可注射骨水泥强化椎弓根螺钉治疗骨质疏松性胸腰椎爆裂骨折的临床疗效

杨民毅 刘西纺 刘世长 宋宗让 朱伟

（1.西安交通大学医学院附属红会医院神经脊柱康复病区，西安710000；2.西安交通大学医学院附属红会医院脊柱腰椎病区，西安710000；3.陕西中医药大学附属医院脊柱外科病区，陕西咸阳712000）

目前，对于老年人骨质疏松性胸腰段椎体骨折可采用保守治疗和手术治疗。保守治疗因患者需要长时间卧床，易发生坠积性肺炎、褥疮、深静脉血栓、便秘和泌尿系感染等并发症[1]，严重者危及患者生命。为减少其并发症，目前临床多采用手术治疗。对于单纯的椎体压缩性骨折来说，经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty,PVP）、经皮椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty,PKP）是目前常用的两种手术治疗方式，其有明显减轻患者疼痛、恢复部分椎体高度、创伤小、恢复快等优点。但严重的压缩骨折或爆裂骨折，特别是有神经症状需要椎管减压的患者，则需要行后路椎弓根内固定术来取得满意的复位和脊柱稳定的维持。对伴有骨质疏松的此类患者来说，由于椎体骨密度减小，骨量下降，造成椎弓根螺钉骨-钉界面强度不够，把持力不足，易发生螺钉的松动、退钉，内固定失效造成远期椎体塌陷、后凸畸形等风险[2，3]。西安交通大学医学院附属红会医院2014年1月至2015年9月采用可注射骨水泥强化椎弓根螺钉内固定治疗骨质疏松性胸腰椎爆裂骨折患者56例，取得满意效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取西安交通大学医学院附属红会医院2014年1月至2015年9月需手术治疗的骨质疏松性胸腰椎爆裂骨折的患者56例。其中男19例，女37例，年龄59～76岁，平均年龄（65.0±6.1）岁；骨密度检查T值为-4.8～-2.5 SD，平均（-3.6±1.2）SD。所有患者均有明确的外伤史，轻者跌倒，重者高处坠落；根据X线、CT、MRI等影像学检查，骨折部位分别为：T12 11例，L1 16例，L2 15例，L3 10例，L4 4例。所有患者均伴有椎体后壁不完整，压缩较为严重。其中21例伴有一侧或双侧下肢神经症状，神经功能ASIA分级：B级3例，C级8例，D级13例，E级32例；合并高血压18例，糖尿病7例，冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）2例。排除标准：病理性骨折；强直性脊柱炎或类风湿疾病伴骨折者；合并严重内科疾病，或全身严重器官功能障碍不能耐受手术者。

1.2 手术方法

患者全身麻醉后，取俯卧位，使用软枕垫体位复位，术前透视定位标记，常规消毒铺巾。以损伤椎体（简称为伤椎）为中心，行后正中切口，逐层切开皮肤、皮下组织、筋膜，剥离肌肉显露伤椎及上下椎体关节突，置钉采用“人字棘”法，分别于上下位椎体两侧拧入合适长度可注射骨水泥空心侧孔螺钉（均为跨伤椎置钉），C型臂X线机下透视满意后，调制骨水泥至拔丝期，通过推杆分别往螺钉注入1.5 ml骨水泥。待水泥凝固后，选择合适长度连接棒，适度撑开复位伤椎，旋紧螺帽。术前具有明显椎管内占位或明显神经压迫症状者行椎管探查减压，如复位后原骨折块恢复，无硬膜囊挤压者可无需减压。完成后安装横连。再次透视，见伤椎复位较好、内固定位置满意、骨水泥分布均匀。冲洗后于伤椎两侧行横突间自体或异体骨植骨。放置引流后逐层缝合，无菌敷料包扎。

1.3 术后处理

术后常规预防感染、活血、消肿、预防血栓等对症治疗，如有神经症状者给予促进神经恢复药物，术后抗骨质疏松治疗。术后2 d床上进行腰背部肌肉及双下肢功能练习，术后5 d可在腰部支具保护下适当下床行走活动。术后腰部支具佩戴3个月，加强腰背部肌肉及下肢功能锻炼，必要者转康复科。出院后嘱患者规律抗骨质疏松治疗，定期门诊随访。

1.4 观察指标

术后7 d、末次随访分别记录患者疼痛视觉模拟评分法（visual analogue scale,VAS）评分、Oswestry功能障碍指数（Oswestry dability index,ODI）评分，末次随访时评价患者神经功能障碍恢复情况（ASIA分级），根据X线、CT检查，测量并计算伤椎前后缘压缩率、后凸Cobb角，观察螺钉有无松动、断裂、脱出。计算公式为：

伤椎前（后）缘压缩率(%)={[伤椎上位椎体前（后）缘高度+伤椎下位椎体前（后）缘高度]/2－伤椎前（后）缘高度}/{[伤椎上位椎体前（后）缘高度+伤椎下位椎体前（后）缘高度]/2}×100%

1.5 统计学方法

采用SPSS19.0软件进行统计学分析。正态分布的计量资料以均数±标准差表示，术前、术后7天及末次随访数据比较采用单因素方差分析，进一步组间两两比较采用配对t检验，神经功能分级比较采用单因素方差分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

所有患者均顺利完成手术，手术时间90～165 min，出血量170～370 ml；减压及置钉过程未发生神经损伤，骨水泥未出现明显渗漏，内固定位置满意。原发疾病未出现加重。

2.2 神经功能恢复情况

所有患者获得12～24个月的随访，平均随访（18±5.8）个月。末次随访时ASIA神经功能分级B级1例，C级1例，D级4例，E级50例。其中3例术前为B级的患者1例仍为B级，1恢复为C级,1例恢复为E级，8例术前为C级的患者2例术后恢复为D级，6例恢复为E级，13例术前为D级的患者中2例仍为D级，11例恢复为E级，32例术前为E级的患者术后仍为E级。末次随访患者神经功能分级较术前恢复较好，差异有统计学意义（F=15.16，P=0.0044；表1）。

表1 术前、末次随访患者ASIA神经功能变化比较

2.3 VASODI评分及影像学指标

患者术后7 d、末次随访VAS评分、ODI评分、伤椎前后缘压缩率、后凸Cobb角均较术前下降（P＜0.05）。患者末次随访上述指标与术后7 d比较，差异均无统计学意义（表2）。末次随访所有患者伤椎及植骨愈合，内固定位置良好，未发现明显的螺钉松动、断裂、伤椎塌陷及后凸畸形加重。

2.4 典型病例

患者女，68岁，T值-3.6 SD，坠落伤致腰1椎体爆裂骨折伴脊髓损伤，双下肢感觉运动伴二便功能障碍，ASIA分级B级，术前影像学资料见图1。术后患者双下肢症状较前明显改善，评估患者神经功能ASIA分级为C级。术后7 d影像学结果见图2A、B。末次随访时患者下肢感觉运动功能恢复，二便功能正常，ASIA分级E级，复查影像学见图2C、D。

3 讨论

图1 典型病例，患者，女，68岁，骨密度检查T值-3.6 SD

骨质疏松症是一种以骨量低下、骨微结构损坏导致骨脆性增加、易发生骨折的退行性疾病，其中骨折易发生在胸、腰部[4]。对于骨质疏松性胸腰椎骨折，目前治疗常选PVP、PKP等手术方式[5，6]，因其创伤小，术后即可减轻胸腰部疼痛，可提供脊柱稳定性，临床上取得良好疗效。但对于椎体爆裂骨折的患者，由于椎体后壁不完整，应用椎体成形术时骨水泥发生向椎管内渗漏的可能性增加，部分患者由于脊柱后凸畸形严重或椎体后缘骨块向椎管内占位，压迫硬脊膜，合并神经功能障碍，除单纯提供脊柱稳定、复位骨折外，需要行椎管减压治疗，PVP或PKP的应用受到限制[7]，需要常规后路椎弓根螺钉内固定术才能获得伤椎满意复位，矫正后凸畸形，同时行减压治疗，缓解神经症状。

由于骨质疏松患者椎体骨量减少，骨密度低下，无法给螺钉提供足够固定强度，容易发生螺钉松动、拔出，造成远期椎体复位高度丢失，内固定失败[8]。尽管通过增加螺钉长度、直径，改变螺纹设计，能在一定程度增加螺钉的稳定性，但对于骨质疏松的椎体其作用效果并不大，且不能提高椎体的抗疲劳能力[9，10]。为了增加骨-钉界面的稳定，研究者通过使用聚甲基丙烯酸甲酯（poly-methyl methacrylate，PMMA）、磷酸钙、硫酸钙等辅助材料来强化螺钉提高其把持力[11]，而作为临床上使用广泛、有效的强化材料，PMMA生物相容性好，术后即刻提供与椎体固定强度[12，13]。通过骨水泥渗透到骨组织周围，固化后增加骨质强度，提高了骨-钉界面的连接强度，加强了螺钉固定的稳定。研究报道使用骨水泥强化后椎弓根螺钉抗拔出能力增加49%～62%[14]。

表2 术前、术后7 d及末次随访患者VAS、ODI评分及影像学指标比较（±s）

表2 术前、术后7 d及末次随访患者VAS、ODI评分及影像学指标比较（±s）

注：与术前比较，△P＜0.05

时间术前术后7 d末次随访F值P值例数56 56 56 VAS评分（分）7.9±0.5 3.2±0.3 2.8±0.4△785.56＜0.001 ODI评分（分）85.4±8.8 32.8±6.4 26.2±4.3△1343.32＜0.001伤椎前缘压缩率（%）47.3±7.1 8.3±1.7 9.2±1.5△1885.91＜0.001伤椎后缘压缩率（%）17.5±4.1 1.0±0.8 1.3±0.5△2155.21＜0.001后凸Cobb角（°）31.8±4.7 6.3±2.1 7.6±1.8△2718.66＜0.001

图2 典型病例术后影像

目前临床上使用的PMMA强化方式有2种：①传统椎弓根强化方法，先在椎弓根钉道中注入适量骨水泥，再置入椎弓根螺钉，但可能因置入螺钉时钉道压力大，造成骨水泥向椎管或椎间孔渗漏损伤神经而产生严重后果；②先置入一种新型可注射空心带侧孔椎弓根螺钉，再通过钉尾注入骨水泥，使骨水泥从前端孔、侧孔扩散至周围提供强化作用[15]，因螺钉前端开孔已在椎体里，注入骨水泥泄漏的风险相对较小，且操作较为方便，减少手术时间[16]。不论哪种方法，都能显著增强椎弓根螺钉的拔出力、抗屈曲强度，不仅能提供螺钉与椎体稳定性，还能显著增加固定节段脊柱抗疲劳能力[17，18]。本研究采用第二种强化方式，通过可注射骨水泥强化椎弓根螺钉固定，56例患者得到较好的固定强度，末次随访示伤椎前后缘未明显压缩，螺钉未出现松动、断裂等，临床效果满意。

脊柱椎弓根螺钉通常是钉棒系统中最为薄弱的部分，因应力集中在椎弓根的尾端，断裂往往发生于此[19]。理论上与实心螺钉相比，空心椎弓根螺钉的设计可能降低了其弯曲和抗疲劳能力，而可使用可注射空心螺钉时，骨水泥会填充于螺钉通道，一方面也间接增强了螺钉的抗曲屈能力。Liu等[20]采用可注射空心椎弓根螺钉和常规椎弓根螺钉进行生物力学稳定性比较，在弯曲结构刚度和弯曲屈服力矩等方面，使用600 N以下力（约等于成年人类的上半身重量）时，弯曲疲劳试验评价未观察到2组螺钉的断裂，说明了空心螺钉能够满足临床的需要。

关于可注射椎弓根螺钉强化时骨水泥的用量，与PVP或PKP术不同，骨水泥的量、渗透的范围不是临床医师刻意去追求的目标。文献报道，2～3 ml的骨水泥量即可提供较大的初始固定强度，增加骨水泥的用量似乎对螺钉的抗拔出能力没有产生积极的作用，反而增加了骨水泥外渗的风险[21，22]。因此本课题组在本研究中每侧椎弓根注入1.5 ml，拉丝期时注入，此时骨水泥较黏稠，流动性小，也较小可能发生渗漏。本课题组的经验是置钉时把握螺钉的位置及深度，注意水泥注入的时间，能够有效的避免水泥渗漏。术后影像学提示骨水泥弥散良好，无明显渗漏。

综上所述，对于骨质疏松性爆裂骨折，后路采用可注射骨水泥强化椎弓根螺钉内固定是有效的方法，其能够提供较强的螺钉把持力；三柱的固定，后方横突间植骨，能有效提高脊柱的稳定性，增加椎体抗疲劳能力，对术后骨折椎体复位高度的维持、矫正脊柱后凸畸形较为满意。有效的后路固定配合减压利于神经功能恢复，除有1例ASIA神经功能B级的患者恢复不佳，其余患者末次随访神经功能较前明显恢复。当然，术后积极的抗骨质疏松治疗，能防止骨量进一步丢失，避免邻近节段椎体塌陷及骨折。

本研究因病例数较少，随访时间较短，未出现螺钉松动、骨折椎体塌陷、固定失败等并发症，长期疗效尚有待进一步随访研究。因此选择合适的患者，把握适应证，掌握手术技巧，该技术在临床上有一定的推广价值。