Hơn 70 năm qua, kể từ khi những ca mổ hở đầu tiên được thực hiện để chữa bệnh thoát vị đĩa đệm cột sống cổ, phẫu thuật này đã được cải tiến nhiều lần cùng với những tiến bộ khoa học trong lĩnh vực chế tạo các dụng cụ y khoa.

Ban đầu, các bác sĩ áp dụng đường mổ từ phía sau, mô phỏng theo việc mổ thoát vị đĩa đệm cột sống thắt lưng. Tuy nhiên, kĩ thuật này bộc lộ nhiều nhược điểm cơ bản do có sự khác biệt rất lớn giữa cột sống vùng cổ và cột sống vùng thắt lưng. Ở khu vực cột sống cổ, tủy sống chiếm thành phần chính trong ống sống nên khi kéo vén để bộc lộ và lấy khối thoát vị từ phía sau, tủy sống sẽ dễ dàng bị thương tổn dẫn đến yếu, liệt hoặc các biến chứng thần kinh khác. Một số bác sĩ khác nghiên cứu đường mổ từ phía trước. Đường mổ này có khó khăn là phải len lỏi đi qua vùng cổ với hàng loạt các cấu trúc quan trọng như khí quản, thực quản, mạch máu và các dây thần kinh… nhưng nó lại có một ưu điểm cơ bản là đi từ phía trước nên có thể tiếp cận trực tiếp vào khối thoát vị mà không phải kéo vén tủy sống, làm giảm khả năng sang chấn cho tủy sống do cuộc mổ gây ra. Cùng với việc phát minh ra các dụng cụ banh, giữ các cấu trúc ở vùng cổ phía trước, đến nay, chỉ có một số dạng thoát vị đĩa đệm cột sống cổ rất hiếm gặp mới được chỉ định mổ từ phía sau, đại đa số đều được tiến hành mổ từ phía trước.

Trước đây, việc đặt mảnh ghép vào nơi mà đĩa đệm được lấy đi là việc còn có nhiều tranh cãi thì hiện nay, với việc phát minh ra rất nhiều chất liệu để sản xuất mảnh ghép nhân tạo, việc đặt mảnh ghép được thực hiện một cách tự nhiên mà không còn những tranh cãi không cần thiết. Gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ chế tác gốm, kim loại, polyesther… việc đặt các đĩa đệm nhân tạo có thể xoay, cúi, ngửa được cũng đang được áp dụng rộng rãi.

Hơn 70 năm trước, các bác sĩ chỉ có thể dùng mắt thường để mổ cho nên đường mổ thường là phải đi theo chiều dọc hoặc hình chữ Z để tạo đủ độ rộng của phẫu trường cho bác sĩ thao tác. Từ thập kỉ 70 của thế kỉ 20, kính hiển vi bắt đầu được đưa vào sử dụng trong phẫu thuật. Cho đến nay, việc sử dụng vi phẫu thuật trong mổ thoát vị đĩa đệm cột sống cổ đã trở nên quen thuộc với hầu hết các phẫu thuật viên, đến mức mà một số phẫu thuật viên không sử dụng kính hiển vi phẫu thuật để mổ thoát vị đĩa đệm cột sống cổ không dám lên tiếng trong các hội thảo chính thống về lĩnh vực này. Việc sử dụng kính hiển vi phẫu thuật đã làm thay đổi sâu sắc toàn bộ công nghệ điều trị phẫu thuật đối với thoát vị đĩa đệm cột sống cổ. Đường mổ được rạch ngang, chỉ rạch hình chữ Z khi có quá nhiều đĩa đệm được mổ cùng lúc. Như vậy về mặt thẩm mĩ sẽ có nhiều lợi thế, đa số người bệnh không còn bị mặc cảm khi mọi người cứ săm soi vào cái cổ của mình. Ngoài ra, do việc giảm đi chiều dài và độ rộng của vết mổ, khả năng gây thương tổn cho các cấu trúc lân cận vùng mổ như khí quản, thực quản, mạch máu và các dây thần kinh giảm đi. Với ưu thế về khả năng chiếu sáng và phóng đại của kính hiển vi phẫu thuật, cùng với sự phát triển của các thế hệ khoan mài cao tốc ngày càng nhanh, ngày càng êm và ngày càng nhỏ, gọn, nhẹ, việc xử lí các chồi xương hoặc dây chằng vùng khối thoát vị bị cốt hóa trở nên dễ dàng hơn. Đồng thời với những tiến bộ trên, sự tiến bộ trong công nghiệp chế tạo các hệ thống nẹp vít cố định cột sống cổ lối trước, số đĩa đệm có thể mổ cùng một lúc bằng đường mổ phía trước ngày càng nhiều.

Hiện nay, đa số các phẫu thuật viên đều áp dụng một qui trình chuẩn cho mổ thoát vị đĩa đệm cột sống cổ.

Bệnh nhân được gây mê toàn thân, đặt nằm ngửa trên bàn mổ với cổ hơi ngửa. Da được rạch ở một bên cổ tùy theo thói quen và tay thuận của phẫu thuật viên. Da được rạch ngang, trong trường hợp mổ 3 hoặc 4 đĩa đệm cùng một lúc có thể phải rạch da hình chữ Z. Các lớp màng gân (gọi là cân cơ) ở cổ được tách ra theo chiều dọc để không phải cắt ngang qua các cơ vùng cổ. Các dây thần kinh và mạch máu được bóc tách và đẩy ra ngoài hoặc vào trong, khí quản và thực quản cũng được tách sang một bên. Mặt trước cột sống cổ được bộc lộ và banh ra bằng các dụng cụ chuyên biệt, được đánh dấu, sau đó chỗ đánh dấu được chụp XQuang bằng một loại máy chiếu gọi là C-arm (cánh tay hình chữ C) để xác định chính xác vị trí cần mổ. Sau khi xác định đúng vị trí cần mổ, kính hiển vi phẫu thuật được đưa vào và bác sĩ bắt đầu nhìn vào kính để mổ. Toàn bộ dây chằng, sụn và nhân nhầy xơ hóa của đĩa đệm bị bệnh được lấy ra. Đến đây thì bác sĩ sẽ tăng độ phóng đại của kính hiển vi phẫu thuật nhằm tìm ra chỗ dây chằng dọc sau bị xé rách để từ đó lấy ra được các mảnh vỡ của khối thoát vị. Khoan mài cao tốc với mũi khoan kim cương được sử dụng để mài đi các chồi xương, giải phóng tủy sống. Sau khi kiểm tra thấy tủy sống và các dây thần kinh đã được giải phóng, các đầu xương sẽ được làm sạch để tăng độ liền xương cho mảnh ghép. Một mảnh ghép nhân tạo được đặt vào chỗ mà đĩa đệm mới được lấy đi. Sau đó, bề mặt của mặt trước cột sống cổ được làm sạch và làm phẳng và một nẹp cột sống cổ được đặt lên mặt trước cột sống và cố định bằng các vít bắt vào các đốt sống ở hai đầu trên và dưới của mảnh ghép. Vết mổ được kiểm tra, cầm máu và đóng lại.

Trước đây người ta còn bàn tán về việc có hay không có đặt mảnh ghép. Thực tế đã chứng minh nếu không đặt mảnh ghép, chiều cao khoảng giữa các đốt sống bị sụp xuống, lỗ liên hợp bị hẹp lại, đồng thời các dây chằng bị cuộn lại, phồng lên và tạo ra một khối chèn ép mới chèn vào tủy hoặc dây thần kinh. Hiện nay, gần như không còn bác sĩ nào chủ trương không đặt mảnh ghép nữa.

Lúc đầu, người ta lấy xương chậu để làm mảnh ghép. Mảnh ghép lấy từ xương chậu của chính người bệnh được gọi là mảnh ghép tự thân, về mặt miễn dịch nó là tốt nhất. Tuy nhiên, hàng loạt vấn đề nảy sinh sau đó. Chất lượng của mảnh xương ghép chỉ tốt khi người bệnh không có loãng xương và các bệnh mãn tính khác. Đồng thời, kĩ thuật và dụng cụ lấy mảnh ghép cũng quyết định chất lượng của mảnh ghép. Nếu có được loại cưa lưỡi kép cưa hai rãnh một lúc và có nhiều lưỡi với nhiều kích cỡ khác nhau của mảnh ghép thì chất lượng mảnh ghép có thể được đảm bảo, và như vậy thì chi phí sẽ tăng cao hơn cả việc sử dụng mảnh ghép nhân tạo. Ngoài ra, những vấn đề liên quan đến chỗ lấy mảnh ghép cũng đóng một vai trò quan trọng. Nhiễm trùng, đau, hoại tử da, thương tổn thần kinh và mạch máu… làm cho các bác sĩ luôn e ngại khi lấy xương chậu làm mảnh ghép cho chỗ lấy đi đĩa đệm cột sống cổ. Các mảnh ghép đồng loài (lấy từ người khác) hoặc dị loài (lấy từ động vật khác) cũng đã được thử nghiệm, một số cho kết quả tốt, số khác cho thấy vấn đề về miễn dịch mà người ta thường lo ngại là có thật. Xu hướng hiện nay người ta dùng các vật liệu nhân tạo (titanium hoặc peek) không có khả năng kích ứng đối với cơ thể làm thành một cái khung bên trong có thể nhồi các xương ghép (xương tự thân hoặc xương nhân tạo) để làm cầu nối cho xương của người bệnh mọc ra, nối liền hai đốt sống được cố định.

Việc ghép xương và cố định, hàn các đốt sống lại với nhau có ưu điểm là bất động tốt, khu vực mổ không còn bị viêm hay tạo thành khớp giả gây đau. Tuy nhiên, do có một hoặc vài khớp của cột sống cổ bị hàn cứng, lực tác động lên cột sống khi người bệnh cúi, ngửa, nghiêng, xoay cổ sẽ tăng lên ở khu vực các đĩa đệm kế cận với chỗ được hàn cứng, từ đó, khả năng xảy ra thoát vị thêm nữa là khá cao.

Sau cuộc mổ thoát vị đĩa đệm cột sống cổ đường trước, người bệnh thường bị đau khi nuốt. Nếu chịu khó uống nước, nói chuyện, tập nuốt thì sau 4 – 5 ngày đau giảm đi nhiều. Trong trường hợp đặt mảnh ghép và cố định nẹp vít cột sống cổ, người bệnh phải mang nẹp cổ cứng từ 3 đấn 6 tuần. Nẹp cổ thường làm cho người bệnh khó chịu do cấn vào hàm, vào vai, xương đòn gây đau. Ngoài ra sau vài ngày đầu mang nẹp cổ cứng, người bệnh có cảm giác mỏi và cứng gáy và hai vai. Cảm giác này ngày càng tăng cho đến khi bỏ nẹp cổ và tập cúi ngửa nghiêng cổ vài ngày mới giảm và sau đó khoảng 6 tuần mới có thể hết mỏi và đau nếu tích cực tập luyện.