什么是人工椎间盘置换手术？
人工椎间盘置换 (ADR) 手术，也称为全椎间盘置换 (TDR)，是一种创新的脊柱手术，旨在减轻退行性椎间盘疾病 (DDD) 患者的疼痛并恢复活动能力 [1]。与永久连接椎骨的传统脊柱融合手术不同，ADR 旨在通过用假体植入物替换受损的椎间盘来保持受影响脊柱节段的运动[1]。本学术概述探讨了人工椎间盘置换手术的原理、类型、手术技术、适应症、结果和挑战。
了解退行性椎间盘疾病和 ADR 的必要性
退行性椎间盘疾病是一种常见疾病，其特征是椎间盘逐渐无法发挥其基本功能，导致活动范围 (ROM) 减少和慢性背部或颈部疼痛 [1]。椎间盘充当椎骨之间的减震器，保持脊柱对齐并促进运动[1]。当这些椎间盘退化时，会对小关节造成压力，影响神经结构，并使椎旁肌肉拉伤，从而导致衰弱症状[1]。
虽然保守治疗通常是首选方法，但在相当大比例的患者中却失败了 [1]。从历史上看，DDD 的手术干预主要涉及椎间盘切除术，然后进行椎体关节固定术（脊柱融合术）。虽然融合手术可以有效控制疼痛，但也有局限性，包括脊柱活动度减少和可能出现邻近节段疾病 (ASD)，相邻椎骨压力增加可能导致其退化 [1]。人工椎间盘置换术是通过模仿健康椎间盘的生物力学来克服这些并发症的替代方案，从而保留运动并可能降低 ASD 的风险 [1]。
人工椎间盘的演变和设计
自 1966 年第一个记录在案的手术以来，人工椎间盘的发展已经取得了重大进展 [1]。早期的设计，例如 Fernstrom 的滚珠轴承植入物，为更复杂的假肢铺平了道路。商业级关节成形术始于 20 世纪 80 年代，当时出现了 Charite 和 Prodisc L 等设备，其特点是聚合物核心和金属端板 [1]。随后的创新引入了金属对金属关节盘，例如 Maverick，以及针对腰椎和颈椎区域的各种其他设计，包括 active-L、Prestige、Mobi-C 和 M6s [1]。
人造椎间盘根据其结构大致分为**铰接**或**非铰接** [1]。关节植入物通常由两个或三个固体部件组成，通常采用球窝或球槽结构，设计用于允许旋转和弯曲运动。然而，这些装置可能缺乏天然椎间盘中提供减震功能的可压缩组件[1]。相反，非关节装置则更为复杂，包含允许压缩和有限 ROM 的软核，旨在更好地模拟天然椎间盘的减震能力 [1]。常用的材料包括具有惰性、刚性和抗分层性的超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)，以及具有减震性能的聚碳酸酯聚氨酯 (PCU) [1]。
手术程序：总体概述
人工椎间盘置换手术包括切除受损的椎间盘并插入假体植入物。具体技术根据手术是在腰椎还是颈椎中进行而有所不同。
腰椎不良反应
对于腰椎 ADR，**前路** 最常见。患者仰卧，切开腹膜后进入椎间盘间隙。根据脊柱水平和周围脉管系统仔细选择入路的偏侧性（左侧或右侧），以最大程度地降低风险[1]。暴露纤维环 (AF) 后，进行部分椎间盘切除术，保留外侧和后环以及终板的完整性，这对于种植成功至关重要。在荧光镜引导下插入和定位最终的人工椎间盘之前，使用试验植入物来确保正确贴合[1]。
宫颈不良反应
颈椎 ADR 通常对颈椎前路采用标准 **Smith-Robinson 方法**。患者仰卧，仔细注意颈椎排列。通过透视确认手术节段后，进行椎间盘切除术和减压术，去除前纤维环、髓核、软骨终板，通常还去除后纵韧带（PLL）[1]。也可以进行双侧椎间孔切开术以减轻脊髓和神经的压力。与腰椎 ADR 类似，试验植入物用于在插入最终装置之前确保正确贴合 [1]。
适应症和禁忌症
正确的患者选择对于 ADR 手术的成功至关重要。 **腰椎 ADR** 的理想候选者通常表现为椎间盘源性腰痛，保守治疗没有反应。重要的考虑因素包括小关节的完整性和整体脊柱对齐。患有明显后痛、平移不稳定（例如椎体滑脱）、骨质量差（例如骨质疏松）或自体融合（例如强直性脊柱炎）的患者通常不适合[1]。
对于**宫颈 ADR**，理想的候选者是因椎间盘源性退行性疾病而患有颈神经根病或脊髓病且保守治疗失败的患者 [1]。研究表明，各个年龄段的患者都可以受益，老年患者可以长期保持颈椎活动度[1]。禁忌症包括指数椎间盘高度小于 3 mm、严重脊椎病、小关节关节疼痛、术前不稳定、骨质量差和后凸畸形等[1]。
ADR 的成果和好处
大量研究调查了人工椎间盘置换术的结果，通常将其与脊柱融合术进行比较。在术后早期，ADR 患者经常表现出优于融合术的结果，特别是在患者报告的结果、并发症发生率和再次手术率方面 [1]。一些研究表明，ADR 可以带来显着更好的临床改善和功能恢复，特别是对于脊髓型颈椎病患者，尽管证据水平可能有所不同[2]。
ADR 的主要好处之一是保留脊柱运动，据信与融合相比，这可以降低邻近节段疾病 (ASD) 的发生率 [1]。虽然早期随访研究通常显示 ADR 患者中症状性 ASD 的发生率较低，但这种差异在长期随访（例如 10 年）中可能变得不那么显着 [1]。多级腰椎和颈椎 ADR 手术也显示出可喜的结果，可保持术前 ROM 和矢状面对齐 [1]。将 ADR 与不同级别的融合相结合的混合手术也取得了良好的效果[1]。
挑战和并发症
尽管有其优点，人工椎间盘置换手术并非没有挑战和潜在的并发症。植入材料的**磨损**是一个重要问题，会导致无菌性松动和碎片沉积。这些碎片会诱发炎症反应，导致肉芽肿形成、骨吸收和疼痛症状复发[1]。研究人员正在探索具有更高抗氧化损伤能力的免疫调节和先进材料，以减轻磨损[1]。
其他潜在的并发症包括：
- **小关节疼痛**：小关节退变通常与椎间盘退变相关，可导致持续性疼痛，尤其是在已有关节的情况下 [1]。
- **手术部位感染**：虽然罕见，但感染可能会导致种植体松动 [1]。
- **异位骨化 (HO)**：种植体周围软组织中新骨的形成是一种已知的并发症，在长期随访中其发生率为 20% 至 71% [1]。 HO 会限制脊柱运动，并可能引发自闭症谱系障碍 (ASD) 或神经根病，尽管尚未一致证明它会产生更差的患者预后 [1]。
结论
人工椎间盘置换手术代表了退行性椎间盘疾病治疗的重大进步，为脊柱融合术提供了一种保留运动的替代方案。虽然它带来了许多好处，包括改善早期结果和降低 ASD 风险，但仔细选择患者和了解潜在挑战至关重要。生物材料、植入物设计和手术技术方面的持续研究不断完善 ADR，旨在改善长期结果并扩大其适用性。与任何外科手术一样，患者应咨询合格的医疗专业人员，以确定适合其具体情况的最合适的治疗计划。
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参考文献
[1] Othman, Y. A.、Verma, R. 和 Qureshi, S. A. (2019)。脊柱手术中的人工椎间盘置换。 *转化医学年鉴*，*7*（增刊 5），S170。 [https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6778281/](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6778281/)
[2] Lee, J. H.、Lee, Y. J.、Chang, M. C. 和 Lee, J. H. (2023)。人工椎间盘置换术与颈椎前路椎间盘切除术和融合术在脊髓型颈椎病患者中的临床疗效比较：系统评价和荟萃分析。 *神经脊柱*，*20*(3)，1047–1060。 [https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10562247/](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10562247/)
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