椎體成形術治療老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折的研究進展

范彥鑫，陸向東，趙軼波，趙曉峰，王文軒，陳先維，趙偉，王智權，趙斌

(山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院骨科，山西 太原 030001)

骨質(zhì)疏松癥可導致骨量減少，骨強度下降，輕微的外力就可引起老年人四肢及胸腰椎骨折[1]，給社會及家庭帶來了巨大的經(jīng)濟壓力。隨著老齡化人口比例的進一步擴大，我國骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)的發(fā)病率日益增加。臨床上骨質(zhì)疏松性脊柱骨折是老年常見的骨折之一，約占骨質(zhì)疏松性骨折的45%[2-4]。經(jīng)皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)已廣泛應用于老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折的治療中，并取得了令人滿意的臨床效果，是目前治療OVCF最成功和最有效的微創(chuàng)技術[5]。本文將對椎體成形術治療老年胸腰椎骨折的理論基礎、應用方式等研究進展作一綜述。

1 PVP治療骨質(zhì)疏松性胸腰椎骨折的理論基礎

脊柱是人體中軸最重要的一部分，可將承擔的重量及外部的沖擊通過骨盆傳遞給下肢，在承擔人體負荷以及力量傳遞中具有舉足輕重的作用。20世紀80年代，學者Denis[6]提出了沿用至今的脊柱“三柱”理論。該理論將整個脊柱按照矢狀位縱向分為了前柱、中柱和后柱三部分，前柱和中柱這兩個部分承擔軸向壓縮載荷[7]。中柱的完整性對脊柱的穩(wěn)定性起決定性作用。當前柱受到壓縮暴力時椎體前方壓縮，為穩(wěn)定性骨折；而爆裂骨折是由于中柱的穩(wěn)定性遭到破壞，所以為不穩(wěn)定性骨折。我們從影像學觀察到的數(shù)據(jù)和生物力學提供的證據(jù)可以看到，當骨質(zhì)疏松椎體受到直接或者間接暴力導致骨折時，椎體外部骨皮質(zhì)的連續(xù)性會發(fā)生中斷，嚴重時椎體內(nèi)部富含骨小梁的松質(zhì)骨也會受到暴力壓縮損傷，導致骨小梁紊亂進而對椎體的支撐性不足。在實際情況中，椎體的前、后方分別有前縱韌帶和后縱韌帶的包覆與支撐，椎體之間的椎間盤的纖維環(huán)也具有一定的張力能發(fā)揮其牽拉復位作用，利用這一作用可以使受傷椎體的外型與高度在一定程度上基本得到復位。但椎體內(nèi)骨小梁結構就好像餅干一樣被擠壓變性并紊亂，因而難以恢復其原有的密度和高度。在實際的大體標本上我們可以看到此類椎體內(nèi)會形成一個缺乏骨小梁堆積與支撐的空腔，形成一個類似雞蛋的“蛋殼樣”椎體。在對這類只經(jīng)過自身相關韌帶及纖維環(huán)等結構行保守治療的椎體進行CT掃描以及三維重建之后，可以觀察到在這類診斷為爆裂骨折的傷椎內(nèi)部腔體，骨小梁受到破壞而難以自行恢復導致的空腔現(xiàn)象在很長一段時間內(nèi)會持續(xù)存在，這個空腔體積約占整個椎體體積的25%[8]。由于該空腔范圍大，骨小梁也沒有可以爬行增長恢復的路徑，所以在長久的預后方面顯示該中空骨小梁缺損并不能有效的愈合。在這樣的情況持續(xù)存在的前提下，再加上人體應力通過脊柱的縱向傳導，而導致已下沉塌陷的終板并不能完全復位，遠期易發(fā)生椎體高度丟失，外觀上表現(xiàn)為脊柱的后凸畸形。椎體成形術可以彌補這種缺陷，首先盡可能通過一定手段將受傷椎體原本形態(tài)進行一定程度的恢復，與此同時將一定的人工骨性材料或人工骨替代材料注入傷椎中進而完成傷椎椎體的力量重建，使其生物力學性能得到一定程度的恢復。

2 PVP治療老年胸腰椎骨折的應用方式

2.1 PVP和椎體后凸成形術(percutaneons kyphoplasty，PKP)治療老年骨質(zhì)疏松性骨折 人體脊柱在矢狀面的平衡是靠脊柱的生理彎曲所維持的，老年骨質(zhì)疏松性壓縮骨折造成的椎體楔形變?nèi)菀讓е录怪笸够蔚漠a(chǎn)生。而該畸形可使人體骨折端以上的部分重力力臂變長進而加大病變椎體所受到的應力，椎體可因此發(fā)生更嚴重的塌陷。后凸畸形進行性加重，造成的惡性循環(huán)可使鄰椎發(fā)生骨折的風險增加5～25倍[9]。正是由于這種原因，通過手術方式緩解患者疼痛，恢復傷椎在生物力學上的剛度和強度，矯正脊柱后凸畸形是非常必要的。1984年，一種可以注射進入椎體的新材料聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)誕生，即骨水泥，進而產(chǎn)生了PVP。這種手術方式是經(jīng)過皮膚穿刺進入椎體放置套管并將骨水泥注射進入椎體內(nèi)以完成椎體強化的技術，是由法國Amiens大學放射科Galibert等[10]首先提出并應用，后被廣泛應用于椎體腫瘤和老年骨質(zhì)疏松性骨折后的疼痛治療。研究顯示，該術式能使75%～90%的老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折患者疼痛明顯減輕[11-14]。在對該術式的體外生物力學測試中顯示，傷椎在強度及剛度兩個維度上可基本達到正常椎體的水平[15]。

但PVP也存在一個固有缺點，即椎體高度難以恢復[15-17]，所以一種可膨脹的球囊骨填充裝置[17]被開發(fā)出來。1998年，Belkoff等[18]以PVP技術為基礎，將伸縮性擴張球囊首次應用在脊柱壓縮性骨折手術當中，使患者的后凸畸形得到一定程度的矯正，即為PKP術。該裝置的應用方式是使球囊通過椎弓根通道置入傷椎內(nèi)，使其膨脹撐開傷椎椎體，恢復椎體高度，終板也得到了相應的抬高。PKP技術是基于PVP原理提出的改良方法，有單側及雙側椎弓根入路兩種可選術式。前者手術時間短，注入骨水泥量少，最終能達到雙側椎弓根入路方式基本相同的效果。目前，PKP技術主要包括兩種：一種是經(jīng)皮球囊擴張式PKP，另一種是SKY(skyphoplasty)膨脹式擴張器椎體成形術[19]。體外生物力學實驗表明，PKP在力學性能恢復與PVP相差無幾的前提下，更能明顯增加椎體高度的恢復[15-16]。體外測試顯示，PKP較PVP在恢復椎體高度方面效果更佳[15]。同時，Liang等[2]發(fā)現(xiàn)PKP與PVP相比，術后1周和術后6個月時的VAS評分和Oswestry功能障礙指數(shù)(oswestry disability index，ODI)改善率更佳。

Zhu等[20]通過對1 057篇相關文獻研究薈萃分析后指出該兩種術式長期疼痛緩解率、術后功能恢復程度以及術后鄰近椎體再次骨折的發(fā)生率均較為相近，PVP是改善疼痛、功能狀態(tài)和生活質(zhì)量最有效的方法。PKP在治療水平上，它已成為降低后續(xù)椎體骨折和再骨折風險的最佳干預手段。

但隨著臨床大量應用，PVP及PKP的問題漸漸顯現(xiàn)出來：(1)在椎體高度壓縮超過3/4時球囊很難置入傷椎椎體，這是PKP手術的相對禁忌證；(2)骨水泥的滲漏是PVP手術中最常見的并發(fā)癥[21]：①引起神經(jīng)根和脊髓損傷；②增加相鄰椎體骨折風險；③加速椎間盤退變；④引起肺栓塞等嚴重癥狀。如何預防是亟待解決的臨床問題；(3)傷椎注入骨水泥后，其相鄰椎體在應力屬性上有所改變，導致相鄰椎體更容易發(fā)生骨折[22-23]。

2.2 PVP結合椎弓根釘內(nèi)固定治療老年骨質(zhì)疏松性骨折 雖然PVP和PKP兩種手術方式治療老年骨質(zhì)疏松性骨折取得了良好的臨床效果，但其負面效應仍不容忽視。Heo等[24]發(fā)現(xiàn)，用PVP治療的同一椎體還會再次發(fā)生骨折。文獻報道顯示，椎體成形術后鄰近椎體骨折發(fā)生率為20%～25%[25]。臨床研究表明，結合椎體成形術和椎弓根螺釘內(nèi)固定術治療胸腰椎骨折，可以維持受損椎體的矢狀曲線，并使椎體高度矯正，進一步避免傷椎再骨折和相鄰椎體再骨折[26-27]。

椎弓根釘在穿過椎弓根時形成的復合結構在生物學穩(wěn)定性上具有比較強的三維固定強度[28]，與此同時，利用前、后縱韌帶及纖維環(huán)復合體的牽拉復位作用使骨折椎體及椎間隙的高度以及椎體外形均得以恢復，進而使脊柱的生理曲度也可以得到一定的恢復，避免了脊柱后凸畸形的發(fā)生。通過椎弓根打入椎弓根螺釘后并撐開復位，可以直接將預備好的特定填充材料經(jīng)過擴大的傷椎椎弓根通道植入椎體內(nèi)骨小梁斷裂的骨缺損區(qū)，從而完成傷椎重建。此方法適用于多種原因?qū)е碌母鞣N類型的椎體骨折，并且在手術過程中操作難度較小，在恢復椎體一定高度和強度的同時也能為受傷椎體的空腔部位提供有效的缺損填充。Verlaan等[29]為了達到使終板恢復到原來高度及位置的目的，術中采用球囊輔助下的終板復位(balloon assisted endplate reduction，BAER)技術復位塌陷的終板，取得良好的復位效果。Belkoff等[18]進行的體外椎體實驗結果表明，球囊擴張輔助用于椎體骨折治療以及終板復位可使實際椎體高度恢復(2.5±0.7)mm。Cyteval等[11]將這種術式應用于臨床并且觀察發(fā)現(xiàn)，該術式治療脊柱爆裂骨折將內(nèi)固定物取出，椎體大約僅有1%的高度會丟失。顧宇彤[30]在對20例無神經(jīng)癥狀的胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折行椎弓根螺釘內(nèi)固定結合PVP治療，認為椎弓根螺釘固定結合PVP是治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折的良好選擇，可以預防單純椎體成形術后相鄰椎體骨折的發(fā)生。

單純使用椎弓根釘內(nèi)固定術治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折后，患者傷椎會產(chǎn)生一定程度的骨質(zhì)缺損，即“蛋殼樣”椎體。其椎弓根螺釘上的應力會在患者進行日常活動時進行性增加，椎弓根螺釘松動或折斷就會產(chǎn)生[31]。聯(lián)合使用PVP技術與椎弓根螺釘內(nèi)固定技術治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折患者，可使傷椎的強度提高[32]。此類術式中，PVP可分為單側和雙側。僅聯(lián)合單側PVP手術時間及患者術中接受X線照射的時間均較短，其進行手術的風險較低。使用椎弓根螺釘固定術聯(lián)合雙側PVP治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折不需要增加推注骨水泥的壓力，骨水泥在患者椎體內(nèi)的分布更均勻[33]。當然，該術式也存在一些缺點，比如球囊在撐開過程中會向著力量薄弱區(qū)域擴張，從而影響撐開效果；球囊被相對銳利的骨緣刺破則會造成手術失敗[34]。

3 展 望

PVP治療老年胸腰椎骨折疏松性壓縮骨折具有緩解疼痛，改善功能狀態(tài)和提高生活質(zhì)量的諸多優(yōu)點，PKP為降低相鄰椎體骨折和再骨折風險的有效干預手段。使用椎弓根螺釘固定術聯(lián)合單側PVP與聯(lián)合雙側PVP治療老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折均可有效地促進患者的傷椎復位，緩解其疼痛。PVP術及PKP術治療骨折疏松性壓縮骨折在經(jīng)歷近30年臨床檢驗后，技術已愈加成熟，但基于骨水泥材料的限制以及骨水泥滲漏所帶來的并發(fā)癥，使得該技術的發(fā)展較為局限。隨著改良骨水泥注射系統(tǒng)和椎體固定裝置，利用數(shù)字導航、虛擬現(xiàn)實等技術，將可以更加安全、高效地實施手術不斷優(yōu)化手術過程，減少骨質(zhì)疏松性骨折椎體成形術后并發(fā)癥的發(fā)生，結合術后快速康復等外科理念的不斷發(fā)展，骨質(zhì)疏松性骨折椎體強化手術將得到更久遠的發(fā)展。