Dynesys系统是由法国的Dubois在1991年首先设计,改进Graf韧带系统而来, 2007年首次进入我国临床使用,生物力学研究表明[2],Dynesys动态内固定系统通过聚对苯二甲酸乙二酯(PET)绳索和聚碳酸盐氨基甲酸乙酯(PCU)间隔器的微动可保留腰椎固定节段的部分活动度,PCU套管限制腰椎过度伸展,PET绳索阻止腰椎过度屈曲,从而保持固定节段的稳定性,降低固定节段及邻近节段应力,从而达到预防邻近节段退变的设计理念。
众多学者对Dynesys动态内固定后腰椎的生物力学进行研究。动态内固定手术,尤其是Dynesys可使腰椎活动在适当的范围[3],以此来维持节段间正常的载荷。Gedet 等[4]对6具人体标本进行Dynesys内固定后,通过脊柱负载试验装置进行生物力学检测,腰椎手术节段在屈伸、左右侧弯、旋转时活动度分别降至正常的26%、33%、76%,表明该固定方式可保留部分节段活动度,其中对旋转的活动度影响最小。为进一步了解动态内固定与融合术的生物力学差异,有学者与融合术进行对比研究。Schilling 等[5]通过对尸体L4-5节段分别采用动态内固定和坚强固定进行比照研究,发现动态固定后,手术节段椎间盘内压力显著降低,而相邻节段椎间压力无明显影响。Cabello 等[6]经尸体研究发现,L5-S1刚性内固定后其椎间压力降低65%,而L4-5椎间压力增加20%,但对L4-5进行Dynesys动态内固定后椎间压力降低50%,L3-4椎间压力仅增加10%。作者认为Dynesys内固定系统相比刚性内固定可显著降低邻近节段椎间压力,进而延缓邻近节段退变的发生。Cunningham 等[7]纳入了14只狒狒并对其植入Dynesys内固定后观察腰椎生物力学变化,其中8只狒狒采用双节段的Dynesys内固定,另6只在植入Dynesys后立即处死,然后采用仪器进行生物力学测试。在Dynesys固定后立刻处死组腰椎屈伸活动度保留27%,而在内固定后6个月,屈伸活动度保留了56%,术后12个月,屈伸活动度保留70%。术后6个月和12个月在固定节段及邻近节段均未发现小关节软骨退变,但在术后12个月后发现螺钉松动率达25%。部分学者也对Dynesys系统的物理参数进行了深入研究,进而了解其更深层次的生物力学改变。Shih 等[8]通过有限元分析模拟腰椎后路植入Dynesys内固定系统,在PCU套管不同直径情况下的腰椎活动度、椎间盘压力和小关节负荷的变化。结果显示,当PCU套管直径改变时将会改变Dynesys系统的构建强度。较大的直径的套管在腰椎前屈活动时较为坚固,在后伸、旋转、侧弯时较为松软。套管直径的改变并不影响邻近节段的应力分布,但会改变小关节应力和Dynesys系统的强度。Liu等[9]通过有限元分析评估Dynesys三种不同张力绳索植入后的腰椎生物力学变化,当绳索张力从100N增加至300N时,小关节负荷在后伸时增加35%、旋转时增加32%,纤维环内压力在旋转时增加40%,同时椎弓根螺钉受力在前屈和侧弯时明显增加。对于邻近节段的影响较小,腰椎活动度、小关节负荷和纤维环压力分别增加6%,12%,9%。据此得知,在改变绳索张力时对手术节段的腰椎活动度、小关节负荷以及纤维环压力影响较大,而对邻近节段无太大影响。