随着医学基础、相关学科及工业技术的发展，脊柱外科领域的治疗理念与方法也在日新月异地变化。2017年，脊柱外科领域在导航机器人、3D打印、椎间孔镜等技术上都有进展与突破。本文将通过6个方面的内容对脊柱外科领域一年来的科研进展进行简要回顾。
骨科导航机器人技术
微创化是脊柱外科手术近年来的主旋律，但脊柱周围结构复杂，损伤后果严重，使得微创脊柱手术充满风险。随着计算机、导航以及机械工业的发展，骨科导航手术机器人得到了长足的发展。脊柱外科手术机器人技术是集多学科为一体的新型交叉研究领域，能够辅助、代替医师的手和眼，有效提高脊柱外科手术的精确性与安全性。
目前国内有多家医疗、科研机构正在研发骨科导航机器人，其中田伟教授主导研发的天玑机器人系统作为国际首台通用型骨科手术机器人，于2016年年底获得国家医疗器械注册证，2017年正式进行了临床应用。截至2017年年底，已经在全国各地16家医院成功完成手术超过2000台，创造经济效益约1.13亿元。天玑机器人系统可用于脊柱全长手术，以及骨盆、四肢等多部位手术，相关研究结果显示，融合实时导航的骨科机器人系统具有较高的定位精度，临床使用中精度能够达到亚毫米级别，其操作稳定，重复性高，内固定置入优良率高。
GaoS等通过荟萃分析，对比了骨科机器人手术组158例，传统徒手组148例，发现骨科机器人手术组与传统徒手组相比，具有等效的准确性、较少邻近关节破坏及辐射暴露等优势。TianW等通过荟萃分析，研究比较了计算机导航辅助椎弓根螺钉置入与传统徒手置钉置入临床效果差异，发现应用导航引导椎弓根螺钉置入能够显著提高手术精确性，同时不延长手术时间或减少畸形矫正效果。
3D打印技术
3D打印技术是当代科技进步的代表性技术，2017年3D打印技术在国内继续快速发展和推广。目前已有多个3D打印假体、椎间融合器等产品获得国家食品药品监督管理总局（CFDA）认证，可以临床使用。
3D打印技术除了在设计内植物方面具有优势外，在手术过程中也有一定应用，尤其是在复杂的侧弯手术和颈椎手术中。术前依据患者术区解剖结构信息设计个体化螺钉置入导向板，能够提高手术效率，减少术中和术后并发症的发生。
Guo F等利用3D打印导板技术进行上颈椎手术，研究共纳入19例使用3D个性化打印导板的患者。研究结果显示，使用3D打印导板手术组螺钉置入精确度为94.60%，而传统手术组仅为70.27%，3D打印组手术时间和透视次数显著降低。
此外，3D打印技术在生物细胞材料和打印器官、组织前沿的探索目前方兴未艾。Wu CC等综述了30篇骨组织工程相关文献，发现3D打印支架材料可模仿正常组织微观结构，种子细胞、支架材料同步打印，实现种子细胞分化、生物材料降解同步进行并修复缺损部位组织。同时，生物陶瓷具有良好的生物相容性及机械强度，已成为应用最广泛的骨组织工程支架材料。
脊柱经皮椎间孔镜手术技术
脊柱经皮椎间孔镜手术与传统手术相比，具有切口小、术中出血少、术后患者疼痛轻等优势，近几年来在国内逐渐普及，2017年也继续保持强劲的增长趋势。
Guan JW等总结了7年中的2291例病例应用椎间孔镜的情况，发现术后椎间盘突出复发仅为87例，认为椎间孔镜技术的理念、方式等是革命性的改变，具有广泛的应用前景，术前精准的影像学诊断和术中定位引导是实施个性化手术、确保疗效的重要举措。
Yang HJ等将椎间孔镜技术应用于椎间盘髓核摘除治疗神经根型颈椎病。研究结论显示，后路椎间孔镜下椎间盘髓核摘除术治疗神经根型颈椎病的疗效显著，可有效缓解患者疼痛，改善其临床症状。
脊柱微创侧方入路手术
脊柱微创侧方入路技术是近年来国际上的热点技术。2017年，此类技术在国内逐渐兴起。最近一项系统综述纳入了1997—2016年关于斜侧方入路椎体间融合术（OLIF）的部分研究结果。统计分析结果表明，OLIF术式融合率可达93.0%，而术中、术后并发症的发病率分别为1.5%和9.9%。
Fang Z等随访了20例因腰椎滑脱症在导航下行经皮OLIF的患者，平均随访时间22.9个月。随访结果显示，患者的间盘高度、腰椎的前凸均得到了良好的改善，腰椎的滑脱程度由23.5%下降到了4.2%，而融合率达到了100%。
Chen WJ等则随访了极外侧椎体间融合术（XLIF）治疗的45例腰椎退变性疾病患者的情况，平均随访时间为28.5个月。研究结果显示，XLIF能有效增加椎间隙高度及椎间孔容积，达到间接减压的效果，出血量少，适用于治疗腰椎退变性疾病。
脊柱非融合技术
颈前路减压融合术（ACDF）曾经是治疗退行性颈椎病的“金标准”。随着生物力学的不断发展和患者对生命质量的要求逐渐增加，颈椎人工间盘技（ACDR）由于能够保留手术节段的活动度而展现了新的应用前景。
Shang GL等通过荟萃分析发现，与ACDF相比，ACDR手术时间更短，术后颈椎活动度保留的更好。
Han X等进行了Bryan颈椎人工间盘长达10年的随访研究。研究结果显示，ACDR术后患者手术节段活动度保持较好，但是远期随访可能会发生椎旁骨化（PO）。假体安放偏离中心或在冠状位发生倾斜均会造成远期随访时PO分级更高，并对远期活动度产生影响。关于“杂交”手术，也就是ACDF联合ACDR手术，学术界始终存在争议。Li Y等使用非线性有限元生物力学分析研究了杂交手术对颈椎生物力学的影响。研究证实，不同的假体杂交术后效果存在差异，Prodisc-C假体更容易受到杂交手术的影响。如果需要于C4～C6节段行杂交手术，则更建议仔细评估后行单纯ACDF或ACDR术。
腰椎人工间盘置换术（TDR）在理论上像ACDR一样，能在治疗腰椎退行性疾病、解决神经根和脊髓压迫症状的同时尽可能保留腰椎活动度，并减缓邻近节段退变发生。
Lu S等对35例腰椎TDR患者进行了长期随访，平均随访时间15.2年。随访结果显示，患者疼痛视觉模拟评分（VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）较术前得到明显改善，手术节段和手术邻近节段的椎间高度较术前无明变化。提示腰椎TDR技术可以显著改善患者临床症状，并不加速邻近节段退变。
但另一项研究对17例腰椎TDR患者进行了平均11.6年的长期随访，结果显示，VAS评分、ODI较术前均明显改善，间盘高度较术前明显增加，但是邻近节段间盘退变显著。
目前，腰椎TDR长期随访结果的不确定性，以及对假体耐久度的担忧限制了腰椎TDR技术的广泛开展。目前国内尚缺乏高质量的随机对照研究和更多的临床与生物力学研究支持。
脊柱外科基础研究
多能干细胞是目前骨重建最有效的方法之一，但是由于缺乏组织特异性干细胞识别机制，如何重建较大的骨缺损仍然是研究难点。He D等从成年小鼠颅骨中分离出干细胞，通过实验发现，三维球形培养干细胞能够维持干细胞的干性，同时NF-κB和PI3K/AKT通路也参与了干细胞干性维持的过程。
骨形态发生蛋白（BMP）的应用也有新的进展，Wang F等通过荟萃分析证实rhBMP-2能够显著缩短手术及住院时间、降低出血量、减少二次手术风险，术后24个月rhBMP-2组融合失败率显著低于使用自体髂骨移植组，证明rhBMP-2在治疗腰椎椎间融合时的有效性以及对自体髂骨的替代作用。但也有争议的声音，有研究发现，rhBMP-2在远期有可能导致多发性骨髓瘤、食管癌、乳腺癌等的发生率增加，但是上述观点目前尚缺乏确定性的结论。
脊髓损伤是脊柱外科长期研究重点，新的研究发现，低剂量甲氨蝶呤通过对JAK/STAT通路和炎症反应细胞核因子的抑制作用、增加腺苷的累积及细胞内甲氨蝶呤代谢产物的作用等抑制脊髓损伤后的炎症反应，发挥了神经保护的作用，为脊髓损伤的临床治疗提供了新的依据。
本文作者：田伟 何达 范明星（ 北京积水潭医院脊柱外科 北京市创伤骨科研究所）
