椎体后凸成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折

郑永浩 刘保健 李元贞 胡 翔 辛 亮

(甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000)

骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)是老年人腰背部疼痛的常见原因，65岁以上老年人约27%患有OVCF〔1〕。其与外伤性椎体骨折有质的区别,OVCF被认为是病理性骨折，非手术治疗可能导致持续的背部慢性疼痛、脊柱失稳、功能限制、长期制动、生活质量恶化、骨密度下降、肌肉萎缩、情绪障碍、抑郁综合征和高死亡率〔2〕。同时老年患者常合并内科疾患,手术耐受能力下降,内固定治疗手术时间较长,术后容易出现内植物松动、脱出，失去手术的价值。而经皮椎体后凸成形术(PKP)是一种新型微创技术，在缓解疼痛的同时能明显矫正椎体后凸畸形及稳定椎体〔3,4〕。本文对OVCF患者概况、PKP发展现状、手术适应证及禁忌证的选择、填充材料的选择、骨水泥的渗漏分析、并发症等方面进行综述。

1 OVCF患者的概况

随着老年人身体功能及生活自理能力下降，OVCF发生率也会增加，由此产生的医疗费用增加可能导致严重的社会经济损失〔5〕。在世界上，OVCF造成的经济负担比几乎每个国家的通货膨胀率都要大得多〔6〕。

2 PKP发展现状

PKP也经历着历史沿革，Galibert等〔7〕首先开展经皮椎体成形术(PVP)，最初的应用是C2椎体血管瘤。此方法被证明有效后被逐渐扩大应用于脊椎转移瘤及溶骨性椎体瘤，然后又应用到OVCF患者。Lieberman等〔8〕在PVP的基础上，率先设计了可膨胀性气囊(IBT)的设想，即PKP。Garfin等〔9〕应用PKP技术治疗OVCF，并取得满意效果。1998年PKP得到美国FDA批准应用于临床。Watts等〔10〕将PKP运用于临床，离体测试及临床初步应用的结果证明PKP在缓解患者疼痛的同时，还可以矫正椎体后凸畸形，增加病椎稳定性，并且手术完全性高。然而《新英格兰医学杂志》发表了两项随机对照试验结果，对术后6个月的患者随访中发现PVP组和假手术组在疼痛和功能方面无差异〔11,12〕。不过，这些研究因为纳入标准和其他方法论问题已被广泛批评〔13〕。

3 PKP的适应证、禁忌证及时机选择

有学者认为骨折后10 d之内就应该进行〔14〕，也有学者认为骨折后3个月内进行PKP治疗亦能产生较满意疗效〔15〕。近10年来，更多的学者认为一旦明确为OVCF，不需等待保守治疗效果，应尽早进行PKP。PKP治疗症状性OVCF已得到广泛认同,有效降低患者痛苦〔16〕。PKP通常应用于OVCF无神经系统合并损伤，病椎至少保持原椎体的1/3高度，胸椎压缩高度在50%以内，腰椎压缩高度不大于75%；保守治疗4 w疼痛仍明显及长期卧床可造成诸多并发症患者；绝对禁忌证〔17〕包括感染性椎体病变或存在全身性感染;椎体向后移位>30%或椎体后壁溶骨性病变(神经压迫的风险)；脊椎完全塌陷等。相对禁忌证包括：碘过敏患者、凝血功能障碍、成骨性转移性肿瘤者等。

4 骨水泥的选择

4.1磷酸钙(CPC)骨水泥 CPC是最近30年发展起来的一类新型填充材料，主要是两种不同的CPC盐在无水环境下发生沉淀反应形成的羟磷灰石结晶〔18〕。具有良好的组织相容性，尽管价格偏贵，在椎体成形技术开发骨水泥的选择时，被作为替代聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的解决方案，因为PMMA在作为填充材料的长期临床应用中仍存在相当大的疑问。尽管许多研究〔19,20〕报道也证实了CPC骨水泥的优势，然而，临床研究〔21,22〕表明CPC因透视下不显影及结晶速度快成为很难应用的原因，此外，骨吸收的不可预测性，生物力学性能未达到理想状态，会导致二次损伤修正。

4.2PMMA PMMA从20世纪40年代开始用于骨科领域，尽管新的生物材料的发展和普及，PMMA仍是最受欢迎的填充物。其优点在于良好的生物力学强度和刚度、易于灌注、相对便宜的价格，然而，其组织相容性差的缺点也备受抨击〔23～25〕。PKP术后疼痛缓解是通过骨水泥的机械支撑和增强稳定性实现的。PMMA作为半固体混合物，其单体聚合反应的热损伤及神经毒性作用也有助于缓解疼痛〔26〕。PMMA对骨质疏松性骨组织及骨折修复影响的争论从来没有停止过〔27〕。

5 骨水泥的注入量与分布

利用PKP治疗OVCF的目的是为了稳定骨折椎体，防止骨折椎体进一步塌陷，提供力学稳定和生物学上诱导骨折愈合的环境。Molloy等〔28〕研究表明，病椎强化后椎体硬度的增加和骨水泥注入量相关性较小，骨水泥达到合适量后，额外增加注入量反而易引起渗漏问题。有学者〔4〕也认为低剂量骨水泥是避免骨水泥渗漏的关键。Berlemann等〔29〕利用功能脊柱单元有限元法显示注入骨水泥会引起邻近椎体的载荷强度下降，越多的骨水泥注入量更会导致椎体骨折的载荷越低。生物力学平衡主要取决于骨水泥分布状态,当单侧椎弓根穿刺骨水泥注入越过中线，两侧刚度相对增加，在生物力学上达到应力平衡〔30〕。Steinmann等〔31〕研究发现，PKP在恢复椎体高度及生物力学特性方面单侧与双侧扩张效果无明显差异。

6 对邻近节段生物力学的影响

Lazáry等〔32〕研究表明椎体填充材料如PMMA可以促进髓核细胞变性，并增加新的椎体骨折风险。塌陷椎体高度的增加，增加了周围软组织的张力，可使其他脊椎、尤其是相邻椎体的负荷增加〔3〕。但Villarraga等〔33〕通过模拟PKP术后邻近椎体的生物力学改变，发现椎体强化对术后邻近节段生物力学改变不大，认为可能是骨的自然衰老过程引发的后继骨折，而和椎体强化干预无关。Ananthakrishnan等〔34〕大量试验研究也证实了上述观点。

7 PKP的常见并发症

PKP术后并发症发生率约1.1%，其中0.75%为神经系统并发症，尤其是骨水泥的渗漏问题〔35，36〕。小剂量骨水泥渗漏通常不会引起临床症状，不需要治疗或只需对症治疗〔37,38〕。骨水泥黏度也是减少骨水泥渗漏的重要因素,高黏度水泥可以降低骨水泥泄漏率〔39〕。建议术中在呈糨糊样的拉丝状时灌注骨水泥，并且推注压力不可过大。Movrin等〔40〕认为椎体壁的完整性、骨水泥的高黏度、骨水泥注入量及球囊位置的准确度均是降低骨水泥渗漏的因素。

Anselmetti等〔41〕报道椎体成形术后局部疼痛发生率为4%～23.4%，考虑是因为骨水泥注入致椎体内压增加，或骨水泥材料引起的局部炎症反应或强化椎体骨组织的局部缺血坏死所致。Patel等〔42〕认为术后疼痛加重可能与PMMA注入椎体内发生聚合反应,产生热学损伤，灼伤邻近组织和神经根或骨水泥渗漏刺激甚至压迫神经脊髓有关。少数患者在行PKP后局部疼痛加重，通常是自限性的，使用镇痛药或非甾体类抗炎药物一般可以缓解，如果疼痛加重，需要继续住院观察治疗。术后约25%的患者可能发生骨水泥肺栓子，但绝大多数情况下是无临床症状的〔43〕。Nooh等〔44〕建议术后应密切监测患者，对有症状的患者必须给予完整的心肺检查。此外,一次性同时治疗多个椎体引起骨水泥渗漏风险增高等因素也有关联〔45〕。

8 影响PKP临床疗效的其他因素

Yoo等〔46〕对244例行椎体成形术的患者进行为期5年的随访，研究发现骨密度是影响术后继发骨折最重要的因素,骨密度低的患者更倾向发生术后再骨折，抗骨质疏松的干预措施可以明显降低再骨折发生率。同时，Berleman等〔29〕研究认为手术强化椎体数目是引起术后非手术椎体再骨折的重要因素，强化椎体数目越多，对术后整个脊柱负荷的影响越大。近年来研究发现长期使用糖皮质激素的绝经后女性中约37%会出现无症状性椎体骨折〔47〕。糖皮质激素的使用会抑制成骨细胞生成，加速骨凋亡，同时抑制雌激素水平，降低钙磷沉积，加速了骨质疏松进程〔48〕。

综上，PKP已成为治疗OVCF的重要方法之一，具有手术创伤小、疼痛缓解明显、安全性高、住院时间短及提高生活质量的优势〔49,50〕。PKP技术自用以来，虽然已有初步的临床报道，但仍存在许多有待解决的问题。在基础研究方面，目前国内外关于PKP术后的生物力学研究多为体外实验，虽然检测结果与人体相近，但术后负重条件下骨水泥与骨组织的生物结合程度及其生物活性仍无定论。在临床研究方面，已有大量关于PKP效果良好的文献报道，但术后缺乏明确统一的评判标准，也无严格的随机对照实验研究，并且长期随访资料不完善。同时与注射有关的冲击的理论风险也待进一步研究。因此，探讨和规范术前分级及术后疗效评价标准是完善PKP临床科研方法学的依据。在填充材料方面，PMMA替代材料的开发和研究已取得可喜的进展，如CPC等生物型材料应用于临床，具有良好的可生物降解性和组织相容性，但其生物力学性能尚不理想。随着研究的不断深入，材料工程的日趋成熟，PKP结合可吸收骨水泥可在OVCF及其他椎体病变的微创治疗领域中得到迅速推广和应用。

1Bonnick SL.Osteoporosis in men and women〔J〕.Clin Cornerstone,2006;8(1):28-39.

2Tan HY,Wang LM,Zhao L,etal.A prospective study of percutaneous vertebroplasty for chronic painful osteoporotic vertebral compression fracture 〔J〕.Pain Res Manag,2015;20(1):e8-11.

3Wang H,Sribastav SS,Ye F,etal.Comparison of percutaneous vertebroplasty and balloon kyphoplasty for the treatment of single level vertebral compression fractures:a meta-analysis of the literature 〔J〕.Pain Physician,2015;18(3):209-22.

4张子玉,曹立新,范桂红,等.PKP不同剂量骨水泥注入治疗骨质疏松性脊柱压缩性骨折首发病例的疗效〔J〕.中国老年学杂志,2015;35(10):2757-8.

5Yoon HK,Park C,Jang S,etal.Incidence and mortality following hip fracture in Korea〔J〕.J Korean Med Sci,2011;26:1087-92.

6Cummings SR,Melton LJ.Epidemiology and outcomes of osteoporotic fractures〔J〕.Lancet,2002;359(9319):1761-7.

7Galibert P,Deramond H,Rosat P,etal.Preliminary note on the treatment of vertebral angioma by percutaneous acrylic vertebroplasty〔J〕.Neurochirurgie,1987;33(2):166-8.

8Lieberman IH,Dudencey S,Reinhardt MK,etal.Initial outcome and efficacy of "kyphoplasty" in the treatment of painful osteoporotic vertebral compression fractures〔J〕.Spine,2001;26(14):1631-8.

9Garfin SR,Yuan HA,Reiley MA.New technologies in spine:kyphoplasty and vertebroplasty for the treatment of painfulosteoporotic compression fractures〔J〕.Spine,2001;26(14):1511-5.

10Watts NB，Harris ST，Genant HK.Treatment of painful osteoporotic vertebral fractures with percutaneous vertebroplasty or kyphoplasty〔J〕.Osteoporos Int,2001;12(6):429-37.

11Buchbinder R,Osborne RH,Ebeling PR,etal.A randomized trial of vertebroplasty for painful osteoporotic vertebral fractures〔J〕.N Engl J Med,2009;361(5):557-68.

12Kallmes DF,Comstock BA,Heagerty PJ,etal.A randomized trial of vertebroplasty for osteoporotic spinal fractures〔J〕.N Engl J Med,2009;361(6):569-79.

13Clark W,Lyon S,Burnes J.Trials of vertebroplasty for vertebral fractures〔J〕.N Engl J Med,2009;361(21):2097-8.

14Hardouin F,Fayada P,Leclet H,etal.Kyphoplasty〔J〕.Jiont Bone Spine,2002;69(3):256-61.

15Zou J,Mei X,Gan M,etal.Is kyphoplasty reliable for osteoporotic vertebral compression fracture with vertebral wall deficiency〔J〕?Injury,2010;41(4):360-4.

16Eck JC,Nachtigall D,Humphreys SC,etal.Comparison of vertebroplasty and balloon kyphoplasty for treatment of vertebral compression fracures:a meta-analysis of the literature〔J〕.Spine J,2008;8(3):488-97.

17Teyssedou S,Saget M,Pries P.Kyphopasty and vertebroplasty 〔J〕.Orthop Traumatol Surg Res,2014;100(1 Suppl):S169-79.

18Cunin G,Boissonnet H,Petite H,etal.Experimental vertebroplasty using osteoconductive granular materia1〔J〕.Spine,2000;25(9):1070-6.

19Maestretti G,Cremer C,Otten P,etal.Prospective study of standalone balloon kyphoplasty with calcium phosphate cement augmentation in traumatic fractures〔J〕.Eur Spine J,2007;16(5):601-10.

20Grafe IA,Baier M,Nöldge G,etal.Calcium-phosphate and polymethylmethacrylate cement in long-term outcome after kyphoplasty of painful osteoporotic vertebral fractures〔J〕.Spine,2008;33(11):1284-90.

21Heo DH,Chin DK,Yoon YS,etal.Recollapse of previous vertebral compression fracture after percutaneous vertebroplasty〔J〕.Osteoporos Int,2009;20(3):473-80.

22Ryu KS,Shim JH,Heo HY.Therapeutic efficacy of injectable calcium phosphate cement in osteoporotic vertebral compression fractures:prospective nonrandomized controlled study at 6-month follow-up〔J〕.World Neurosurg,2010;73(4):408-11.

23Xie L,Zhao ZG,Zhang SU,etal.Percutaneous vertebroplasty versus conservative treatment for osteoporotic vertebral compression fractures:an updated meta-analysis of prospective randomized controlled trials〔J〕.Int J Surg,2017;47:25-32.

24Rousing R,Andersen MO,Jespersen SM,etal.Percutaneous vertebroplasty compared to conservative treatment in patients with painful acute or subacute osteoporotic vertebral fractures:three-months follow-up in a clinical randomized study〔J〕.Spine,2009;34(13):1349-54.

25Chen LH,Lai PL,Chen WJ.Current status of vertebroplasty for osteoporotic compression fracture〔J〕.Chang Gung Med J,2011;34(13):352-9.

26Lane JM,Johnson CE,Khan SN,etal.Minimally invasive options for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures〔J〕.Orthop Clin North Am,2002;33(2):431-8.

27Mukherjee S,Lee YP.Current concepts in the management of vertebral compression fractures〔J〕.Oper Tech Orthop,2011;21(3):251-60.

28Molloy S，Mathis JM，Belkoff SM.The effect of vertebral body percentage 6l% on mechanical behavior during percutaneous vertebroplasty〔J〕.Spine,2003;28(14):1549-54.

29Berlemann U,Ferguson SJ,Nolte LP,etal.Adjacent vertebral failure after VP.A biomechanical in vestigation〔J〕.J Bone Joint Surg(Br),2002;84(5):748-52.

30Li H,Yang L,Tang J,etal.An MRI-based feasibility study of unilateral percutaneous vertebroplasty 〔J〕.BMC Musculoskelet Disord,2015;16:162-8.

31Steinmann J,Tingey CT,Cruz G,etal.Biomechanical comparison of unipedicular versus bipedicular kyphoplasty〔J〕.Spine,2005;30(2):201-5.

32Lazáry A,Speer G,Varga PP,etal.Effect of vertebroplasty filler materials on viability and gene expression of human nucleus pulposus cells〔J〕.J Orthop Res,2008;26(5):601-7.

33Villarraga ML,Bellezza AJ,Hanigan TP,etal.The biomechanical effects of kyphoplasty on treated and adjacent nontreated vertebral bodies〔J〕.J Spinal Disord Tech,2005;18(1):84-91.

34Ananthakrishnan D,Berven S,Deviren V,etal.The effect on anterior column loading due to different vertebral augmentation techniques〔J〕.Clin Biomech(Bristol,Avon),2005;20(1):25-31.

35Yang T,Liu S,Lv X,etal.Balloon kyphoplasty for acute osteoporotic compression fractures〔J〕.Interv Neuroradiol,2010;16(1):65-70.

36Bula P,Lein T,Strassberger C,etal.Balloon kyphoplasty in the treatment of osteoporotic vertebral fractures:indications-treatment strategy-complications〔J〕.Z Orthop Unfall,2010;148(6):646-56.

37Prokop A,Dolezych R,Chmielnicki M.Kyphoplasty in the treatment of osteoporotic spine fractures-experience with 1069 cases〔J〕.Z Orthop Unfall,2014;152(4):315-8.

38Walter J,Haciyakupoglu E,Waschke A,etal.Cement leakage as a possible complication of balloon kyphoplasty-is there a difference between osteoporotic compression fractures(AO type A1)and incomplete burst fractures(AO type A3.1)〔J〕?Acta Neurochir(Wien),2012;154(2):313-9.

39Rapan S,Jovanovic S,Gulan G,etal.Vertebroplasty-high viscosity cement versus low viscosity cement〔J〕.Collegium Antropologicum,2010;34(3):1063-7.

40Movrin I,Vengust R,Komadina R.Adjaeent vertebral fractures after percutaneous vertebral augmentation of osteoporotic vertebral compression fracture：a comparison of balloon kyphoplasty and vertebroplasty 〔J〕.Arch Orthop Trauma Surg,2010;130(9):1157-66.

41Anselmetti GC,Corgnier A,Debernardi F,etal.Treatment of painful compression vertebral fractures with vertebroplasty：results and complications〔J〕.Radiol Med,2005;110(3):262-72.

42Patel AA,Vacealo AR,Martyak GG,etal.Neurologic deficit following percutaneous vertebral stabilization〔J〕.Spine,2007;32(16):1728-34.

43Papanastassiou ID,Filis A,Gerochristou MA,etal.Controversial issues in kyphoplasty and vertebroplasty in osteoporotic vertebral fractures〔J〕.Cancer Control,2014;21(2):151-7.

44Nooh A,Abduljabbar FH,Abduljabbar AH,etal.Pulmonary artery cement embolism after a vertebroplasty 〔J〕.Case Rep Orthop,2015;2015:582769.

45Wang CH,Ma JZ,Zhang CC,etal.Comparison of high-viscosity cement vertebroplasty and balloon kyphoplasty for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures〔J〕.Pain Physician,2015;18(2):E187-94.

46Yoo CM,Park KB,Hwang SH,etal.The analysis of patterns and risk factors of newly developed vertebral compression fractures after percutaneous vertebroplasty〔J〕.J Korean Neurosurg Soc,2012;52(4):339-45.

47Angeli A,Guglielmi G,Dovio A,etal.High prevalence of asymptomatic vertebral fractures in postmenopausal women receiving chronic glucocorticoid therapy:a cross-sectional outpatient study〔J〕.Bone,2006;39(2):253-9.

48Canalis E.Mechanisms of glucocorticoid-induced osteoporosis〔J〕.Curr Opin Rheumatol,2003;15(4):454-7.

49Maestretti G,Sutter P,Monnard E,etal.A prospective study of percutaneous balloon kyphoplasty with calcium phosphate cement in traumatic vertebral fractures:10-year results〔J〕.Eur Spine J,2014;23(6):1354-60.

50Saxena BP,Shah BV,Joshi SP.Outcome of percutaneous balloon kyphoplasty in vertebral compression fractures 〔J〕.Indian J Orthop,2015;49(4):458-64.