经椎间孔内窥镜腰椎间盘切除术联合动态稳定系统对邻近节段的生物力学优势：有限元分析揭示降低退变风险新策略

针对巨大腰椎间盘突出症（GLDH）术式选择争议，本研究通过三维有限元模型（L3-S1），对比分析经椎间孔内窥镜腰椎间盘切除术（TELD）、TELD联合动态稳定系统（TELD-SDSS）和后路腰椎椎间融合术（PLIF）对邻近节段的生物力学影响。结果显示：PLIF显著增加邻近节段活动度（ROM）、椎间盘内压力（IDP）、终板应力及纤维环剪切应力；TELD-SDSS虽改变邻近节段力学环境，但其影响显著低于PLIF；单纯TELD（有限椎间孔成形术+大尺寸纤维环成形术）对邻近节段无显著影响。该研究为GLDH术式优化提供关键生物力学依据，表明TELD-SDSS在降低邻近节段退变（ASD）风险方面具潜在优势。

　　

论文解读

腰椎间盘突出症是导致腰腿痛的常见病因，其中巨大腰椎间盘突出症（GLDH）因突出物占据椎管矢状径50%以上，手术难度大且易引发邻近节段退变（ASD）。传统微创术式经椎间孔内窥镜腰椎间盘切除术（TELD）因广泛切除椎间盘可能加速退变，而后路腰椎椎间融合术（PLIF）虽提供稳定性却显著增加邻近节段负荷。动态稳定系统（SDSS）通过弹性连接杆实现非融合固定，理论上可平衡稳定性和邻近节段保护，但其生物力学机制尚未明确。为此，广东省中医院研究团队构建L3-S1三维有限元模型，首次系统评估TELD联合SDSS（TELD-SDSS）对邻近节段的生物力学影响，相关成果发表于《BMC Musculoskeletal Disorders》。

研究采用三大关键技术：

1. 模型构建与验证：基于健康志愿者CT数据建立L3-S1完整模型（含椎间盘、软骨终板及7组韧带），通过对比体外生物力学数据验证模型准确性（活动度ROM误差<10%）；
2. 手术模拟：建立TELD（切除1/3左侧L5上关节突及1/8髓核）、TELD-SDSS（植入弹性连接杆）和PLIF（单侧椎间融合）手术模型；
3. 生物力学评估：采用混合测试法（150N轴向载荷+多向力矩）量化邻近节段（L3-L4、L5-S1）的ROM、椎间盘内压力（IDP）、终板冯米塞斯应力及纤维环剪切应力。

研究结果

1. 活动范围（ROM）

• PLIF模型：L3-L4节段ROM增幅最大（屈伸45.6-48.8%），L5-S1旋转增幅达33.6-40.3%；
• TELD-SDSS模型：L3-L4屈伸ROM增幅（23.1-30.6%）显著低于PLIF，L5-S1旋转增幅仅12%；
• TELD模型：邻近节段ROM无显著变化（<3%）。

2. 椎间盘内压力（IDP）

• PLIF模型：L3-L4节段IDP增幅达77.9%（伸展位），L5-S1旋转增幅85.3%；
• TELD-SDSS模型：L3-L4增幅最高47.9%（显著低于PLIF），L5-S1伸展位IDP反降0.9%；
• TELD模型：仅L3-L4侧弯位IDP轻微上升（<4%）。

3. 终板应力与纤维环剪切应力

• PLIF模型：终板应力在L3-L4增幅达87.7%（伸展位），纤维环剪切应力增幅超40%；
• TELD-SDSS模型：终板应力增幅为PLIF的1/2（L3-L4最高55.5%），纤维环剪切应力在旋转位接近正常水平；
• 应力分布：PLIF及TELD-SDSS的应力集中均位于终板后缘（图7），但TELD-SDSS未引发纤维环层间剪切异常。

结论与意义

本研究首次通过有限元分析揭示：

1. TELD安全性：有限椎间孔成形术（切除部分关节突）联合大尺寸纤维环成形术对邻近节段生物力学环境无显著扰动，降低ASD风险；
2. TELD-SDSS优势：虽增加邻近节段负荷，但其在屈伸方向ROM增幅仅为PLIF的50%，旋转方向纤维环剪切应力接近正常水平，表明弹性固定可分散应力，延缓终板微骨折及纤维环撕裂；
3. 临床指导价值：为GLDH提供折中术式——TELD-SDSS既避免单纯TELD的稳定性不足，又显著降低PLIF引发的ASD风险，尤其适用于需广泛减压的钙化型突出患者。

该研究通过精准生物力学量化，为动态稳定系统的临床应用提供理论基石。未来需结合多节段退变模型及长期随访，进一步验证TELD-SDSS对手术节段退变的抑制作用。