引用本文： 王旭, 李沐風, 朱宇航, 朱慶三. 頸椎結核手術治療中內植物的應用進展. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(1): 122-126. doi: 10.7507/1002-1892.202107048 復制
頸椎結核發病率逐年升高，且有較高致殘率，一直是脊柱外科研究熱點[1-2]。頸椎因其結構獨特，與胸、腰椎相比，結核病變會導致該部分骨和韌帶廣泛破壞，進而產生壓迫和不穩，嚴重威脅延髓和脊髓，嚴重時可造成截癱，甚至引起神經和呼吸功能障礙；且頸椎結核早期臨床表現與影像學表現缺乏特異性，診療過程中常因誤診、漏診而延誤最佳手術時機。因此，選擇合適的內植物在改善頸椎結核患者生活質量和提高患者生存率方面非常重要。
頸椎結核手術應根據患者椎體損害程度和累及范圍，以及脊髓和神經受壓損害程度，合理選擇單純前路或前后路聯合方式，安全有效地實現神經減壓、病灶清除、植骨融合以及頸椎穩定性的重建。內植物的應用在頸椎結核手術中非常重要，其主要作用是使病變部位達到骨性融合，以提供結構性支持。植骨融合效果直接影響手術效果，因此，內植物選擇是否合理直接影響植骨融合能否達到理想狀態。本文通過總結頸椎結核手術中不同內植物材料的特點及其使用方法，并探討新型內植物的可行性，以提高臨床對不同內植物材料的認識，從而對頸椎結核的臨床治療有進一步了解。
1 骨性內植物
1.1 自體骨
臨床上常用的自體骨內植物一般為三面皮質髂骨塊，具有很好的三維支撐作用，有利于提高融合率[3]。Raja等[4]對44例頸椎結核患者行頸椎前路減壓自體髂骨植骨融合，術后所有患者神經功能恢復良好，未發現術后相關并發癥。但自體髂骨也存在一定缺陷，例如存在取骨部位疼痛及感染，以及神經血管及尿道損傷風險，如果損傷骨盆還會導致骨盆骨折及不穩。占方彪等[5]在22例臨床分析中發現有4例患者出現取骨區輕度疼痛，發生率為18.2%。針對上述問題，Zhang等[6]在治療1例多節段頸椎結核患者時，嘗試使用帶血管蒂的自體腓骨作為植入物，術后患者頸椎功能恢復良好，腓骨作為植入物在長度上更具優勢。因此，該方法可能為長節段頸椎結核提供了一種新的治療策略。
自體髂骨取骨后疼痛并不影響其在植骨融合方面的重要作用，自體髂骨依舊是頸椎結核手術內植物的金標準，且取骨后對于取骨部位的妥善處理、取骨技術的成熟以及微創手術的發展，都提高了取骨效果并降低了術后疼痛發生率。
1.2 同種異體骨
為避免自體骨取骨相關并發癥的發生，縮短手術時間及減少創傷，或為自體骨量不足患者（如兒童和嚴重骨質疏松者），就需要考慮同種異體骨。Yang等[7]采用多中心回顧性研究146例頸椎結核患者，為避免髂嵴移植并發癥，針對術前評估疼痛耐受性差的患者僅采用同種異體骨移植，術后隨訪24個月，患者均獲得骨性融合、疼痛緩解和神經功能恢復，無內固定相關并發癥發生。施建黨等[8]在對30例下頸椎結核患者治療中發現，同種異體骨組和自體髂骨組患者術后均獲得了良好骨性融合，且融合時間差異無統計學意義；此外，兩組患者末次隨訪時Cobb角均較術前明顯改善，兩組間差異亦無統計學意義。
使用同種異體骨雖可避免取骨并發癥發生，但也存在一定爭議，且制備過程相對復雜，故使用頻率略低于自體髂骨。相對于自體骨，同種異體骨更容易引起炎癥和免疫反應，植骨融合所需時間也相對較長。同種異體骨經過處理后免疫原性顯著降低，骨誘導和骨傳導作用雖得到保留，但力學性能也遭到一定程度破壞，導致植骨融合時間相對延長。因此在今后研究中應進一步提高同種異體骨的骨傳導和骨誘導能力，從而縮短植骨融合時間。
2 金屬內植物
2.1 鈦金屬
近年來，鈦金屬被越來越多地應用于脊柱手術植骨融合中。Li等[9]回顧性分析了16例頸椎結核患者，其中10例使用同種異體骨填充鈦籠，所有患者術后頸部疼痛均得到明顯緩解，實現了堅實的骨性融合及炎癥消退。Zeng等[10]評估前路清創減壓植骨治療頸椎結核的可行性和臨床療效，20例頸椎結核合并后凸畸形患者均采用同種異體骨顆粒填充鈦籠，患者術后均未見明顯內固定及植骨相關并發癥，神經功能均有不同程度改善。Wu等[11]采用同種異體骨填充鈦籠治療17例下頸椎結核患者，術后均無嚴重并發癥發生，神經功能均有不同程度改善。鈦籠應用于頸椎結核治療中可有效恢復頸椎正常生理順序，促進椎體間穩定性的建立，也可有效減少自體取骨帶來的并發癥，且鈦籠強度高，組織相容性也更好[12-13]。但鈦籠價格昂貴，同時會出現沉陷現象。王穎博等[14]采用鈦籠聯合同種異體骨以前路方式治療頸椎結核，術后隨訪12個月，鈦籠組有5例（41.67%）出現內植物塌陷；Pan等[15]對46例后凸型頸椎結核患者的治療中，鈦籠融合組出現2例術后鈦籠沉陷現象。
針對鈦籠沉陷現象，為提高鈦籠穩定性，研究者們在不可擴展鈦籠的基礎上，逐漸演變出了可擴展鈦籠，可擴展鈦籠在植入后可逐步糾正頸椎前凸，提高術后頸椎序列穩定性。接著在可擴展鈦籠的基礎上進一步出現了可擴展翼鈦籠，Nigro等[16]在治療1例C4、5結核患者時使用可擴展翼鈦籠進行植骨融合，術后影像學及臨床隨訪發現頸椎重建良好且無鈦籠沉陷。作者指出固定翼可由單一裝置組成，其作用模式與前板類似，因此可擴展翼鈦籠在植入時更為簡便。馬向陽等[17]對10例患者采用T形異形鈦籠填充自體髂骨，術后復查X線片及CT，結果均提示植骨融合良好，無鈦籠移位、松動及切口感染等并發癥發生；同時作者認為異形鈦籠可重建椎體結構及穩定性，且不會造成脊髓壓迫。
此外，Zhang等[18]將3D打印鈦合金椎體應用于頸椎結核治療中，并在椎體模型中植入人工椎體來進一步驗證其有效性，臨床對1例C5、6結核患者完成短節段固定，獲得了良好臨床效果。通過3D打印技術設計的鈦合金人工椎體可最大程度地接近患者解剖生理結構，術中無需植骨，出血量較少，還有助于預防相鄰節段退變的發生、發展，在未來頸椎結核治療上具有廣闊發展空間[19]。
鈦金屬作為植骨融合材料的優勢非常顯著，在恢復頸椎生理曲度、重建頸椎穩定性以及促進植骨融合上有良好效果，提高了頸椎結核治愈率。而對于鈦籠在植入后所出現的沉陷現象，值得在未來進一步深入研究。
2.2 鉭金屬
鉭金屬與人體組織有很好的相容性，幾乎不對人體產生刺激和副作用，近年來在骨科應用越來越廣泛，可制備應用于脊柱外科的鉭籠、多孔鉭一體化髖臼假體、脛骨平臺假體、髕骨假體等。Patel等[20]研究發現，與自體骨移植相比，鉭金屬在脊柱融合術中的融合率、并發癥和翻修率以及臨床結果方面都顯示出了良好前景，且在頸椎融合方面，單獨采用鉭金屬治療的患者并發癥發生率更低。Li等[21]認為在頸椎前路手術融合過程中，多孔鉭金屬假體與自體骨同樣有效和安全；此外，多孔鉭金屬植入物可顯著縮短手術時間，提高臨床滿意度。Fernández-Fairen等[22]對27例單獨采用鉭籠融合的頸椎手術患者及30例行自體骨移植的頸椎手術患者進行長達11年的隨訪研究發現，兩組患者臨床癥狀及影像學檢查結果相似，疼痛評分及頸部功能均得到明顯改善。Yang等[23]對20例脊柱感染患者行鉭籠一期前路清創治療，術后所有患者后凸畸形均得到一定程度恢復，疼痛視覺模擬評分（VAS）、神經癥狀、椎體重建長度、矢狀位Cobb角矯正情況均得到了很大改善，且術后無患者出現神經功能惡化；此外，該作者指出鉭籠可以提供生物力學支持及骨性融合，避免自體供骨部位的并發癥，并具有一定抗感染作用。
2.3 其他金屬材料
醫用不銹鋼憑借優良的綜合性能在臨床及醫療領域得到了廣泛應用，是脊柱內植物常用材料，高氮無鎳奧氏體不銹鋼、不銹鋼表面改性、抗菌不銹鋼也是近年來主要研究熱點。但醫用不銹鋼植入后彈性模量與松質骨不匹配，應力遮擋效應明顯，導致各種不良后果，如內植物松動等，故目前臨床應用較少。
鎂及鎂合金作為醫用材料應用較早，但過快的降解速度限制了其廣泛應用。近年來出現的生物可降解鎂合金及多孔鎂合金[24]，力學性能和生物相容性均得到提升，預示了鎂合金材料在脊柱內植物應用上的臨床潛力。Chaya等[25]將可降解鎂合金應用于動物實驗模型，8周后在骨缺損處觀察到新骨形成，且降解釋放出的鎂離子也可以刺激新骨形成。
醫用不銹鋼及鎂金屬等作為脊柱內植物的理想金屬材料，在醫學領域應用時間較長，但應用于脊柱外科的時間很短，尤其是在頸椎結核方面臨床資料較少，缺乏大量臨床樣本。所以對于其他金屬材料在頸椎結核中的應用，內植物的形狀設計及植入技術方面，都需要更深入研究，且需要大量臨床病例來驗證其生物特性的穩定性。相信隨著醫學技術的發展，醫用金屬材料作為頸椎結核內植物的應用會更加廣泛。
3 生物活性材料
3.1 無機非金屬材料
生物活性陶瓷具有良好的生物相容性，對宿主無毒性反應，且陶瓷有足夠的強度。國內曾有學者[26]使用多孔陶瓷人工骨核治療脊柱結核，效果較好。但陶瓷仍存在脆性大，抗拉、抗扭和抗剪性能差等不足，現已較少應用于脊柱結核的治療。Buser等[27]針對人工骨移植物與自體骨移植物在脊柱融合中的對比研究發現，應用于頸椎的人工骨移植物包括羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）、β-磷酸三鈣（β-tricalcium phosphate，β-TCP）、聚甲基丙烯酸甲酯和生物相容性骨傳導聚合物，與自體髂骨內植物相比，人工骨內植物可有效減少取骨區相關并發癥的發生，且植骨融合效果類似，但移植物破碎、沉降的風險相應增大。
3.2 有機高分子材料
高分子內植物由具有生物降解性的有機高分子材料制成，目前常用的有機高分子材料包括膠原蛋白、甲殼素及聚乳酸等。高分子材料有較好的彈性系數，可有效維持椎體生理弧度，提供穩定性，實現骨性融合。黃正輝等[28]采用海藻酸鈉-殼聚糖微球制成的脂肪間充質干細胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）復合利福平緩釋微球，在兔脊柱結核模型中取得了較好的治療效果。
聚醚醚酮融合器（polyaryl-ether-ether-ketone Cage，PEEK Cage）在頸椎結核的治療中存在一定爭議。Mondorf等[29]報道了5例頸椎感染患者使用PEEK Cage融合，術后患者神經功能恢復良好。Walter等[30]將PEEK Cage應用于5例頸椎感染患者的治療，術后患者均獲得良好骨性融合，盡管內植物出現輕微下沉，但患者癥狀均得到明顯改善。Li等[9]對16例頸椎結核患者采用同種異體骨分別聯合PEEK Cage和鈦籠植骨融合，其中6例接受PEEK Cage填充同種異體骨重建患者隨訪中臨床癥狀改善良好，所有患者均實現了骨性融合，無Cage下沉及結核復發。PEEK Cage目前較少應用于治療頸椎結核，仍需大量臨床病例來證明其有效性及安全性。
3.3 復合材料
因頸椎結核病灶局部的特殊病理變化，如結核病損涵蓋多個椎體以及不規則病損，常規口服抗結核藥物難以在頸椎結核局部病灶內維持有效藥物濃度。因此，局部藥物緩釋技術被越來越多地應用到頸椎結核的治療中。醫用硫酸鈣可作為藥物載體，組織相容性較好[31]。陳勇忠等[32]采用含鏈霉素的醫用硫酸鈣人工骨治療脊柱結核，術后內固定穩定，未出現相應并發癥。此外，蔡則成等[33]使用結核分枝桿菌 H37Rv 標準株構建的載異煙肼、利福平納米HA-硫酸鈣-殼聚糖人工骨復合材料，觀察其在兔脊柱結核模型中的釋藥效果，結果發現該復合材料可在兔脊柱結核模型病灶中維持長效的抗結核藥物釋放效果。王騰飛等[34]使用以HA和β-TCP復合材料支架結合兔ADSCs（rabbit ADSCs，rADSCs）構建的抗結核性骨組織工程復合體（利福噴丁微球-rADSCs/HA/β-TCP），研究發現該復合體具有良好的生物相容性，對于兔脊柱結核病灶清除術后的骨缺損可以達到有效填充和穩定。針對脊柱結核的復合材料還包括利福平聯合磷酸八鈣骨水泥載藥體系、乙胺丁醇-磷酸鈣復合體等，但上述復合藥物載體材料均處于實驗研究階段，其應用于頸椎結核治療的安全性和有效性有待進一步研究。
針對頸椎結核的治療，生物活性材料的作用是實現病灶清除后的骨缺損修復，以及在病變部位保持有效的抗結核藥物濃度[35]。生物活性材料目前應用于頸椎結核的臨床病例較少，盡管其應用于頸椎結核治療中是否會導致結核復發，以及是否會與結核桿菌共存而成為新的傳染源等問題尚未解決，但生物活性材料可有效解決自體骨和同種異體骨來源受限等問題，所以上述病例為頸椎結核的治療提供了新的思路和方向。隨著臨床應用病例的增加和相關研究進展，生物活性材料的利弊將更加明顯。
4 總結
隨著醫學與材料學日新月異的發展，頸椎結核內植物材料經歷了從骨到金屬再到新興材料的發展過程；而近年來，病灶清除術和內固定術的發展都為植骨融合創造了良好條件。與胸、腰椎結核相比，頸椎結核因病變位置的特殊性，臨床實踐中應該針對不同手術部位、病灶范圍、手術方式選擇以及患者自身情況，謹慎合理地選擇合適內植物，從而有效提高植骨融合率及穩定性。傳統內植物材料應在保持其良好特性上以求創新，新型內植物材料則需要日益完善的技術及豐富的臨床經驗加以驗證。
作者貢獻：朱慶三負責綜述構思及設計、觀點形成及文章審改；王旭負責文獻檢索、文章撰寫及修改；王旭、李沐風參與資料收集、分析總結；朱慶三、朱宇航負責文章校對及提出修改意見。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。
頸椎結核發病率逐年升高，且有較高致殘率，一直是脊柱外科研究熱點[1-2]。頸椎因其結構獨特，與胸、腰椎相比，結核病變會導致該部分骨和韌帶廣泛破壞，進而產生壓迫和不穩，嚴重威脅延髓和脊髓，嚴重時可造成截癱，甚至引起神經和呼吸功能障礙；且頸椎結核早期臨床表現與影像學表現缺乏特異性，診療過程中常因誤診、漏診而延誤最佳手術時機。因此，選擇合適的內植物在改善頸椎結核患者生活質量和提高患者生存率方面非常重要。
頸椎結核手術應根據患者椎體損害程度和累及范圍，以及脊髓和神經受壓損害程度，合理選擇單純前路或前后路聯合方式，安全有效地實現神經減壓、病灶清除、植骨融合以及頸椎穩定性的重建。內植物的應用在頸椎結核手術中非常重要，其主要作用是使病變部位達到骨性融合，以提供結構性支持。植骨融合效果直接影響手術效果，因此，內植物選擇是否合理直接影響植骨融合能否達到理想狀態。本文通過總結頸椎結核手術中不同內植物材料的特點及其使用方法，并探討新型內植物的可行性，以提高臨床對不同內植物材料的認識，從而對頸椎結核的臨床治療有進一步了解。
1 骨性內植物
1.1 自體骨
臨床上常用的自體骨內植物一般為三面皮質髂骨塊，具有很好的三維支撐作用，有利于提高融合率[3]。Raja等[4]對44例頸椎結核患者行頸椎前路減壓自體髂骨植骨融合，術后所有患者神經功能恢復良好，未發現術后相關并發癥。但自體髂骨也存在一定缺陷，例如存在取骨部位疼痛及感染，以及神經血管及尿道損傷風險，如果損傷骨盆還會導致骨盆骨折及不穩。占方彪等[5]在22例臨床分析中發現有4例患者出現取骨區輕度疼痛，發生率為18.2%。針對上述問題，Zhang等[6]在治療1例多節段頸椎結核患者時，嘗試使用帶血管蒂的自體腓骨作為植入物，術后患者頸椎功能恢復良好，腓骨作為植入物在長度上更具優勢。因此，該方法可能為長節段頸椎結核提供了一種新的治療策略。
自體髂骨取骨后疼痛并不影響其在植骨融合方面的重要作用，自體髂骨依舊是頸椎結核手術內植物的金標準，且取骨后對于取骨部位的妥善處理、取骨技術的成熟以及微創手術的發展，都提高了取骨效果并降低了術后疼痛發生率。
1.2 同種異體骨
為避免自體骨取骨相關并發癥的發生，縮短手術時間及減少創傷，或為自體骨量不足患者（如兒童和嚴重骨質疏松者），就需要考慮同種異體骨。Yang等[7]采用多中心回顧性研究146例頸椎結核患者，為避免髂嵴移植并發癥，針對術前評估疼痛耐受性差的患者僅采用同種異體骨移植，術后隨訪24個月，患者均獲得骨性融合、疼痛緩解和神經功能恢復，無內固定相關并發癥發生。施建黨等[8]在對30例下頸椎結核患者治療中發現，同種異體骨組和自體髂骨組患者術后均獲得了良好骨性融合，且融合時間差異無統計學意義；此外，兩組患者末次隨訪時Cobb角均較術前明顯改善，兩組間差異亦無統計學意義。
使用同種異體骨雖可避免取骨并發癥發生，但也存在一定爭議，且制備過程相對復雜，故使用頻率略低于自體髂骨。相對于自體骨，同種異體骨更容易引起炎癥和免疫反應，植骨融合所需時間也相對較長。同種異體骨經過處理后免疫原性顯著降低，骨誘導和骨傳導作用雖得到保留，但力學性能也遭到一定程度破壞，導致植骨融合時間相對延長。因此在今后研究中應進一步提高同種異體骨的骨傳導和骨誘導能力，從而縮短植骨融合時間。
2 金屬內植物
2.1 鈦金屬
近年來，鈦金屬被越來越多地應用于脊柱手術植骨融合中。Li等[9]回顧性分析了16例頸椎結核患者，其中10例使用同種異體骨填充鈦籠，所有患者術后頸部疼痛均得到明顯緩解，實現了堅實的骨性融合及炎癥消退。Zeng等[10]評估前路清創減壓植骨治療頸椎結核的可行性和臨床療效，20例頸椎結核合并后凸畸形患者均采用同種異體骨顆粒填充鈦籠，患者術后均未見明顯內固定及植骨相關并發癥，神經功能均有不同程度改善。Wu等[11]采用同種異體骨填充鈦籠治療17例下頸椎結核患者，術后均無嚴重并發癥發生，神經功能均有不同程度改善。鈦籠應用于頸椎結核治療中可有效恢復頸椎正常生理順序，促進椎體間穩定性的建立，也可有效減少自體取骨帶來的并發癥，且鈦籠強度高，組織相容性也更好[12-13]。但鈦籠價格昂貴，同時會出現沉陷現象。王穎博等[14]采用鈦籠聯合同種異體骨以前路方式治療頸椎結核，術后隨訪12個月，鈦籠組有5例（41.67%）出現內植物塌陷；Pan等[15]對46例后凸型頸椎結核患者的治療中，鈦籠融合組出現2例術后鈦籠沉陷現象。
針對鈦籠沉陷現象，為提高鈦籠穩定性，研究者們在不可擴展鈦籠的基礎上，逐漸演變出了可擴展鈦籠，可擴展鈦籠在植入后可逐步糾正頸椎前凸，提高術后頸椎序列穩定性。接著在可擴展鈦籠的基礎上進一步出現了可擴展翼鈦籠，Nigro等[16]在治療1例C4、5結核患者時使用可擴展翼鈦籠進行植骨融合，術后影像學及臨床隨訪發現頸椎重建良好且無鈦籠沉陷。作者指出固定翼可由單一裝置組成，其作用模式與前板類似，因此可擴展翼鈦籠在植入時更為簡便。馬向陽等[17]對10例患者采用T形異形鈦籠填充自體髂骨，術后復查X線片及CT，結果均提示植骨融合良好，無鈦籠移位、松動及切口感染等并發癥發生；同時作者認為異形鈦籠可重建椎體結構及穩定性，且不會造成脊髓壓迫。
此外，Zhang等[18]將3D打印鈦合金椎體應用于頸椎結核治療中，并在椎體模型中植入人工椎體來進一步驗證其有效性，臨床對1例C5、6結核患者完成短節段固定，獲得了良好臨床效果。通過3D打印技術設計的鈦合金人工椎體可最大程度地接近患者解剖生理結構，術中無需植骨，出血量較少，還有助于預防相鄰節段退變的發生、發展，在未來頸椎結核治療上具有廣闊發展空間[19]。
鈦金屬作為植骨融合材料的優勢非常顯著，在恢復頸椎生理曲度、重建頸椎穩定性以及促進植骨融合上有良好效果，提高了頸椎結核治愈率。而對于鈦籠在植入后所出現的沉陷現象，值得在未來進一步深入研究。
2.2 鉭金屬
鉭金屬與人體組織有很好的相容性，幾乎不對人體產生刺激和副作用，近年來在骨科應用越來越廣泛，可制備應用于脊柱外科的鉭籠、多孔鉭一體化髖臼假體、脛骨平臺假體、髕骨假體等。Patel等[20]研究發現，與自體骨移植相比，鉭金屬在脊柱融合術中的融合率、并發癥和翻修率以及臨床結果方面都顯示出了良好前景，且在頸椎融合方面，單獨采用鉭金屬治療的患者并發癥發生率更低。Li等[21]認為在頸椎前路手術融合過程中，多孔鉭金屬假體與自體骨同樣有效和安全；此外，多孔鉭金屬植入物可顯著縮短手術時間，提高臨床滿意度。Fernández-Fairen等[22]對27例單獨采用鉭籠融合的頸椎手術患者及30例行自體骨移植的頸椎手術患者進行長達11年的隨訪研究發現，兩組患者臨床癥狀及影像學檢查結果相似，疼痛評分及頸部功能均得到明顯改善。Yang等[23]對20例脊柱感染患者行鉭籠一期前路清創治療，術后所有患者后凸畸形均得到一定程度恢復，疼痛視覺模擬評分（VAS）、神經癥狀、椎體重建長度、矢狀位Cobb角矯正情況均得到了很大改善，且術后無患者出現神經功能惡化；此外，該作者指出鉭籠可以提供生物力學支持及骨性融合，避免自體供骨部位的并發癥，并具有一定抗感染作用。
2.3 其他金屬材料
醫用不銹鋼憑借優良的綜合性能在臨床及醫療領域得到了廣泛應用，是脊柱內植物常用材料，高氮無鎳奧氏體不銹鋼、不銹鋼表面改性、抗菌不銹鋼也是近年來主要研究熱點。但醫用不銹鋼植入后彈性模量與松質骨不匹配，應力遮擋效應明顯，導致各種不良后果，如內植物松動等，故目前臨床應用較少。
鎂及鎂合金作為醫用材料應用較早，但過快的降解速度限制了其廣泛應用。近年來出現的生物可降解鎂合金及多孔鎂合金[24]，力學性能和生物相容性均得到提升，預示了鎂合金材料在脊柱內植物應用上的臨床潛力。Chaya等[25]將可降解鎂合金應用于動物實驗模型，8周后在骨缺損處觀察到新骨形成，且降解釋放出的鎂離子也可以刺激新骨形成。
醫用不銹鋼及鎂金屬等作為脊柱內植物的理想金屬材料，在醫學領域應用時間較長，但應用于脊柱外科的時間很短，尤其是在頸椎結核方面臨床資料較少，缺乏大量臨床樣本。所以對于其他金屬材料在頸椎結核中的應用，內植物的形狀設計及植入技術方面，都需要更深入研究，且需要大量臨床病例來驗證其生物特性的穩定性。相信隨著醫學技術的發展，醫用金屬材料作為頸椎結核內植物的應用會更加廣泛。
3 生物活性材料
3.1 無機非金屬材料
生物活性陶瓷具有良好的生物相容性，對宿主無毒性反應，且陶瓷有足夠的強度。國內曾有學者[26]使用多孔陶瓷人工骨核治療脊柱結核，效果較好。但陶瓷仍存在脆性大，抗拉、抗扭和抗剪性能差等不足，現已較少應用于脊柱結核的治療。Buser等[27]針對人工骨移植物與自體骨移植物在脊柱融合中的對比研究發現，應用于頸椎的人工骨移植物包括羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）、β-磷酸三鈣（β-tricalcium phosphate，β-TCP）、聚甲基丙烯酸甲酯和生物相容性骨傳導聚合物，與自體髂骨內植物相比，人工骨內植物可有效減少取骨區相關并發癥的發生，且植骨融合效果類似，但移植物破碎、沉降的風險相應增大。
3.2 有機高分子材料
高分子內植物由具有生物降解性的有機高分子材料制成，目前常用的有機高分子材料包括膠原蛋白、甲殼素及聚乳酸等。高分子材料有較好的彈性系數，可有效維持椎體生理弧度，提供穩定性，實現骨性融合。黃正輝等[28]采用海藻酸鈉-殼聚糖微球制成的脂肪間充質干細胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）復合利福平緩釋微球，在兔脊柱結核模型中取得了較好的治療效果。
聚醚醚酮融合器（polyaryl-ether-ether-ketone Cage，PEEK Cage）在頸椎結核的治療中存在一定爭議。Mondorf等[29]報道了5例頸椎感染患者使用PEEK Cage融合，術后患者神經功能恢復良好。Walter等[30]將PEEK Cage應用于5例頸椎感染患者的治療，術后患者均獲得良好骨性融合，盡管內植物出現輕微下沉，但患者癥狀均得到明顯改善。Li等[9]對16例頸椎結核患者采用同種異體骨分別聯合PEEK Cage和鈦籠植骨融合，其中6例接受PEEK Cage填充同種異體骨重建患者隨訪中臨床癥狀改善良好，所有患者均實現了骨性融合，無Cage下沉及結核復發。PEEK Cage目前較少應用于治療頸椎結核，仍需大量臨床病例來證明其有效性及安全性。
3.3 復合材料
因頸椎結核病灶局部的特殊病理變化，如結核病損涵蓋多個椎體以及不規則病損，常規口服抗結核藥物難以在頸椎結核局部病灶內維持有效藥物濃度。因此，局部藥物緩釋技術被越來越多地應用到頸椎結核的治療中。醫用硫酸鈣可作為藥物載體，組織相容性較好[31]。陳勇忠等[32]采用含鏈霉素的醫用硫酸鈣人工骨治療脊柱結核，術后內固定穩定，未出現相應并發癥。此外，蔡則成等[33]使用結核分枝桿菌 H37Rv 標準株構建的載異煙肼、利福平納米HA-硫酸鈣-殼聚糖人工骨復合材料，觀察其在兔脊柱結核模型中的釋藥效果，結果發現該復合材料可在兔脊柱結核模型病灶中維持長效的抗結核藥物釋放效果。王騰飛等[34]使用以HA和β-TCP復合材料支架結合兔ADSCs（rabbit ADSCs，rADSCs）構建的抗結核性骨組織工程復合體（利福噴丁微球-rADSCs/HA/β-TCP），研究發現該復合體具有良好的生物相容性，對于兔脊柱結核病灶清除術后的骨缺損可以達到有效填充和穩定。針對脊柱結核的復合材料還包括利福平聯合磷酸八鈣骨水泥載藥體系、乙胺丁醇-磷酸鈣復合體等，但上述復合藥物載體材料均處于實驗研究階段，其應用于頸椎結核治療的安全性和有效性有待進一步研究。
針對頸椎結核的治療，生物活性材料的作用是實現病灶清除后的骨缺損修復，以及在病變部位保持有效的抗結核藥物濃度[35]。生物活性材料目前應用于頸椎結核的臨床病例較少，盡管其應用于頸椎結核治療中是否會導致結核復發，以及是否會與結核桿菌共存而成為新的傳染源等問題尚未解決，但生物活性材料可有效解決自體骨和同種異體骨來源受限等問題，所以上述病例為頸椎結核的治療提供了新的思路和方向。隨著臨床應用病例的增加和相關研究進展，生物活性材料的利弊將更加明顯。
4 總結
隨著醫學與材料學日新月異的發展，頸椎結核內植物材料經歷了從骨到金屬再到新興材料的發展過程；而近年來，病灶清除術和內固定術的發展都為植骨融合創造了良好條件。與胸、腰椎結核相比，頸椎結核因病變位置的特殊性，臨床實踐中應該針對不同手術部位、病灶范圍、手術方式選擇以及患者自身情況，謹慎合理地選擇合適內植物，從而有效提高植骨融合率及穩定性。傳統內植物材料應在保持其良好特性上以求創新，新型內植物材料則需要日益完善的技術及豐富的臨床經驗加以驗證。
作者貢獻：朱慶三負責綜述構思及設計、觀點形成及文章審改；王旭負責文獻檢索、文章撰寫及修改；王旭、李沐風參與資料收集、分析總結；朱慶三、朱宇航負責文章校對及提出修改意見。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。