腰椎间盘切除手术目前已开展得相当普遍，但仍有相当多的患者术后疗效不满意。其原因除术前诊断错误、适应证选择不当、手术方法不恰当、术后局部瘢痕形成及蛛网膜粘连外，手术造成腰椎生物力学功能紊乱也是影响疗效的重要原因之一。
1．椎间盘切除对腰椎生物力学性能的影响 在早期的研究中，有人采用切除后部结构的上下椎体和椎间盘做实验标本，将髓核部分或全部刮除，测量刮除前后标本的压缩强度，结果两者之间无明显差别，从而推测椎间盘髓核切除对脊柱的稳定性影响不大，并认为椎间盘具有“自封”（self－sealing）能力，可以此减小髓核切除对腰椎生物力学性能的影响。
后来的研究证明，椎间盘并无“自封”能力。侯铁胜等（1989）应用三维运动学测定方法观察了椎间盘切除对腰椎运动学的影响，注意到椎间盘切除后腰椎活动节段在不同类型载荷下的主运动值均有明显增大，大部分主要耦合运动（coupled motion）值也呈不同程度增加。国外有人在尸体标本上模拟临床椎间盘摘除手术，发现该手术主要导致腰椎前屈运动加大，然后是扭转和侧屈，对后伸运动影响较小。与髓核部分切除相比，全部切除对腰椎的稳定性破坏更大。这些结果表明，椎间盘切除可破坏腰椎的内源性稳定，使其在承受载荷时不能维持正常位置而产生异常活动。
椎间盘切除还将对腰椎间的应力分布产生明显的影响。采用三维光弹性方法及二维、三维有限元方法所作的分析表明，椎间盘切除后腰椎前部结构和中央部分的应力水平有所减低，而后部结构的应力水平却相应升高，椎弓根部、椎弓峡部和小关节等部位仍然是应力集中十分明显的部位。这一结果同时为用猕猴所完成的动物实验所证实。因此，有作者主张施行椎间盘切除术时，应避免以往有人所提倡的将椎间盘髓核组织彻底切除干净的做法，而应尽量保留正常的椎间盘组织，以维持腰椎生物力学功能的完整，同时应重视椎间盘功能的重建，从而提高手术疗效。
2．后部结构切除对腰椎生物力学性能的影响 在施行椎间盘切除术时，一些作者常采用全椎板切除的方法予以显露，在合并有椎管狭窄时，亦作为治疗措施施行马尾及神经根减压。但后部结构在承受压缩载荷方面具有重要作用，当被切除后其限制腰椎过度活动（尤其是前屈活动）的作用被削弱甚至消失，导致腰椎活动度明显加大，严重时还可出现后凸畸形。同时腰椎的运动学也发生明显变化。李慧友等（1996）在离体脊柱腰段研究中证实，小关节切除1/3并不影响脊柱的稳定性；但小关节切除1/2后或小关节全切除甚至单侧切除，均可导致腰椎不稳。表明后部结构切除越多，对腰椎稳定性的影响也越明显。因此，在行椎间盘切除术时，应尽量避免全椎板切除术，即使合并有椎管狭窄，也应根据具体病例的特点，确定减压范围，当行后部结构切除手术已无法避免时，应尽量保留部分或全部小关节。
3．髓核化学溶解对腰椎生物力学性能的影响 髓核的化学溶解术仅对髓核造成破坏，而保留腰椎其他结构的完整，从而可通过体内实验了解椎间盘对脊柱稳定性的贡献。Spencer对43只杂种狗的122个椎间盘进行了研究，结果显示髓核溶解术后2周，脊柱的挠度增加1．4～5．8倍，以前屈运动增加最大。术后3个月所有动物的侧弯刚度恢复正常，术后6个月髓核被纤维组织替代，但脊柱的前屈和扭转刚度仍未恢复正常。
图6－23 正常模型（INT），髓核溶解术（CHM）以及全椎间盘切除术（TOS）模型，对压缩载荷的不同反应
Goel利用有限元模型计算了髓核化学溶解和椎间盘切除术后脊柱的生物力学反应（图6－23），两种手术均造成脊柱不稳，其平移和转角量较正常增加2倍以上。同时还发现，髓核溶解术造成小关节面的接触压力升高，当在中立位施以压缩载荷时，小关节承受载荷由正常时的18%增加到25．9%，这可能是髓核溶解和椎间盘切除术疗效不佳的原因之一。尽管多数学者支持上述观点，但Orerstein和Kahmann（1990）认为小关节载荷与因髓核溶解及椎间盘切除所致椎间隙变窄无相关关系。
（李增春）
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