脊椎融合是脊椎手術中相當常見的手術術式之一。主要目的為固定不穩定的脊椎或者作為矯正脊椎畸形，而所謂的脊椎融合，就是將本來分離的椎體長在一起。而長在一起，當然就是形成骨橋。所以，骨橋的材料就非常重要。理想上，自己的骨頭是最好的原材料。然而，卻可能淪為挖東牆補西牆的狀況。東牆雖可以長得很好，卻造成挖骨處的疼痛與缺損…因此，我們來介紹一下吧！
脊椎融合過程的四個重要階段
- 發炎期
- 時間：約持續7-14天
- 特徵：手術後的初始反應。局部手術破壞導致最初的損傷，移除脊椎終板使血流滋養原本的椎間盤空間（即移植骨塊處）。巨噬細胞和中性粒細胞在該區域聚集，釋放生長因子和細胞因子，促進新組織的形成。持續的血流灌注會在初期形成血腫，並使發炎細胞進入該環境。發炎組織中的纖維母細胞轉化成纖維血管基質。適當的發炎反應是不可或缺的，因此初期使用強力的抗發炎藥物會降低融合成功率。
- 血管新生與增生期
- 時間：術後1-6週
- 特徵：纖維母細胞、成骨細胞和軟骨細胞開始增殖，形成新的結締組織和初步的骨基質。血管新生和纖維組織的形成為新骨的生成提供支持。
- 成骨誘導與成骨傳導
- 時間：術後第4-5週至數月
- 特徵：這是修復階段，包含血管化增加、壞死組織的吸收，以及成骨細胞的分化。成骨誘導的標誌是幹細胞分化為成骨細胞。移植入物的成分持續被吸收作為原料，新骨從去皮質骨化的終板邊緣向融合塊的中央區域延伸。成骨傳導過程中，成骨細胞創造新生骨，破骨細胞吸收移植物骨。融合成功是指植入的骨塊已被新生骨逐漸替換，連接上下終板。在此期間，初期形成的纖維軟骨逐漸被骨組織取代，成骨細胞進一步分泌骨基質，形成原始骨結構。這一階段的新骨較脆弱，需要避免過度負重，融合器在此時仍相當重要。
- 重塑期
- 時間：術後數月到數年
- 特徵：在融合塊周圍形成外周皮質邊緣，伴隨骨髓活動增加和次生海綿骨的形成。骨小梁延伸到融合塊的中央，骨組織不斷重塑，逐漸變得更強壯和穩定。破骨細胞和成骨細胞協同作用，將初期生成的編織骨轉換為成熟的層狀骨，增加其機械強度。重塑期通常在1年內完成。
理想的植骨
理想的植骨理論上必須具備成骨的三要素：
要有建築工人（Osteogenesis）：成骨過程中需要有成骨細胞的存在才能產生新骨。成骨細胞的功能被比喻為建築工人，沒有建築工人就蓋不了新大樓。
要有鷹架（Osteoconduction）：成骨過程中，建築工人需要鷹架才能到達施工的樓層。
要有設計圖紙（Osteoinduction）：成骨過程中需要生長因子將來自幹細胞的間質細胞（Mesenchymal Cell）轉化為成骨細胞，這是成骨過程中的關鍵步驟。
五種常見的植骨材料
1.自體骨
病人自己的骨頭，被視為植骨的黃金標準，因為它具備成骨的三要素：骨生成（Osteogenesis）、成骨傳導（Osteoconduction）和成骨誘導（Osteoinduction）三種作用。然而，儘管自體骨效果良好，取骨後的疼痛以及自體骨量不足等問題仍是臨床手術上的挑戰。基本上可以從兩處取得
- 手術區域的局部碎骨廢物利用：局部碎骨是脊椎手術中最常使用的自體骨來源。在脊椎減壓術過程中，醫生會移除增生的骨刺及部分骨組織。這些局部碎骨經過即時處理後，變成自體骨碎片，可以作為植骨使用。其優點是每次手術都會產生局部碎骨，取得方便。然而，局部碎骨的質量和數量難以掌控，因為每個病人的骨刺大小和骨質疏鬆程度不同，導致每個手術中獲得的碎骨品質不盡相同，數量也常常不足。
- 骨盆的髂骨上嵴：髂骨上嵴是造骨和刺激骨生長效果最好的植骨來源之一。髂骨上嵴取自骨盆的外側上緣。取自髂骨的骨頭富含幹細胞，這些幹細胞在身體組織中會分化成造骨細胞，直接生長成新生骨頭，這個過程稱為骨質新生（osteogenesis）。使用髂骨上嵴的優點是骨生長能力強且取得方便。然而，這需要在手術部位外另開傷口，破壞部分髂骨，並且術後取骨部位會有數個月的疼痛。而多一個取骨處，多一個傷口，多一個疼痛，也可能有相應的手術風險如感染、併發症等
2.異體骨
捐贈後經過處理的同種異體骨也是一個良好的植骨選擇，因為同為人骨，它具備極佳的骨傳導作用。然而，因經過處理，異體已不含任何活細胞成分，因此本身不具生長能力。異體骨只能提供骨生長的結構，讓受贈者自己的骨頭在其上生長，這個過程稱為骨傳導（Osteoconduction）。整體來說異體骨是很好的移植骨材料。然而，異體骨雖經過滅菌和儲存等處理過程，仍有一定的感染風險。
3.合成人工骨：最廣泛使用的骨骼填充材料
合成人工骨是目前最廣泛使用的骨骼填充材料（Bone Substitute）。其主要成分是有硫酸鈣(Calcium sulphate)、三鈣磷酸鹽(tricalcium phosphate, TCP)或氫氧基磷灰石(hydroxyapatite, HA)，由於成分與骨頭相似且具有孔隙結構，能夠提不錯的骨傳導作用。且沒有傳染性疾病的疑慮。人工骨的最大優點是價格低廉，但大範圍時成功率偏低是其最大的致命傷。而人工骨替代物是目前唯一由健保給付的移植骨，但需在術前申請核准後才能使用。如果健保申請未獲核准但手術仍需使用人工骨，每5毫升的成本大約為5000至7000元
4.去礦化骨基質（DBM）：融合手術中使用的骨生長因子
DBM是由捐贈者的骨頭(異體骨)經篩檢和去礦化(移除硬骨)處理後，留下的富含有機物質（bone matrix）的部分。這些有機物質中包含多種骨生成蛋白（Bone Morphogenetic Proteins, BMP）和膠原纖維（Collagen Fiber），能夠活化和促進造骨細胞的增生，增加血管新生，從而促進骨頭的生長。台灣醫師通常所稱的具有生長因子的骨粉，正是指DBM。
DBM的臨床應用已超過30年。DBM具備骨傳導和骨誘導功能，這使其在脊椎融合手術中成為自體骨的有效替代品。許多研究指出，在脊椎融合手術中使用DBM可以逼近與自體骨相同的骨融合效果。然而，DBM目前不屬於健保給付範圍，因此價格較為昂貴，每1毫升需自費約30,000元。一般脊椎手術可能大約需要使用2-3毫升的DBM
5.重組人類骨形態發生蛋白-2 (BMP-2)
DBM裡面曾幫助融合很重要的其中一個成份被發現是BMP-2, BMP-2是一種由人體產生的蛋白質，能夠促進骨頭的生長和修復。在過去的五十年中，研究人員發現BMP-2具有強大的成骨誘導能力，除了能刺激骨細胞的生成，還能幫助新骨形成。通過基因重組技術，製造出重組人類BMP-2（rhBMP-2）。然而，有報告指出，使用BMP-2可能不只會幫助骨癒合，卻也可能同時引發骨的異常生長過量、局部發炎反應以及其他併發症。也是因為其報告的併發症案例越來越多，很多國家與醫師已經停止或限制其在脊椎融合手術上的使用。
