齿状突的发育和解剖
(一)齿状突的发育
齿状突的胚胎发育及二次骨化中心的形成是一个十分复杂的过程。齿状突是由两个骨化中心合成发育的,它们于胚胎期的第5个月形成,约在出生后3个月时会合。这些骨化中心被齿状突中心软骨结合并与椎体的初级骨化中心隔离开来,该软骨结合生长缓慢,决定着齿状突和枢椎椎体的高度。Eweld认为尖、体连接部是结合软骨而不是骺软骨,这就是说,两者之间没有可资运动的软骨关节,很明显尖、体部的软骨结合位置低于成人齿状突Ⅱ型骨折的部位。小儿3~6岁时,齿状突和体部融合;亦可见少数横行软骨联合存在直到11岁。Wollin将这些横行的软骨联合描述成第1、第2颈椎间残留的椎间盘组织。齿状突尖部的软骨骺(也称终端小骨)是最后骨化的区域。终端小骨是次级骨化中心,通常出现在3岁左右,在8~10岁时形成齿状突近端骨骺,13岁之前与齿状突的其余部分融合。但也有稍晚者,其临床意义不大,只不过是一种骨骺组织的残留现象,除终端小骨外,其余所有骨化通常在7岁前完成。
近年来,分子生物学研究的发现促进了学者们对寰枢椎胚胎发育的认识,从而有助于加深对该部位复杂解剖的认识。动物模型研究显示,齿状突和枢椎椎体的融合与Pax-1基因的表达下调相一致。另外,含同源框的Hoxd-3基因中存在断裂的小鼠,表现为齿状突缺失和枢椎上凹。除此之外,还有包括寰枕融合的寰椎畸形,其枢椎呈现为“寰椎”样外观,失去木钉形状的齿状突,形成类似寰椎的环状结构。
(二)齿状突的解剖
1.齿状突的血液供应 齿状突的血液供应来源十分广泛,主要源自三组动脉:①成对的前后升动脉,它们在C2~3椎间水平从椎动脉发出上行而形成;②一对横动脉,在咽后裂隙由咽升动脉发出上行而形成;③越过舌下神经管的咽升动脉分支。这些动脉给齿状突提供了一个丰富且相互吻合的血管网。
每条前升动脉均从椎动脉的前内侧面发出上行,发出后穿过C2~C3间的神经孔和颈长肌,穿过副韧带后到达齿状突的基底处而互相吻合,并通过滋养孔供应枢椎前面和齿状突尖部的血液供应。后升动脉自椎动脉的后内侧面发出,越过枢椎椎弓根和椎体的连接部,并且发出内侧支到覆膜,一旦穿过翼状韧带的后缘就只剩下终末支。其中一支在翼状韧带上方与口侧的前升动脉形成吻合支,其余供应齿状突尖部的血液供应,并且与对侧的动脉形成吻合支。(https://www.daowen.com)
颈外动脉还通过位于咽后部裂隙的横动脉向齿状突提供血液供应,这些横动脉是咽升动脉在进入颅骨之前发出的小分支,它们在齿状突基底外侧与前升动脉形成吻合支,咽升动脉还通过后方水平动脉提供少量血液供应。这些血管穿出枕骨髁的舌下神经孔进入颅内后加入顶部血管网,咽升动脉最终形成2~4条分支进入颅底。
齿状突骨折,特别是那些位于颈部的(即Ⅱ型齿状突骨折),不容易愈合。以前认为,齿状突存在血液供应的分水岭而影响骨愈合。然而血管灌注研究显示,齿状突具有丰富的吻合血管网。尽管理论上认为,经颈的齿状突骨折会破坏升动脉,但在人体内未得到证实。
2.齿状突的韧带 齿状突和相应的韧带结构是维持和稳定寰、枢关节的重要结构,后部的稳定主要是由寰椎侧块和枢椎上关节面来维持,而前部的稳定由一系列韧带来维系。和其他颈椎节段相比,寰、枢椎侧方关节更近水平,这种结构能提供更多的旋转功能。维系寰枢关节稳定的主要韧带有寰椎横韧带、翼状韧带和齿尖韧带。韧带分为2组:主要稳定结构和次要稳定结构。主要稳定结构是寰椎横韧带,呈一张力带结构,附着于寰椎侧块前内侧缘的结节上,于齿状突基底部环绕通过,并与之形成滑囊关节,限制C1在C2上的屈曲和向前移位。由于横韧带水平齿状突略呈蜂腰状,因此,寰椎前弓、齿状突、横韧带形成一个“纽襻”样结构。横韧带是身体中最坚韧的韧带之一,完好时限制枢椎对寰椎的移动。Fielding研究认为正常情况下,齿状突前后移位在成人不超过3mm,在儿童则为4~5mm,且此时移动在横韧带的弹性储备范围内,不会发生横韧带断裂。次要稳定结构包括齿尖韧带、翼状韧带、副韧带。这三组韧带中,仅翼状韧带有限制寰椎前脱位的重要作用。翼状韧带起于枕骨髁中份止于齿状突顶点,其对称地附着在齿状突上部的两侧,下部连于寰椎,同时限制枕骨-C1~C2复合结构的轴向旋转和侧屈,覆膜则限制伸展。翼状韧带比横韧带更富有弹性,但在横韧带断裂后,翼状韧带限制寰椎移位的能力有限。齿尖韧带连接齿状突的尖部和枕骨大孔的前缘,对寰枕稳定仅有微小的作用,对寰枢稳定则没有作用。
3.解剖学和生物力学的相关问题 枕颈部的连接和寰枢复合结构是上颈椎的功能组成部分,该部位被认为是连接头颅和脊柱的过渡区。头颅的重量通过枕骨髁和寰椎侧块转移到枢椎侧块,大部分重量从这里向前转移至枢椎椎体,并沿着脊柱各椎体向下传导。寰枢关节适于旋转,承担了头部50%的旋转功能。寰椎作为过渡椎体,它与枕骨髁咬合的上关节面是杯形的,在此水平的运动主要是屈曲和伸展,几乎没有旋转和平移。在寰枕及寰枢之间没有椎间盘,齿状突和寰椎紧密地并列有利于寰椎在枢椎上的旋转。寰椎和枢椎侧块的关节面在矢状面上具有易于运动的球面倾向。此外,这些关节面自外下向内上扩展,当寰椎在枢椎上旋转时,此扩展部使它们之间产生螺旋形运动,这样在翼状韧带拉紧之前,比纯水平的关节面允许更多的移动。与寰枢关节的下部分不同,扩展部没有黄韧带,代替它的是不固定的寰枢膜,连接后部结构但不限制运动。另外,该部位宽大的椎管以及局部旋转轴位于脊髓前面,因而,发生显著的旋转时不会损伤脊髓。
寰枢结构的破坏通常会导致寰枢椎不稳。齿状突骨折和横韧带断裂使寰枢椎之间产生移动,造成椎管前后径的减小,使脊髓存在损伤的危险。如果不稳定只是缘于骨性成分的损伤,那么仅用外固定就可能愈合;如果横韧带断裂,则需要通过手术达到骨性融合。