在重建腰椎稳定性的手术中，融合术具有重要地位。了解腰椎融合术的适应症、手术方式、内固定的应用、生物力学及相关研究，具有一定的临床意义。
　　1、腰椎融合术的发展及适应症
　　腰椎融合术的发展已近百年历史，出现了许多改良术式用以提高临床疗效；特别是自二十世纪八十年代发展起来的脊柱生物力学，通过对脊柱正常解剖结构的生物力学测试，椎间盘结构的应力分析、手术方式对脊柱结构及稳定性的影响以及脊柱内固定器械的生物力学研究，进一步阐明了腰椎后结构和腰椎椎间关节对腰椎稳定的重要性，为脊柱融合术提供了理论依据[1]。其适应症主要包括椎间盘源性腰背痛、腰椎滑脱、节段不稳、结核、肿瘤、创伤及腰椎二次手术[2]。
　　2、 腰椎融合术式
　　腰椎融合术式及生物力学特性
　　腰椎融合术式主要包括：后方植骨融合术（包括棘突正中劈开植骨融合术、棘突间H形植骨融合术、棘突与椎板 植骨融合术）、后外侧植骨融合术（包括小关节外侧、横突间植骨融合术）、前方即椎体间植骨融合术（前路、后路）。
　　自1944―1945年Briggs，Milligan和Cloward首次提出经后路腰椎椎体间植骨融合（posterior  lunbar  interbody  fusion ,PLIF）术式以来，经许多外科医生的不断努力，PLIF技术日臻完善。目前，人们对于PLIF技术有一些新的理解[３]，认为通过这一术式，可经后路达到彻底减压与椎间融合同时进行的目的，针对脊柱不稳及椎管狭窄的病例具有较好的疗效；有的学者甚至提出椎间与后外侧前后方联合融合术式，使腰椎前后柱达到360度环形融合，以进一步提高融合成功率。
　　生物力学测试显示后外侧、前方融合较稳定（融合节段的椎间活动小），后方融合时融合节段的椎间仍有较大动度；同时，所有的融合都将增加邻近椎节的生物学应力，以后方融合最明显，后外侧融合影响最小,而异常应力往往是引起融合失败的原因之一。一般以相邻的两个脊椎和其间的椎间盘及小关节为一个运动节，脊柱各运动节的运动中心大多位于椎间盘内。在脊柱发生运动时，接近运动中心的质点位移很小；远离运动中心的质点则需作较大范围的位移。理论上，椎体间植骨效果最好[4]。
　　适应症的掌握
　　腰椎融合术有利于重建脊柱的稳定性，但从生物力学角度考虑，广泛的融合会产生应力集中、破坏脊柱正常生理弯曲及小关节退变等并发症[5]。在峡部裂型腰椎滑脱、腰椎不稳致椎管狭窄（退行性滑脱、退行性脊柱侧弯）及存在客观性节段不稳的病例，行腰椎融合术可提高疗效；而对于椎间盘变性所致腰痛及二次手术病例，其融合率报道不一。当复杂畸形或明显节段不稳因素存在时，行腰椎融合较为有利；而对于诸如椎间盘突出等病例行单节段融合与传统外科治疗相比，疗效并无明显改善。因此，腰椎融合的疗效有赖于对患者疼痛原因的仔细论证、患者的功能状态及其期望值。而活动性炎症、严重的骨质疏松、金属过敏和严重的精神疾病为腰椎融合术的绝对禁忌症。
　　3、腰椎融合术中内固定系统的应用
　　内固定器械的发展
　　自80年代，脊柱内固定器械更新迅猛。Cotrel-Dubousset系统的出现，展现了它与Harrington器械所不同的多样性，具有划时代的意义。近年来，CCD、TSRH、Isola椎弓根钉―棒系统及前路内固定器械相继问世，应用广泛。
　　近年来，PLIF术在治疗下腰椎失稳中的应用日益增多，但术后易发生植入内块下沉移位、向后方脱出、假关节形成等并发症[6]。为解决传统椎间融合的问题，自二十世纪九十年代以来，各种可载植骨材料（不锈钢、生物陶瓷、钛合金、碳素、高分子材料等）的植骨融合器相继研制成功。比较一致地认为，选择此种设计较之其他术式有更多的优点，且操作上易于掌握，但其临床远期疗效有待进一步观察[7]。此类植入物不仅可用于后路，亦可用于前路手术。
　　适应症的掌握
　　内固定的应用使得许多腰椎融合手术得以成功，植骨融合加适当的内固定，使复位以后的稳定性增加，提高了植骨融合的成功率，缩短了术后康复时间。但脊柱固定器械永远不能取代良好的融合及植骨术。如果没有获得骨性愈合，所有用器械固定的融合术最终将失败。另外,在腰椎退行性变的治疗中应用内固定器械作为一种辅助手段是有争议的。对于腰椎二次手术，医源性或退行性腰椎滑脱等特定病例，应用内固定器械可以提高脊柱融合率[8]。但对于单节段的腰椎滑脱（轻度）或退行性的腰椎不稳却不尽然。就CD器械的应用对腰椎后外侧植骨融合的影响，Christerson[9] 针对脊柱滑脱（Ⅰ-Ⅱ）或退行性节段不稳的病例进行了前瞻性研究，结果发现腰椎融合率与CD应用无相关性。鉴于内固定的应用同时带来了许多弊端如增加了花费、延长了手术时间、增加了感染率和再手术率、残留腰背部疼痛、平背畸形、因坚强内固定的应力遮挡致融合节段骨质疏松及固定结构上下的疲劳骨折及假关节形成并发症,我们在选择内固定器械时应慎重，本着利大于弊的原则，将并发症发生的可能性降低到最小。
　　4、判断融合成功的标准
　　目前尚无统一的标准，大致通过以下几个方面来帮助评定:（1）在X线平片上始终保持不变的椎间隙高度，术后3-6个月移植骨间隙轮廓不清，一年后有明显骨小梁通过；（2）腰椎动力性摄片，如在屈曲、后伸位发现椎间隙高度变化，提示椎体间存有异常活动，骨融合未完成；（3）腰椎断层摄片，观察椎间隙不同层次的骨融合情况；（4）CT检查，从椎间隙横断面观察骨融合过程。
　　但这些判定标准具有不确定性，正如有人指出，植骨融合率很大程度上取决于研究者的主观臆断。因此，比较不同研究的结果显得尤为困难。如果骨融合已经发生，而单单从影像学方面很难判断。另外，脊柱生物力学的测试与影像学上融合的依据并不都是完全一致的。动物测试表明[10]：X片所示形成连续性骨痂证明发生坚强融合的脊柱，其坚强程度还不如椎体间有2-3L纤维性连接的脊柱。将两种融合标准进行对比：一种是通过比较脊柱过伸过屈位X片的滑移动度来判定，另一种标准为X片所示的融合节段有连续性骨小梁通过；有人发现前者比后者所判定的融合率高出近20％。
　　通过X片来判断融合与否的标准仍有争议。普遍认为成功融合即有连续性骨痂形成，融合节段没有动度，但以脊柱过伸过屈位时X片所示动度变化作为融合标准进行判定往往比较困难[11]。在最近对椎间融合器的研究中[12]，有人将具有5％融合节段动度的临床病例判定为骨愈合；有的学者则认为过伸过屈位显示5％的动度应判为融合失败，而大多数人则认为2％-3％的动度是可以接受的。还有人提出，如融合区内有超过2L宽的透亮区并横贯50％植骨面，则提示融合失败。
　　Kant等[13]将应用X线平片所得融合评定结果与直接外科手术探查的结果进行了比较，以便进一步探讨腰椎融合的判断标准。他们选择了75位应用不同内固定器械行腰椎融合术后再次出现手术指证的患者,其融合方式包括后外侧融合、后外侧加椎间融合,融合材料包括自体骨、异体骨或两者的混合物;研究采用双盲法，术前由同一位检查者通过X线片判定融合率与即刻手术探查结果进行比较。结果显示，通过X线片所判定融合成功的正确率仅为68％，其中L4-5为最不易融合的节段，通过X线片对此平面的融合结果作出判断也最为不易。因此，即使X线片提示已有坚强的融合，但患者如术后仍存在持续性背痛，在排除了非机械因素后，仍应积极采取手术探查。
　　5、腰椎融合的影响因素
　　植骨床的构建
　　植骨的成功需要经过受区骨缓慢的爬行替代过程。植骨床的血供丰富，有利于受区有血运的骨与无血运的移植骨密切接触，使有活性的血管肉芽组织长于移植骨。因此，在植骨时应创建理想的植骨床，如修剪硬化骨，充分去除植骨区骨皮质或将表面骨皮质凿成鱼鳞状粗糙面（深度约2-4L）。
　　移植骨块的大小和质量
　　松质骨的成骨诱导能力优于皮质骨，在应用皮质骨和松质骨混合移植时，把松质骨放在外围，使之与周围组织相接触，骨形成快[14]。Ehrler等[15]对腰椎融合术中同种异体骨的应用作了系统研究，认为同种异体骨的获取量比自体骨多，新鲜冷冻骨比冻干骨具有较高的致免疫性和较完全的融合性，且采用标准的获取方法，疾病的传播性很小。与自体骨移植相比，单独使用同种异体骨或与自体骨结合使用，在腰椎后方融合术中成功率有所下降，但在前方融合术中有较高的融合率；Wimmer等[16]随访了1993年间94例行前路腰椎椎间融合术的病人，发现两者对脊柱融合率的影响无明显差别。此外，将珊瑚颗粒与自体骨相混合，也可得到较为理想的融合结果。
　　脊柱内固定器械的应用
　　骨移植后，脊柱的固定很重要，尤其是开始的3周。因为这时骨与软骨的活动很容易损伤供应松质骨移植的小血管。坚强的内固定可以增加脊柱的稳定性，提高植骨融合率；同时，Kanayama等[17]通过羊模型对脊柱内固定器械与植骨融合过程相关性的研究发现，内固定器械的应用，还可以加快脊柱融合的速度。
　　物理因素的影响
　　骨块游离后应尽快植入受区，生理盐水、手术室的灯光、温度（超过42℃）、抗菌素浸泡都会影响植骨块中细胞的存活。移植骨块获得后，最好用浸血的海绵包裹。Ito等[18]发现电磁波对减少内固定所致的骨质疏松有积极作用，能有效地提高骨融合率；有人在脊柱融合高危人群中应用了可植入电刺激器，结果表明，脊柱融合成功率及临床症状的缓解程度均较对比组有明显提高。
　　生物因素的影响
　　脊柱融合的发展趋势即生物材料、组织物质的应用。近十年来，对应用生物学骨来源的材料作为骨传导和骨诱导媒介的研究有较大进展。其中最为重要的时将脱钙骨基质（demineralized bone matrix,DBM）和骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）应用于修复节段性骨缺损和脊柱融合模型。近期，由于内窥镜、微创技术的提高及椎间融合器（cage）、螺纹状异体骨环等先进内固定装置的应用，骨诱导生长因子（osteoinductive growth factors）的研究日趋升温[19、20]。临床应用表明：重组骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)、重组骨诱导蛋白-1（ osteogenic protein-1, rhOP-1)、P-15、通过有丝分裂技术提取的骨间质细胞及小剂量腺病毒介导的基因疗法均可促使骨融合，缩短手术时间及住院天数，减小手术创伤。
　　制作内固定器械的材料
　　孙常太等[21]人从组织学和力学上比较了钛合金及不锈钢椎弓根螺钉的骨-螺钉界面的区别。结果显示：钛合金材料制成的椎弓根螺钉与不锈钢器械相比，前者具有更好的螺钉骨界面结合；螺钉扭转试验表明，钛合金比不锈钢椎弓根螺钉具有较高的扭转矩。毫无疑问，钛合金内固定器的应用，会增加脊柱的稳定性，从而增加融合成功率。目前人们还在研制金属钽的内固定器，因为钽具有促进骨生长的作用。
　　个体因素
　　体质强、营养好的患者，腰椎融合的成功率高，速度快，骨质疏松和吸烟者腰椎融合成功率相对较低。大量研究表明，尼古丁增加了脊柱融合手术的骨不连率，长期吸烟降低了脊柱融合和疾病治愈的可能性；而Wing[22]通过对兔脊椎融合模型的研究发现，手术前停止吸烟能增加融合成功率。