上颈椎韧带复合体生物力学研究—浮标假说的验证

传统观念认为横韧带是否完整是临床上判断寰椎骨折稳定性的重要标准。当寰齿间距>5mm或侧块间距>6.9mm，提示：横韧带可能发生断裂，寰椎骨折不稳定。对于伴横韧带损伤的不稳定寰椎骨折治疗目前仍存在争议。多数学者主张C1-2固定融合，甚至颈枕融合，避免远期的C1-2矢状面或旋转失稳，但牺牲了上颈椎的运动功能，尤其是旋转功能。最近我们和一些学者报道，单纯C1侧块螺钉复位固定治疗横韧带损伤的不稳定寰椎骨折并未出现所担心的C1-2失稳。据此我们提出所谓"浮标"理论的假说：即通过复位固定向外侧移位的C1侧块，恢复C0-C2间高度，从而恢复枕颈复合体纵向韧带的张力，维持上颈椎的稳定性。本研究拟对人新鲜尸体上颈椎标本进行生物力学测试，验证该假说是否成立，用于指导临床实践。

对合并横韧带损伤的不稳定性寰椎骨折的治疗目前仍存在诸多争议。保守治疗，患者难以耐受，且容易发生晚期复位丢失，导致C1骨不连、C1-2畸形，残留慢性颈痛。因此,学者们多建议手术治疗。因为担心横韧带断裂，C1-2矢状面失稳，主张行寰枢,甚至枕颈固定融合，但牺牲了上颈椎的运动功能，尤其是旋转功能。2011年,我们采用单纯复位固定C1的方法,治疗不稳定寰椎骨折取得成功，术后颅颈序列维持良好，未出现C1-2矢状面上失稳，保留了上颈椎的运动功能,但缺乏相应的理论依据。对此,我们提出“浮标假说”。本项目对该假说进行验证，通过对新鲜成人的完整上颈椎标本进行生物力学测试（由上海大学工程与生物力学实验技术研究室协助完成），观察（1）横向韧带及纵向韧带对于维持寰枢椎稳定性的作用；（2）单纯寰椎侧块螺钉固定治疗不稳定寰椎骨折的生物力学稳定性。通过测试标本前屈/后伸、左/右侧屈以及轴向旋转的三维运动变化以及前屈时C1-2的相对位移ADI值。结果提示：寰枢椎的稳定性是由一系列的韧带共同来完成。单纯切断横韧带，对寰枢椎的稳定性造成一定的影响，主要表现在运动的初始期和超出生理性载荷后；纵向韧带在生理载荷范围内足以维持寰枢椎的稳定性。单纯复位固定C1侧块，重建寰椎的环形解剖结构,并通过恢复C0-2的高度，恢复残留纵向韧带及关节囊的张力，纵向韧带的张力足以维持生理载荷下C1-2的稳定性。本研究深化了对上颈椎韧带复合体生物力学作用的认识,揭示了纵向韧带对于上颈椎生理载荷范围内稳定性维持的重要作用,初步验证了“浮标”假说的可能性，为单纯复位固定C1选择性生理性修复治疗不稳定寰椎骨折提供一定理论依据。