椎体成形术治疗骨质疏松椎体压缩性骨折的生物力学研究

王华国 邹仲兵 黄永锋 林伟鹏

(云浮市人民医院骨科 ， 广东 云浮 527300 )

骨质疏松椎体压缩性骨折是当前老年骨质疏松患者最为常见的严重并发症类型。椎体成形术是目前临床治疗骨质疏松症的重大突破，该术式手术创伤较小，手术并发症较低，患者术后恢复良好，生活质量较高，可有效改善患者椎体稳定性及抗压性，在临床上已经得到广泛应用[1]。在椎体成形术治疗过程中，主要通过注射骨水泥来改善椎体生物力学[2]。而目前临床采取椎体成形术治疗时的骨水泥注射量、骨水泥注射方式存在较大差异，但不同骨水泥应用状况对椎体成形术生物力学的影响仍待进一步总结。为此，本研究对2017年6月-2018年6月新鲜老年10例尸体的120个骨质疏松椎体分组实施了不同骨水泥注射量(2ml、4ml、6ml)、不同骨水泥注射方式(单侧或双侧)椎体成形术处理，现对实施椎体刚度及强度，总结报告如下。

临床资料

1 一般资料：对2017年6月-2018年6月间新鲜老年10例尸体的120个骨质疏松椎体进行研究，将椎体分为2组：单侧组(n=60)、双侧组(n=60)。其中单侧组椎体骨密度为(0.411±0.058)g/cm2，双侧组椎体骨密度为(0.412±0.061)g/cm2。但对单侧组与双侧组椎体骨密度对比，结果位于对比研究范畴(t=0.134，P=0.894)。纳入标准：实施X线正侧位摄片、CT检查、骨密度检查等确诊为骨质疏松椎体；胸腰椎节段椎体；所有标本均采取甲醛溶液浸泡，椎体均被解剖分解，椎间盘及周边软组织均被剔除，后方附件结构均去除。排除标准：存在肿瘤疾病、其他骨科疾病、先天性畸形椎体标本。

2 方法：所有椎体均采取双层塑料袋密封，于-30℃下保存，试验前1天实施37℃环境下保存1小时以上。对所有椎体均实施椎体成形术治疗，单侧组实施单侧椎弓根注入骨水泥，双侧组实施双侧椎弓根注入骨水泥。并将单侧和双侧组细化分组为3组，每组20个椎体，骨水泥注入量分别为2ml、4ml、6ml。单侧操作如下：穿刺椎弓根右侧，到达椎体前段1/3位置中线部位后，实施X线C臂机辅助透视，确定穿刺部位准确性，随后在X线C臂机辅助透视下使用骨水泥注射器将骨水泥(意大利Tecres SPA Mendec，粉剂/液态单体为3/2调配)注入椎体，注射完毕后将穿刺针拔除[3]。双侧操作：对椎弓根双侧穿刺，到达椎体1/2位置中线部位后，按单侧组方式进行骨水泥注射。骨水泥注射后，采取塑料袋包扎标本，置入37℃环境模拟人体生态环境，保证骨水泥固化充分，置入时间<48小时。

3 观察指标：(1)总结不同骨水泥注射量(2ml、4ml、6ml)对椎体刚度、强度的影响。椎体刚度、强度测试：将标本置于实验机上，采取50N/次，5mm/min速度垂直加压，逐渐加压，测定标本核载和形变状况，椎体刚度=核载/形变量，椎体强度为屈服核载/面积。(2)总结不同骨水泥注射方式(单侧、双侧)对椎体刚度、强度的影响。(3)对比不同骨水泥注射量、不同骨水泥注射方式下患者骨水泥渗漏状况。

5 结果

5.1 不同骨水泥注射量对椎体刚度、强度的影响分析：骨水泥注射量2ml、4ml、6ml时，治疗后椎体刚度、强度较治疗前明显升高(P<0.05)。不同骨水泥注射量椎体治疗前椎体刚度、强度对比无明显差异(P>0.05)。骨水泥注射量2ml、4ml、6ml时治疗后椎体刚度、强度对比存在明显差异(P<0.05)。见表1。

表1 不同骨水泥注射量对椎体刚度、强度的影响分析

注：较治疗前对比：*P<0.05。

5.2 不同骨水泥注射方式对椎体刚度、强度的影响分析：单侧组和双侧组治疗后椎体刚度、强度较治疗前明显升高(P<0.05)。但单侧组治疗前及治疗后椎体刚度、强度与双侧组对比无明显差异(P>0.05)。见表2。

表2 不同骨水泥注射方式对椎体刚度、强度的影响分析

注：较治疗前对比：*P<0.05。

5.3 不同骨水泥注射量、不同骨水泥注射方式下患者骨水泥渗漏状况分析：骨水泥注射量2ml、4ml、6ml时椎体骨水泥渗漏数分别为1个、7个、15个。骨水泥注射量2ml、4ml、6ml时椎体骨水泥渗漏发生率2.5%、17.5%、37.5%，对比存在明显差异，x2=15.921，P=0.000。单侧组椎体骨水泥渗漏7个，双侧为16个。单侧组椎体骨水泥渗漏发生率11.7%，明显低于双侧组26.7%，x2=4.357，P=0.037。

讨 论

骨质疏松椎体压缩性骨折患者以病椎慢性疼痛为主要特点，严重时将引起椎体远端疼痛，且极易导致肺炎、血栓等相关并发症发生，严重影响患者生活质量。及时恢复骨质疏松椎体压缩性骨折患者椎体稳定性及抗压性，是减轻患者疼痛的主要方式[4-5]。椎体成形术是通过向椎体内注射骨水泥来强化椎体稳定性及抗压性的治疗方式，且骨水泥还可通过产生热量来阻断病椎周边神经，减轻疼痛[6-7]。

本研究对椎体成形术的生物力学进行研究，结果显示，骨水泥注射量2ml、4ml、6ml时治疗后椎体刚度、强度对比存在明显差异，按单侧组治疗后椎体刚度、强度与双侧组对比无明显差异，说明实施单侧和双侧椎体成形术对生物力学改善效果相当，而在骨水泥注入量方面，随骨水泥注射量增加，生物力学改善效果更明显。骨水泥渗漏是椎体成形术治疗中较为严重的并发症[8-9]。本研究结果显示，双侧组骨水泥渗漏发生率更高，且随骨水泥注射量增加，骨水泥渗漏发生率也呈升高趋势，说明骨水泥注射量及注射方式均是骨水泥渗漏的影响因素，注射量及方式选择不当将直接影响患者手术安全性。

综上，骨质疏松椎体压缩性骨折实施椎体成形术治疗时，采取单侧和双侧骨水泥注射对生物力学影响不大，但单侧注射骨水泥渗漏风险更低，安全性更高；随骨水泥注入量增加，生物力学逐渐增强，但骨水泥渗漏风险也随之升高，因此在实际治疗中需根据患者实际病情需求注入适量骨水泥，在保证生物力学的同时，尽可能降低骨水泥渗漏风险。此外，本研究未对不同部位椎体治疗后的椎体强度及刚度进行对比，未来需进一步细化分组，为临床实践提供更多参考。