎钢板系统对压缩屈曲损伤的固定作用等同或在某些方面优于Caspar钢板。Caspar钢板设想螺钉穿透椎体前后骨皮质以增加螺钉握持力。但Maiman[9]通过拔钉实验证实螺钉穿透双侧骨皮质并不能显著增加螺钉的握持力。自锁螺钉的应用使钉板强度增加了3倍，螺钉无需穿透对侧皮质即可达到坚强固定的效果。需要强调的是任何钢板内固定系统都只能起暂时固定作用，如果植骨融合失败内固定最终失效。
, 百拇医药
安装不妥造成内固定力学缺陷的几种情况：(1)钢板与椎体前缘未紧密贴合。原因有：椎体前缘骨赘增生未能切除；植骨块放置过深或过浅；椎体复位序列欠佳；螺钉置入过浅。(2)钢板上缘或下缘超越上下椎间隙。这种错误主要发生在上位颈椎，因为解剖上上位颈椎前后方向的倾斜度大，为避免螺钉进入椎间隙，往往取椎体中上1/3为进钉点使钢板末端超出椎体。因此提倡使用钢板头侧钉孔有向头端12°倾斜角的钢板，使螺钉与椎体终板平行。其危害为颈椎活动时产生不良的杠杆效应，上下椎体撞击引起钢板松动及加速上下椎间隙退变。(3)螺钉进入椎间隙，更多地发生在下位颈椎间隙。因为固定下位颈椎时由于胸骨的阻挡难于垂直于椎体进钉且容易造成错觉，因此术中透视不可缺少。(4)颈椎曲度变直或反屈有两种原因，其一是钢板未预弯，迫使颈椎正常生理弧度消失，其二由于钢板缺乏复位作用，未能矫正原有的畸形。(5)安装螺钉时丝锥攻纹过度，使螺钉失去咬合。本组资料表明，钢板内固定存在力学缺陷的发生率极高，由于近期未造成严重并发症不易引起足够重视，但存在远期钢板断裂螺钉松动、颈椎上下节段继发性退变等潜在危险，需作长期随访。
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颈前路钢板安装要求广泛的显露，容易引起以下并发症：(1)过度剥离牵拉造成喉头水肿、食道肿胀。引起呼吸困难或吞咽障碍。本组有2例由于喉头水肿行气管切开。(2)喉返神经损伤，喉返神经发自迷走神经干的胸段，左喉返神经绕过主动脉弓返至颈部，而右侧喉返神经绕过右锁骨下动脉返回颈部，发出的位置略高。作胸1椎体固定时，器械容易引起喉返神经过度牵张，对于这些病例可选择左侧入路。喉返神经麻痹虽能逐步恢复，但对高位瘫痪病例会引起咳痰困难，加重呼吸衰竭。(3)喉上神经损伤，钢板固定涉及颈2～3平面需分离保护喉上神经时，不应切断结扎甲状腺上动脉和过多分离血管神经束周围结缔组织，跨血管神经束安装钢板时避免用力牵拉。(4)面神经损伤：直接切断面神经的可能性不大。本组1例显露高位颈椎时，拉钩使面神经下颌缘支在下颌骨缘受压麻痹，引起口角歪斜。
尽管颈椎前路自锁钛钢板设计巧妙，但临床应用中避免内固定力学错误并不容易。正确选择适应证和规范的手术操作是取得疗效、减少并发症的关键。
参考文献
, 百拇医药
1 Caspar W.Die ventrale interkorporale stabilisierung mit de r HWS-Tra pez-Osteosyntheseplatte：Indikation，Technik，Ergebniss.Z Orthop，1981，119：80 9.
2 Morscher E，Sutter F，Jenny H，et al.Die vordere Verpla ttung der H alswirbelsaule mit dem Hohlschrauben-Plattensystem aus Titanium.Chirurg，1986， 57：702.
3 Aebi M，Mohler J，Zach GA，Morscher E.Indication，surgical techni que，and results of 100 surgical-treated fractures and fracture-dislocations of the cervical spine.Clin Orthop，1986，203：244.
, 百拇医药
4 Coe JD，Warden KE，Sutterlin CE Ⅲ，et al.Biomechanical evaluation of cervical spine stabilization methods in a human cadaveric model.Spine，1989 ，14：1122.
5 Geisler FH，Caspar W，Pitzen T，et al.Reoperation in pa tients afte r anterior cervical plate stabilization in degenerative disease.Spine，1998，23(8)：911.
6 Adbi M，Zuber K，Marchesi D .Treatment of cervical spine injures with anterior plating：Indications，techniques，and results.Spine，1991，16(Sup pl)：S38.
, 百拇医药
7 Atanasiu JP，Badatcheff F，Pidhorz L.Metastatic lesions of the ce rvical spine.A retrospective analysis of 20 cases.Spine，1993，18(10)：1297.
8 Grubb MR，Currier BL，Shih JS，et al.Biomechanical eval ua tion of anterior cervical spine stabilization.Spine，1998，23(8)：886.
9 Maiman DJ，Pintar FA，Yogandan N，et al.Pull-out streng th of Caspar cervical screws.Neurosurg，1992，31(6)：1097.
(收稿：1999-01-01), http://www.100md.com
单位：浙江医科大学附属第二医院骨科 杭州市 310009
关键词：颈椎；内固定；自锁钢板；并发症
骨与关节990502
摘要 临床应用颈椎前路自锁钢板治疗颈椎损伤、颈椎病和颈椎肿瘤共23例，其中17例存在内固定力学缺陷或手术并发症。对颈椎前路钢板的固定原理、手术近期并发症及由于安装不妥造成力学缺陷的几种情况进行分析。认为正确选择手术适应证和规范的手术操作是取得疗效、减少并发症的关键。
Clinical Application of Cervical Spine Locking Plate and Analysis of Errors
, 百拇医药 Chen Weishan，Chen Qixin，Xu Shaowen，et al.
Department of Orthopae d ics，The Second Affiliated Hospital of Zhejiang Medical University，Hangzhou，31 0009.
Abstract The effect of clinical application was reported in 23 cases with cervical spine locking plate through anterior cervical approa ch.Twenty-three cases of cervical spine injury，cervical spondylosis and cervic al verte bral tumor were fixed with cervical spine locking plate(CSLP) after anterior dec o mpression，among them 17 cases existed different kinds of mechanical defects of internal fixation or operative complications.The fixing mechanism of CSLP，earl y operative complications and the causes of mechanical detect were discussed in t his article.It was believed that correct operative indications and standardized operative manipulation were the striking points to achieve clinical effect and avoid complications.
, 百拇医药
Key words Cervical spine；Internal fixation；Locking plate；Complication
为解决颈椎创伤后颈椎不稳定及颈椎前路减压术后植骨块移位、融合率低和后突畸形等问题，近二十几年来发展了颈椎前路钢板固定技术。早期应用的AO小钢板和Caspar钢板[1]由于并发症较高已渐被Morscher[2，3]设计的颈椎自锁钢板(Cervical spine locking plate，CSLP)取代。本文总结23例颈椎前路自锁钛钢板的应用经验，着重对CSLP固定原理、手术并发症及由于安装不妥造成内固定力学缺陷的几种情况进行探讨。
1 临床资料
1.1 一般资料 本组23例，男20例，女3例。年龄25～6 4岁，平均44岁。颈椎创伤18例(损伤类型：屈曲压缩性骨折8例、爆裂性骨折5例、颈椎前半脱位2例、外伤性椎间盘突出2例；神经系统损伤：完全瘫5例、不全瘫8例、无瘫痪5例。脊髓型颈椎病4例，颈椎椎体肿瘤2例。固定范围：C3～C51例，C4～C52例，C4～C 66例，C5～C62例，C5～C78例，C6～T14例。
, http://www.100md.com
1.2 手术方法 颈丛麻醉，右胸锁乳突肌前缘斜切口，充分显露手术椎体。术式选择：(1)屈曲压缩性和爆裂性骨折：骨折椎体次全切除减压+大块髂骨植骨+跨椎体钢板固定；(2)颈椎半脱位和外伤性椎间盘突出：椎间盘摘除+椎间髂骨植骨+邻椎钢板固定；(3)脊髓型颈椎病：长槽式减压+大块髂骨植骨+跨椎体钢板固定；(4)椎体肿瘤：病椎切除+髂骨植骨(良性)或骨水泥填充(恶性)+跨椎体钢板固定。
1.3 器械介绍 采用SPINETECH公司的颈椎前路自锁钢板系统(Cervi-Lok Cervical Fixation System)。内固定材料为6铝-4钒的钛合金。钢板长24～88mm、宽19mm、厚2mm，螺丝钉直径4.2mm或5.1mm、长度16mm。
2 结 果
2.1 手术近期并发症及内固定缺陷：23例中17 例有不同程度的内固定缺陷或手术并发症，部分病例存在两种或以上缺陷(表1)。其中螺钉进入椎间隙均发生在下位螺钉椎体尾侧，钢板跨越邻椎间隙都在颅侧，而喉返神经损伤则全部发生在固定T1椎体时。
, http://www.100md.com
表1 颈椎自锁钢板内固定缺陷及近期手术并发症 内固定缺陷及并发症
例次
螺钉进入椎间隙
4
钢板超越邻近椎间隙
5
颈椎曲度变直或反屈
7
钢板与椎体未贴合
5
喉返神经损伤
3
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面神经颌下支损伤
1
喉头水肿
2
2.2 随访3～8.5个月，平均5.2个月。 4例失访。颈椎骨折全瘫3例术后2～5周呼吸衰竭死亡，2例截瘫未恢复。其余有神经系统损害病例均有不同程度恢复。术后无神经体征加重病例。术后3个月植骨病例全部骨性融合，骨水泥填充者未见松动。无钢板断裂及螺钉脱出。
3 讨 论
颈椎前路钢板固定的适应证：(1)颈椎创伤后不稳定：屈曲压缩型和爆裂型骨折，损伤前中柱结构且常伴有脊髓前方的压迫；伴有小关节突交锁的颈椎损伤，在交锁复位后仍可采用前路植骨和钢板内固定；外伤性颈椎间盘突出前路减压同时行内固定。脊柱损伤模型前后路器械固定的生物力学研究发现前路钢板对抗压缩或屈曲引起的后方牵张不如大多数后路固定器，但前路固定后颈椎负载位移程度小于正常[4]。联合应用前路钢板和三面皮质骨支撑植骨可达到或超过完整脊柱承载生理负荷的稳固度。此外前路钢板体外固定的稳定性虽弱于后路固定，但在体内由于后路椎旁肌肉的作用，前路钢板的稳定性明显优于体外固定。(2)颈椎退变性疾病的多节段融合及单节段和多节段颈椎病：特别是多节段减压植骨融合者，容易出现植骨块断裂、滑脱和吸收导致骨不连及成角畸形。钢板固定可减少假关节和后突畸形发生率。Geisler等[5]比较了颈椎退变性疾病1～2个节段前路减压植骨手术后应用钢板和不用钢板的两组病例，发现前组再手术率明显下降。不用钢板病例单节段骨不连为4%～26%，2～3个节段则分别为17%～63%。由于假关节形成引起颈肩痛病例高达33%～60%，常需要再次手术。钢板固定的骨不愈合率仅为1.2%(0～3 %) [6]。(3)肿瘤术后支撑融合：颈椎前路钢板可重建椎体肿瘤切除后脊柱稳定性[7]，良性肿瘤植骨融合，恶性肿瘤可用骨水泥填充。
, 百拇医药
颈椎自锁钛钢板设计上有以下特点：(1)锁定装置消除了钢板螺钉间的摆动，使之具有整体性；钢板冠状面的弧度弯曲使两侧的螺钉轴线内聚形成三角固定具备内在稳定性。因此即使一至二枚螺钉失效也不会造成内固定整体崩溃或螺钉松动滑脱，减少了椎前食道、血管神经损伤的机会。(2)螺钉采用单侧骨皮质固定，减少了螺钉损伤脊髓的机会。(3)钛合金钢板弹性模量适宜，可避免应力遮挡效应，防止骨质疏松。(4)钛合金磁扰性小，可行MRI检查。自锁钢板的力学强度一直是人们关心的焦点。Grubb[8]在尸体颈椎和牛颈椎标本进行生物力学测试发现自锁颈椎钢板和Caspar钢板固定后的力学强度均比未损伤颈椎模型坚强，自锁颈椎钢板系统对压缩屈曲损伤的固定作用等同或在某些方面优于Caspar钢板。Caspar钢板设想螺钉穿透椎体前后骨皮质以增加螺钉握持力。但Maiman[9]通过拔钉实验证实螺钉穿透双侧骨皮质并不能显著增加螺钉的握持力。自锁螺钉的应用使钉板强度增加了3倍，螺钉无需穿透对侧皮质即可达到坚强固定的效果。需要强调的是任何钢板内固定系统都只能起暂时固定作用，如果植骨融合失败内固定最终失效。
, 百拇医药
安装不妥造成内固定力学缺陷的几种情况：(1)钢板与椎体前缘未紧密贴合。原因有：椎体前缘骨赘增生未能切除；植骨块放置过深或过浅；椎体复位序列欠佳；螺钉置入过浅。(2)钢板上缘或下缘超越上下椎间隙。这种错误主要发生在上位颈椎，因为解剖上上位颈椎前后方向的倾斜度大，为避免螺钉进入椎间隙，往往取椎体中上1/3为进钉点使钢板末端超出椎体。因此提倡使用钢板头侧钉孔有向头端12°倾斜角的钢板，使螺钉与椎体终板平行。其危害为颈椎活动时产生不良的杠杆效应，上下椎体撞击引起钢板松动及加速上下椎间隙退变。(3)螺钉进入椎间隙，更多地发生在下位颈椎间隙。因为固定下位颈椎时由于胸骨的阻挡难于垂直于椎体进钉且容易造成错觉，因此术中透视不可缺少。(4)颈椎曲度变直或反屈有两种原因，其一是钢板未预弯，迫使颈椎正常生理弧度消失，其二由于钢板缺乏复位作用，未能矫正原有的畸形。(5)安装螺钉时丝锥攻纹过度，使螺钉失去咬合。本组资料表明，钢板内固定存在力学缺陷的发生率极高，由于近期未造成严重并发症不易引起足够重视，但存在远期钢板断裂螺钉松动、颈椎上下节段继发性退变等潜在危险，需作长期随访。
, http://www.100md.com
颈前路钢板安装要求广泛的显露，容易引起以下并发症：(1)过度剥离牵拉造成喉头水肿、食道肿胀。引起呼吸困难或吞咽障碍。本组有2例由于喉头水肿行气管切开。(2)喉返神经损伤，喉返神经发自迷走神经干的胸段，左喉返神经绕过主动脉弓返至颈部，而右侧喉返神经绕过右锁骨下动脉返回颈部，发出的位置略高。作胸1椎体固定时，器械容易引起喉返神经过度牵张，对于这些病例可选择左侧入路。喉返神经麻痹虽能逐步恢复，但对高位瘫痪病例会引起咳痰困难，加重呼吸衰竭。(3)喉上神经损伤，钢板固定涉及颈2～3平面需分离保护喉上神经时，不应切断结扎甲状腺上动脉和过多分离血管神经束周围结缔组织，跨血管神经束安装钢板时避免用力牵拉。(4)面神经损伤：直接切断面神经的可能性不大。本组1例显露高位颈椎时，拉钩使面神经下颌缘支在下颌骨缘受压麻痹，引起口角歪斜。
尽管颈椎前路自锁钛钢板设计巧妙，但临床应用中避免内固定力学错误并不容易。正确选择适应证和规范的手术操作是取得疗效、减少并发症的关键。
参考文献
, 百拇医药
1 Caspar W.Die ventrale interkorporale stabilisierung mit de r HWS-Tra pez-Osteosyntheseplatte：Indikation，Technik，Ergebniss.Z Orthop，1981，119：80 9.
2 Morscher E，Sutter F，Jenny H，et al.Die vordere Verpla ttung der H alswirbelsaule mit dem Hohlschrauben-Plattensystem aus Titanium.Chirurg，1986， 57：702.
3 Aebi M，Mohler J，Zach GA，Morscher E.Indication，surgical techni que，and results of 100 surgical-treated fractures and fracture-dislocations of the cervical spine.Clin Orthop，1986，203：244.
, 百拇医药
4 Coe JD，Warden KE，Sutterlin CE Ⅲ，et al.Biomechanical evaluation of cervical spine stabilization methods in a human cadaveric model.Spine，1989 ，14：1122.
5 Geisler FH，Caspar W，Pitzen T，et al.Reoperation in pa tients afte r anterior cervical plate stabilization in degenerative disease.Spine，1998，23(8)：911.
6 Adbi M，Zuber K，Marchesi D .Treatment of cervical spine injures with anterior plating：Indications，techniques，and results.Spine，1991，16(Sup pl)：S38.
, 百拇医药
7 Atanasiu JP，Badatcheff F，Pidhorz L.Metastatic lesions of the ce rvical spine.A retrospective analysis of 20 cases.Spine，1993，18(10)：1297.
8 Grubb MR，Currier BL，Shih JS，et al.Biomechanical eval ua tion of anterior cervical spine stabilization.Spine，1998，23(8)：886.
9 Maiman DJ，Pintar FA，Yogandan N，et al.Pull-out streng th of Caspar cervical screws.Neurosurg，1992，31(6)：1097.
(收稿：1999-01-01), http://www.100md.com