隨著脊柱手術(shù)方法的日趨成熟和脊柱內(nèi)固定器械的不斷改善，脊柱融合術(shù)的成功率有了明顯提高。然而隨著應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)以及臨床病例的增多，內(nèi)固定術(shù)后帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題不斷出現(xiàn)，由于脊柱融合術(shù)改變了脊柱正常的生物力學(xué)環(huán)境，各節(jié)段所承受應(yīng)力進(jìn)行重新分配而造成相鄰節(jié)段受力增加引起鄰近節(jié)段退行性變(adjacent segment degeneration，ASD)。

　　1 脊柱融合術(shù)后ASD的發(fā)病機(jī)制

　　1.1 鄰近節(jié)段關(guān)節(jié)突負(fù)荷增加和活動(dòng)度增大

　　目前對(duì)ASD退變的確切機(jī)制還不十分清楚，但在生物力學(xué)方面，應(yīng)力變化在相鄰節(jié)段退變的發(fā)展中有著重要的角色。Lee等[1]在對(duì)尸體標(biāo)本的腰椎多節(jié)段脊柱融合研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)屈曲壓力作用使其屈曲20°后伸直至中立位時(shí)，每一融合均明確改變相鄰節(jié)段的局部旋轉(zhuǎn)中心，從而增加鄰近運(yùn)動(dòng)節(jié)段關(guān)節(jié)突和椎間盤(pán)的應(yīng)力。Ha等[2] 在對(duì)狗L～S多節(jié)段脊柱標(biāo)本的單節(jié)段融合研究中發(fā)現(xiàn)，后路融合術(shù)前后人為將其屈曲、伸直及側(cè)屈30°時(shí)，鄰近節(jié)段接觸點(diǎn)和關(guān)節(jié)面負(fù)荷變化顯著。Ha等[2]還證實(shí)，腰椎融合術(shù)后鄰近節(jié)段活動(dòng)度增大并持續(xù)于整個(gè)融合骨化過(guò)程，后伸時(shí)幅度增加62% ，前屈時(shí)增加85%，側(cè)彎時(shí)增加26%～30%。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究也證實(shí)這一現(xiàn)象?？梢?jiàn)脊柱融合術(shù)后脊柱的運(yùn)動(dòng)學(xué)變化是非常顯著的，鄰近節(jié)段活動(dòng)度增大的累積效應(yīng)將不可避免地促使ASD的發(fā)生及加重。

　　1.2 鄰近間盤(pán)內(nèi)壓增高

　　三維有限元分析表明，在L4～5 椎間盤(pán)剛度提高的情況下，鄰近節(jié)段的椎間盤(pán)內(nèi)壓增高。Weinhofter[3]在尸體標(biāo)本上，以椎弓根釘棒系統(tǒng)分別固定L5～S1、 L4～S1，觀察前屈運(yùn)動(dòng)時(shí)L3～4、L4～5椎間盤(pán)內(nèi)壓的變化。結(jié)果表明，椎間盤(pán)內(nèi)壓增高與前屈度呈線性關(guān)系，前屈度越大，椎間盤(pán)內(nèi)壓越高。而且，融合節(jié)段越多，鄰近節(jié)段的椎間盤(pán)內(nèi)壓增高就越明顯。通過(guò)對(duì)體外實(shí)驗(yàn)融合前后的三維有限元分析，證實(shí)了融合節(jié)段鄰近節(jié)段的椎間盤(pán)內(nèi)壓力增高[4] 。Cunningham等[5]依靠相同運(yùn)動(dòng)觀察尸體腰椎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)后路內(nèi)固定融合術(shù)后鄰近椎間盤(pán)內(nèi)壓可增高達(dá)45%以上。三維有限元的基礎(chǔ)研究也顯示椎間盤(pán)內(nèi)壓的增高能夠引發(fā)椎間盤(pán)的退變[6]。在對(duì)大鼠尾部施以靜態(tài)壓力負(fù)荷的體外研究同樣證實(shí)了椎間盤(pán)內(nèi)壓增高可致ASD的不利影響[7]，很可能是因?yàn)槿诤瞎?jié)段后鄰近節(jié)段活動(dòng)的轉(zhuǎn)移。

　　2 影響ASD的因素

　　2.1 內(nèi)固定的應(yīng)用

　　內(nèi)固定融合術(shù)后臨近節(jié)段退變的發(fā)生間隔期明顯縮短。Kim[8]發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后，影像學(xué)診斷為鄰近節(jié)段不穩(wěn)的平均時(shí)間為25個(gè)月，Okuda[9]也發(fā)現(xiàn)ASD無(wú)癥狀期的平均時(shí)間為26.8個(gè)月。相反，在這2個(gè)研究中，非內(nèi)固定融合致ASD的間期分別是8.5年和13.1年。其他研究也證實(shí)了應(yīng)用內(nèi)固定器械導(dǎo)致早期ASD的趨勢(shì)。內(nèi)固定器械致術(shù)后迅速?gòu)?qiáng)直為加速退變的鄰近節(jié)段帶來(lái)更大的應(yīng)力。僵直的進(jìn)一步增高同樣可以解釋后路椎體間融合與內(nèi)固定并后外側(cè)脊柱融合的高危險(xiǎn)性。

　　2.2 融合節(jié)段的位置及數(shù)量

　　Azmi[10] 研究認(rèn)為ASD在后路腰椎融合上鄰近節(jié)段、胸腰椎側(cè)凸融合的下鄰近節(jié)段和前路頸椎融合的上下鄰近節(jié)段更為常見(jiàn)。在胸腰關(guān)節(jié)和腰骶關(guān)節(jié)融合術(shù)中發(fā)病危險(xiǎn)因素最大。在頸椎、鄰近節(jié)段已經(jīng)存在退行性改變的單節(jié)段融合其發(fā)病率危險(xiǎn)因素最高。Schlenzka等[11]對(duì)101例行后外側(cè)腰椎融合患者進(jìn)行研究，隨訪最少6年，發(fā)現(xiàn)保留融合節(jié)段和鄰近節(jié)段后路復(fù)合結(jié)構(gòu)完整性患者上鄰近節(jié)段ASD發(fā)生率為6.5%，而不保留融合節(jié)段和鄰近節(jié)段后路復(fù)合結(jié)構(gòu)完整性患者ASD發(fā)生率為24.3%，兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并認(rèn)為破壞棘上韌帶或鄰近未融合節(jié)段韌帶附著處棘突，腰椎在屈曲運(yùn)動(dòng)時(shí)張力帶效應(yīng)喪失，加速了鄰近節(jié)段不穩(wěn)的發(fā)展。對(duì)于融合數(shù)量對(duì)相鄰節(jié)段的影響為融合節(jié)段越多，越容易引起ASD。長(zhǎng)節(jié)段的固定不僅增加了鄰近節(jié)段即刻的運(yùn)動(dòng)和負(fù)荷，而且增加了所有遠(yuǎn)端節(jié)段的載荷和運(yùn)動(dòng)。Nabhan[12]通過(guò)對(duì)腰椎融合的生物力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，隨著融合節(jié)段的增加，鄰近節(jié)段的活動(dòng)和椎間盤(pán)壓力隨之增加，減少融合節(jié)段的數(shù)目可以減少ASD。但也有學(xué)者認(rèn)為，在腰椎單節(jié)段融合固定比多節(jié)段融合固定更易引起ASD，鄰近節(jié)段上壓力轉(zhuǎn)移是引起ASD的重要因素之一。

　　2.3 矢狀面上曲度

　　矢狀面上曲度的異常同樣得到關(guān)注。Umehara等[13]用尸體研究了椎弓根螺釘并后外側(cè)脊柱融合術(shù)后矢狀面腰椎曲度異常的影響，觀察到不斷增加的負(fù)荷改變了椎體后柱和后方的切應(yīng)力。Kumar等[14]進(jìn)一步研究83例行腰椎融合術(shù)后的患者，發(fā)現(xiàn)腰椎矢狀面和骶曲度改變者，ASD發(fā)生率較高。相反，矢狀面上腰椎形態(tài)正常的患者，ASD發(fā)生率較低。

　　2.4 鄰近節(jié)段椎間盤(pán)退變

　　術(shù)前鄰近椎間盤(pán)退變是導(dǎo)致術(shù)后ASD的另一因素。Guigui等[15]研究了102例行后外側(cè)融合的患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)因腰椎狹窄而整合的患者中ASD的發(fā)生率較高，這是因?yàn)檠氮M窄脊柱退變以后相鄰椎間盤(pán)難以承擔(dān)融合術(shù)后不斷增加的壓力刺激所致。

　　2.5 患者自身的因素

　　患者自身同樣可以影響ASD的發(fā)生，尤其年齡被認(rèn)為是高危因素，這是因?yàn)槟昀贤俗兊募怪诤虾筮m應(yīng)生物力學(xué)的改變能力降低。Aota等[16]觀察年齡>55歲的患者發(fā)生率明顯增高，其他臨床研究更進(jìn)一步證明老齡可增加ASD的發(fā)生率。骨質(zhì)疏松也被認(rèn)為與ASD有關(guān)，并且可能是絕經(jīng)后女性容易發(fā)生ASD的重要因素。