Dynesys在腰椎退变性疾病中的应用进展

吴海挺 蒋国强 卢 斌 罗科锋 岳 兵 陆继业

(宁波大学医学院，浙江 宁波 315211)



Dynesys在腰椎退变性疾病中的应用进展

吴海挺 蒋国强1卢 斌1罗科锋1岳 兵1陆继业1

(宁波大学医学院，浙江 宁波 315211)

腰椎；退变性疾病；Dynesys动态固定系统

动态固定系统(Dynesys)是由法国学者Dubois及其同事在Graf韧带系统基础上改进而来，并于1994年首先应用于临床，是目前临床上使用较为广泛的后路非融合系统之一〔1〕。Dynesys组成组件包括钛合金椎弓根螺钉、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)弹性套管和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)绳索。Dynesys通过绳索与套管组成的“推拉装置”长期与螺钉之间产生微动，使脊柱后部结构恢复到近似正常生理解剖位置，限制了脊柱的异常活动，一定程度上保留了节段间活动能力。本文将有关国内外Dynesys的应用进展综述如下。

1 Dynesys生物力学研究

Dynesys系统能在椎体后部结构、纤维环和后纵韧带之间产生张力，使后部小关节的接合面恢复至原来的位置和功能，改善椎间盘因缺少黏弹性而导致的活动障碍，并恢复后部结构张力。这些改变能恢复脊柱节段旋转中心，产生一个改善椎间盘生理的解剖学环境，PCU套管的弹性保证了一定程度的活动度，并限制该系统在毗邻节段水平的长期生物力学压力〔2〕。

1.1 Dynesys对固定节段及邻近节段腰椎活动度的影响 Gédet 等〔3〕首先通过一些量化指标评估了Dynesys的生物力学机制，作者选取了6具尸体，给予3个运动平面一定的力矩，分别对完整节段及Dynesys固定节段进行了检测，发现与完整节段相比，Dynesys 固定节段椎间角度位移(ROM)在前屈位减少20%，后伸位减少40%，侧弯减少40%，而在旋转方面无改变。Schulte 等〔4〕对11具成人尸体标本共21个腰椎节段行减压后Dynesys固定，测量各节段ROM，研究证实减压后应用Dynesys可以很好地限制固定节段ROM，尤其是在屈伸运动中，也能显著限制侧弯ROM，但在旋转方面限制不明显。Kiapour 等〔5〕通过三维有限元分析了L3～S1节段部分关节面切除对腰椎活动度的影响，发现在应用Dynesys 时切除部分关节面对腰椎ROM 影响不大，但关节面全部切除时，腰椎屈伸ROM增加40%，旋转ROM 增加200%。Fayyazi等〔6〕对6例行后路椎管减压、Dynesys动态内固定的患者行影像学观察，随访24个月以上，研究发现Dynesys可以稳定脊柱的节段性活动，但与正常脊柱活动度相比，手术节段活动度显著减少，很少存在动态活动。

Delank等〔7〕进行了一项生物力学试验，研究纳入了9具脊柱尸体标本，比较了坚强内固定与Dynesys固定之间的差异，结果发现Dynesys固定相邻节段活动度有所增加，但较坚强内固定增加幅度要少，主要分布在头侧2个相邻节段及尾侧相邻节段。然而Schmoelz等〔8〕对6具脊柱尸体标本进行生物力学研究，其中包括测量了行Dynesys固定后各个节段间的腰椎活动度，结果显示Dynesys固定相邻节段的活动度未受到影响，作者认为Dynesys可作为脊柱融合术的替代方案。

1.2 Dynesys对固定节段及邻近节段应力传导的影响 Niosi等〔9〕研究了Dynesys对小关节内压力的影响，选取了10具尸体标本，分别对Dynesys套管完整状态、标准长度、加长(+2 mm)、缩短(-2 mm)3种不同状况进行测试，测量了L2～L5小关节触点压力，结果发现，Dynesys系统固定后在前屈及侧屈时则可增加小关节触点压力峰值，而在后伸或旋转时影响不明显，认为这是前屈时牵拉绳索造成的旋转中心后移所致。Zhang等〔10〕研究发现退变椎间盘对腰椎节段的承载能力有显著影响。研究以1例56岁男性的L4/5为基础，建立三维有限元模型，分析退变椎间盘受压时的载荷传递情况，研究结果显示Dynesys可有效降低退变椎间盘的负荷。Rohlmann等〔11〕也通过三维有限元分析了Dynesys的负重传导，结果同样显示Dynesys可减少椎间ROM，在后伸及中立位可减小椎间盘内压及小关节应力，对邻近节段ROM及椎间盘内压则无明显影响。

1.3 套管长度及直径对脊柱生物力学的影响 Niosi等〔12〕通过体外试验对脊柱活动进行综合分析，发现套管长度对置入节段的运动存在一定影响。脊柱活动范围明显增大，在行Dynesys稳定术后，置入标准套管长度的节段活动度要明显小于完整的脊柱。增加或减少套管的长度均能改变脊柱活动节段的范围。Niosi等〔9〕研究指出，较长的套管会促使置入节段活动范围和三维运动螺旋轴接近正常标本的水平，但套管长度存在最大允许值，一旦超过将导致脊柱后凸畸形。因此，选择合适长度的套管对于手术效果有着重要的影响。

Shih等〔13〕通过三维有限元分析了不同直径的间隔器对腰椎生物力学的影响，研究分析了5种间隔期直径(0.8、0.9、1.0、1.1和1.2倍标准间隔期直径)状态下腰椎的生物力学，结果显示不同直径的间隔器能改变Dynesys系统的强度，更大直径的间隔器在屈曲位上表现更大的强度，而在伸展、旋转和侧弯上表现得更为柔软，对邻近节段的负荷分担则无显著影响。

2 Dynesys适应证、禁忌证

针对Dynesys的适应证和禁忌证，国内外仍存在许多争议。张阳等〔14〕研究报道对46例腰椎退变患者实施Dynesys手术，其中腰椎管狭窄20例、腰椎间盘突出26例，临床疗效良好，与随机对照的传统融合术组无统计学差异。对早期椎间盘突出患者，Dynesys疗效可能更加明显。针对早期腰椎滑脱患者是否可行Dynesys固定，存在一定争议。Hoppe等〔15〕通过对39例L4/5退行性滑脱患者进行平均7.2年的随访，认为单节段Dynesys固定能明显改善临床症状，其中89%腰痛患者得到改善，86%腿痛患者最终得到改善。因此行单节段Dynesys治疗早期腰椎滑脱远期临床疗效改善明显，患者总体满意率高。Di Silvestre〔16〕等将Dynesys应用于治疗老年性腰椎侧凸、腰椎滑脱患者，研究纳入了29例老年性退变性腰椎侧凸患者(其中13例合并有腰椎滑脱)，平均年龄68.5岁，行减压后Dynesys动态固定，平均随访54个月，结果显示所有患者Oswestry功能障碍指数(ODI)指数及疼痛视觉模拟量表(VAS)评分均显著改善，临床疗效满意，Cobb角显著减小，认为Dynesys能提供足够的稳定性避免脊柱侧凸及脊柱不稳的进展，因此Dynesys同样适用于腰椎侧凸患者的手术治疗。针对Dynesys的禁忌证，Schwarzenbach等〔17〕报道指出，老年患者合并明显的骨质疏松、退变性腰椎滑脱伴严重腰椎不稳、进行性的椎间盘退变，这些患者行Dynesys手术失败率较高。Lawhorne等〔18〕通过一项回顾性研究得出，相比于融合术，年龄>80岁并且合并有骨质疏松的患者不适合应用Dynesys。笔者综合相关文献报道〔14～18〕,归纳如下：适应证：①腰椎椎管狭窄或退行性腰椎滑脱(Ⅰ度)导致的神经源性疼痛或腰背痛； ②椎间盘退变导致的腰背痛；③减压手术导致的医源性腰椎不稳；④退行性脊柱侧凸导致的腰椎椎管狭窄并处于进展期；⑤椎间盘突出复发。禁忌证：①Ⅱ度及Ⅱ度以上峡部不连或退变性腰椎滑脱；②受累节段有退变性侧弯>10°；③颈椎、胸椎；④单侧Dynesys使用；⑤融合失败后的翻修术；⑥明显骨质疏松及其他代谢性骨病；⑦椎体骨折、脱位、感染或肿瘤；⑧椎弓根直径较小或各种原因骨质缺损致置入椎弓根螺钉困难等。

3 Dynesys临床结果

Dynesys应用于临床已有20年时间，并已获得美国食品药品管理局(FDA)批准，国内外对Dynesys的临床疗效报道也越来越多。Hu等〔19〕随访了32例行Dynesys固定的腰椎退变患者，平均随访(16.4±5.5)个月，所有患者的腰腿痛VAS评分均较术前明显降低，ODI由(69±12.6)%降至(28±15.7)%，所固定节段及邻近节段ROM较术前无显著改变，未见内固定相关的并发症，认为Dynesys短期内临床疗效满意，在保留节段活动度的同时还能减少手术创伤，避免植骨并发症。Li等〔20〕研究结果显示，在对27例行Dynesys的腰椎退变患者进行平均(22.40±4.23)个月的随访中，患者的腰腿痛VAS评分及ODI指数均获得显著改善，Dynesys能改善腰椎退变患者临床症状，且效果显著。Schaeren等〔21〕研究了Dynesys治疗腰椎滑脱的临床效果，研究纳入了26例腰椎管狭窄合并退变性腰椎滑脱的老年患者，均经减压后行Dynesys固定，平均随访52个月，结果显示所有患者腰腿痛VAS评分和行走距离均有显著改善。影像学上显示固定节段稳定，未见滑脱加重；但有3例分别在术后2年和4年出现螺钉松动，1例出现螺钉断裂，同时有47%患者发生邻近节段退变(ASD)，Dynesys的远期临床疗效还有待进一步随访研究。Payer等〔22〕研究纳入了30例单节段腰椎前滑脱及椎管狭窄患者，其中男8例，女22例；年龄46～88岁，平均66岁；平均随访24个月，下腰痛VAS评分从6.5降至2.5，腿痛VAS评分从5.4降至0.6；平均步行距离由先前500 m延长至2 000 m，而ODI由54%降至18%。其中有2例出现螺钉松动，术后12～24个月随访中发现有3例出现邻椎病。Segura-Trepichio等〔23〕观察了应用Dynesys治疗腰椎退变性疾病的疗效，共纳入22例患者，其中男11例，女11例，平均年龄(44.40±11)岁，随访4年以上，所有患者ODI评分较术前有所改善，从(52.36±16.56)%降至(34.27±17.87)%。4例(18%)出现螺钉松动，1例(4.5%)出现螺钉断裂。Di Silvestre等〔16〕观察了29例老年腰椎侧凸患者，均行减压术后Dynesys动态固定，其中18例固定3个节段，5例固定4个节段，2例固定5个节段，4例固定6个节段，平均随访54个月，患者侧凸Cobb角平均矫正了37.5%，功能症状较术前明显改善，临床疗效显著。Dynesys可以为实施广泛减压后的多节段腰椎管狭窄患者提供良好的稳定性。

4 Dynesys对邻近节段退变影响

Dynesys设计初衷是既能保持腰椎的稳定性，又使腰椎有一定活动度，远期避免邻近节段退变的发生。目前大量研究也支持Dynesys系统能延缓邻近节段退变的发生，但其具体作用机制仍未明确。Ciavarro等〔24〕利用延迟钆增强磁共振成像(MRI)测定Dynesys固定节段及邻近节段椎间盘的糖胺聚糖含量，结果显示术后6个月及术后24个月糖胺聚糖含量均有增加，且术后第24个月高于术后第6个月。Dynesys能延缓椎间盘退变，促进椎间盘自身修复。Beastall等〔25〕对24例应用Dynesys患者进行为期9个月的MRI随访，结果显示固定节段保留有部分活动度，邻近节段活动度则无明显增加，椎间隙前部高度有所降低，而后部则无明显增高。因此认为Dynesys可以预防ASD的发生。

另外有一些学者对Dynesys预防和减轻邻近节段退变表示怀疑。Cakir等〔26〕对11例行Dynesys单节段固定的患者进行回顾性研究，结果显示Dynesys对固定节段及邻近节段的活动度均没有显著影响，因此认为其对预防ASD无效。Vaga等〔27〕通过对Dynesys患者行术前及术后半年椎间盘软骨延迟增强MRI，发现Dynesys能延缓甚至部分逆转椎间盘退变，尤其是对于椎间盘退变严重的患者效果更明显；但同时Dynesys增加了邻近节段负荷，导致邻近节段退变早期发生。Kumar等〔28〕对32例Dynesys手术患者进行2年的影像学随访观察，Dynesys固定节段及邻近节段退变仍在继续，认为可能是自然病程的结果。脊柱稳定术后邻近节段退变的病因及确切的发生机制尚未明确，且影响邻近节段退变的因素众多，Dynesys是否能真正预防ASD发生，还有待进一步长期大样本的随机对照研究。

5 Dynesys与刚性融合术比较

刚性融合术作为腰椎退变性疾病手术治疗的“金标准”，已广泛应用于治疗腰椎退变性疾病。但随着对脊柱生理功能研究的不断深入，对腰椎融合术后并发症的关注也越来越多，如腰椎活动度减低、持续性腰痛、邻近节段退变加速等；且通过长期随访发现其临床满意率远低于其融合率〔29〕。

Dynesys通过动态保留来改善固定节段的应力传导并重建旋转中心，减轻邻近节段的运动代偿，达到延迟或避免邻近节段早期退变发生的目的〔30〕。Cakir等〔26〕分析比较了单节段行Dynesys及融合内固定术的临床疗效，研究纳入了26例患者，其中15例行腰椎坚强内固定，11例行Dynesys内固定，患者均行减压术，平均随访37.5个月，发现两者均没有明显改变邻近节段的ROM。刚性融合组腰椎整体ROM及固定节段ROM均显著减小，而Dynesys组均没有显著改变。Yu等〔31〕研究35例Dynesys固定及25例行后路椎管融合固定治疗腰椎退变性疾病的患者，回顾分析比较了两者的临床疗效。随访3年后发现Dynesys组保留了固定节段及整体腰椎一定的活动度，但前侧椎间隙的高度有所减低；两者均增加了后侧椎间隙的高度，其中Dynesys组更优。同时在ODI及VAS评分改善方面，Dynesys组更具有优势，而在并发症发生率上两组间无统计学差异。Dynesys可以替代后路椎间融合术用于多节段椎体的固定。Dynesys较刚性融合术的优势主要体现在对邻近节段的保护作用上，尤其是对退变程度较轻的节段，它可以减缓固定节段退变的进程，并预防邻近节段早期退变的发生〔32〕。

然而Haddad等〔33〕却认为Dynesys临床效果不及传统融合固定。研究比较了32例分别行Dynesys和融合固定的腰椎退变性疾病患者，平均随访4年，结果显示融合组在ODI及VAS评分改善方面有优势，且融合组的病人满意率更高，约87.5%融合组患者表示满意或非常满意，而Dynesys组满意率只有68.8%。在并发症发生率上，Dynesys组更高，出现持续性症状未改善2例，螺钉错位1例，有症状性螺钉松动1例。Grob等〔34〕通过对一组平均超过2年随访共计50例患者的临床回顾性研究发现，Dynesys内固定2年后，腰痛及下肢疼痛VAS评分要高于坚强内固定患者，仅有约一半患者总体生活质量得到改善，不足一半患者功能改善，而再手术率也高于坚强内固定组，总体临床结果表明半坚强内固定并不优于传统内固定融合术。

综上，Dynesys为腰椎退变性疾病的治疗选择又增添了一种新方法，其设计理念先进，自身特点及优势明显，基础及临床研究均认为Dynesys能稳定手术节段，一定程度上保留脊柱活动度，减少椎间盘及后方小关节的负荷传递。Dynesys应用于临床已有20年，目前国内外大量文献对其临床应用结果表示肯定，其临床疗效可等同甚至优于传统后路腰椎融合手术。但Dynesys仍存在几个问题亟待解决。首先，必须进一步明确Dynesys使用的适应证和禁忌证，避免盲目应用，导致手术失败率升高；其次，Dynesys系统本身材料结构设计上是否有待进一步完善和改进；最后，Dynesys延缓邻近节段退变的机制及其有效性和安全性仍需进一步验证。相信随着科技的进步，通过对Dynesys内固定装置的优化或新固定理念的提出，有关Dynesys研究会进一步深入，非融合固定将会更加符合脊柱生理功能。

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〔2015-06-30修回〕

(编辑 苑云杰/王一涵)

蒋国强(1963-)，男，主任医师，硕士生导师，主要从事脊柱外科研究。

吴海挺(1987-)，男，硕士在读，住院医师，主要从事脊柱外科研究。

R681.5+7

A

1005-9202(2016)22-5764-04；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.22.124

1 宁波大学医学院附属医院脊柱外科