椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的影響因素

羅佳佳，祁建華，楊斐，明洪，陳日高

（成都中醫藥大學附屬醫院，四川 成都 610075）

椎體成形術能快速緩解疼痛，維持脊柱穩定，改善患者生活質量，已成為治療骨質疏松性椎體壓縮性骨 折 （osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF）的主要方法。但隨著此類手術在臨床的廣泛開展，與其相關的并發癥也越來越引起臨床醫生的關注，其中術后新發椎體壓縮性骨折已成為研究的熱點。目前學界對椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的影響因素尚存爭議，比較常見的觀點是，患者自身因素以及包括骨水泥的性能、注入量、分布在內的骨水泥相關因素和手術自身因素等是其重要影響因素。我們從這些方面進行了綜述，以期為臨床降低椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的風險提供參考。

1 患者自身因素

1．1 年齡和性別

患者的年齡、性別均與椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的發生有關。張子龍等對2216例椎體成形術后OVCF患者進行了1～2年的隨訪，有227例患者術后鄰近節段出現了新發骨折，經多因素回歸分析后發現，高齡、女性、骨密度低是術后新發骨折的危險因素。寧磊等研究也發現女性、骨密度低是椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的高危因素。Lindsay等研究發現，發生椎體壓縮性骨折的女性，骨折后1年內出現其他節段椎體壓縮性骨折的風險很高。

1．2 骨密度

骨密度T值≤-3．0 SD的患者，椎體成形術后出現新發椎體壓縮性骨折的風險顯著提高。Cummings等研究發現，OVCF患者骨密度每增加1%，其新發椎體壓縮性骨折的風險就能降低3%。因此，系統性抗骨質疏松治療被認為是OVCF患者椎體成形術后鄰近節段新發椎體壓縮性骨折的保護因素。椎體成形術前靜脈滴注唑來膦酸可有效降低術后疼痛強度，減少骨丟失，增加骨密度，降低再骨折風險，改善患者生活質量。甲狀旁腺激素治療也可明顯改善老年胸腰椎OVCF患者椎體成形術后的骨密度，防止傷椎塌陷并降低術后新發鄰椎骨折的風險。堅持適度的鍛煉，通過物理刺激的方式也能明顯增強骨密度，降低椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的風險。長期應用激素或吸煙會導致骨密度降低，也可能增加椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折風險。

1．3 體質量指數

體質量指數（body mass index，BMI）是椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的危險因素之一。BMI與雌激素水平相關，BMI降低可能會導致雌激素對衰老相關骨丟失的抑制作用減弱，加速骨質疏松病程的進展。以往的觀點認為肥胖是骨折的保護因素。對于糖脂代謝正常的健康人，正常或輕度升高的BMI可以有效維持或增強骨密度，降低骨質疏松性骨折發生的風險。但近年來的研究表明，對于過度肥胖或腹型肥胖的高齡人群，肥胖會成為骨質疏松發展的危險因素。體內存在過多的脂肪有可能會導致肌肉和骨骼脂肪化，增加骨折風險。

1．4 肌肉狀態

全身肌力的減弱，尤其是軀干肌力量減弱會改變脊柱的機械負荷、降低椎骨強度與脊柱的穩定性，增加老年患者骨折的風險。Cangussu-Oliveira等研究發現，伸肌的扭矩穩定性與 OVCF直接相關。有效的軀干肌功能鍛煉能增強軀干穩定性，降低老年患者跌倒的風險，并能增加骨密度，降低骨折的發生率。

1．5 術前損傷情況

椎體過度壓縮會使得該節段脊柱后凸角明顯增大，增大的后凸角導致脊柱前柱所受壓力明顯增加，脊柱矢狀位失衡，致相鄰椎體新發壓縮性骨折。Rohlmann等提出，椎體楔形壓縮性骨折可使人體上半身重心向前移動，為對抗重心前移，豎脊肌張力升高可導致脊柱負荷增加，椎間盤內壓力和終板應力增加，易致相鄰椎體新發壓縮性骨折。Morozumi等研究發現，患者椎體壓縮程度及椎體成形術后椎體角度恢復與新發椎體壓縮性骨折有關。初發骨折為雙節段椎體骨折的患者脊柱后凸畸形更明顯、前柱承受的應力更大，椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的概率更高。Frankel等研究發現，T～L壓縮性骨折患者，椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的發生率明顯高于L～L壓縮性骨折患者。Kim等對212例椎體成形術后患者隨訪3年，評估了913個椎體后發現，初發骨折節段至胸腰椎連接處的距離與術后新發椎體壓縮性骨折的概率呈正相關。

2 手術相關因素

2．1 骨水泥相關因素

2．1．1 骨水泥的性能 聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）骨水泥因其剛度、強度出色，且價格低廉，是目前臨床應用的主流。PMMA骨水泥在體內主要起機械連接作用，其彈性模量為骨組織的4～6倍，但過高的彈性模量會導致手術節段剛度過高、應力集中，加速鄰近節段椎體和終板的退變。與PMMA骨水泥相比，低模量骨水泥對應力重分布的影響較小。Boger等研究發現，椎體成形術中應用低模量骨水泥較應用PMMA骨水泥術后并發鄰近節段新發椎體壓縮性骨折的風險低。Peng等根據一位女性患者的CT數據建立了T～L椎體骨折三維有限元模型，并在模型上模擬不同硬度的骨水泥填充效果，結果顯示隨著骨水泥彈性模量的升高，傷椎及鄰近椎體所受應力明顯增加。另外，由于骨細胞不能生長到具有生物惰性的PMMA骨水泥中，PMMA骨水泥的生物相容性較差，骨水泥和宿主骨之間不能形成穩定的連接，也會增加新發椎體壓縮性骨折的風險。聚磷酸鈣骨水泥具有生物相容性和骨傳導性好、固化時放熱低等優點，還可促進骨礦化，抑制破骨細胞活性，這些性能對促進傷椎愈合和預防新發椎體壓縮性骨折均具有重大意義。

2．1．2 骨水泥的注入量 骨水泥注入量增加是否會增加鄰近椎體發生骨折的風險目前尚存在爭議。Liebschner等認為，椎體成形術中骨水泥的填充體積只需占到傷椎原體積的14%，就可以將傷椎強度恢復到損傷前水平。Belkoff等在144個T～L離體椎骨中建立了椎體壓縮性骨折模型，在確定初始強度和剛度后，分別經雙側椎弓根注入總量為2 mL、4 mL、6 mL、8 mL的骨水泥，發現注入2 mL骨水泥時，骨折椎體的強度即可恢復。研究發現，在脊柱三維有限元模型上，椎體成形術手術節段鄰近椎體終板的應力水平隨骨水泥體積的增加而增加。這些都意味著椎體成形術中并不是骨水泥填充的越多越好。

2．1．3 骨水泥的分布 理想的骨水泥分布狀態是海綿狀的。呈海綿狀分布時，骨水泥和松質骨充分接觸，兩者可達到同質化以增加椎體的強度和剛度。骨水泥呈團塊狀分布時，與松質骨的接觸面積大大減小，應力集中而產生明顯的應力階梯，會影響上下椎體的應力傳遞方式，加速鄰近節段的退變。采用單側入路還是雙側入路進行椎體成形術，短期療效并無明顯差異。但采用雙側入路注入骨水泥使其呈“H”形分布，可增大骨水泥與松質骨之間的接觸面積并減少骨水泥滲漏，降低因骨水泥分布不均和滲漏引起新發椎體壓縮性骨折的風險。當骨水泥彌散充分并與上下終板均接觸，就會充滿整個椎體，對松質骨和終板起到充分的“粘結”作用，可以更好地恢復椎體的強度；應力傳遞會依照上終板、骨水泥、下終板的順序均勻有效地傳遞，顯著減輕松質骨所受應力。因此，骨水泥均勻分布對于防止椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折具有重大意義。影響骨水泥分布的因素主要有椎體骨質疏松程度、骨折類型和時間，以及骨水泥注入的時機、壓力和黏度。在手術中通過選擇恰當的注入時機、降低注入壓力、使用低黏度骨水泥可以達到更好的彌散效果。

椎間盤內骨水泥滲漏是否會增加新發椎體壓縮性骨折的風險目前仍存在爭議。有研究認為，椎間盤內骨水泥滲漏是新發椎體骨折的影響因素。Polikeit等的研究顯示，骨水泥注入椎間盤會導致鄰近椎體終板的壓力增加和結構改變，增加新發椎體骨折的風險。蔡金輝等對151例椎體成形術后患者進行骨水泥滲漏定量研究后，認為滲漏至椎間盤的骨水泥量與鄰近椎體發生骨折的風險呈正相關，骨水泥-椎間盤相對面積比對預測鄰椎骨折具有較好的效果。骨水泥滲漏至椎間盤會改變椎間盤內的應力分布，滲漏的骨水泥在椎體間形成“支柱效應”，使椎體間連接變為剛性，并減少了椎間關節的活動，導致相鄰椎體的應力分布變化。且椎間盤內骨水泥滲漏減弱了椎間盤的緩沖避震作用，可影響脊柱穩定性。這些均可能是椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的影響因素。骨水泥在椎間盤內的滲漏部位也是新發椎體壓縮性骨折的影響因素。Jesse等研究發現，椎體成形術中骨水泥滲漏至椎間盤的前1／3部，術后新發椎體壓縮性骨折的概率顯著增加。

2．2 手術自身因素

從理論上講，將壓縮骨折椎體的高度恢復到原來的狀態是一個理想的狀態?；謴捅粔嚎s椎體的高度有許多益處，如減輕后凸并發癥、恢復脊柱的穩定性等。然而，對壓縮性骨折椎體高度的恢復和脊柱后凸畸形的矯正，可能是椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的重要危險因素。完全恢復壓縮性骨折椎體的高度需要注入大劑量的骨水泥，而大量骨水泥的填充意味著更高的應力集中和更高的骨水泥椎間盤內滲漏的風險。椎體成形術后相鄰椎體間的連接是剛性的，過度的負荷在相鄰節段并不突出，而相對可移動的遠節段與剛性相鄰節段之間的移動性梯度可能導致新椎體骨折。OVCF患者多為老年人，多數患者存在嚴重的脊椎退變，脊柱往往有多個節段發生楔形變，單一節段后凸角的矯正并不能改善脊柱整體矢狀面失衡的狀況，反而導致矯正椎體鄰近節段的應力更加集中，引發新的椎體骨折。

3 小 結

椎體成形術后出現新發椎體壓縮性骨折的影響因素至今仍存爭議。部分學者認為OVCF患者椎體成形術后鄰近椎體新發壓縮性骨折，可能與潛在的病因有關，與手術干預無關。而更多學者認為對初始骨折節段行椎體成形術是術后新發椎體壓縮性骨折的重要影響因素。新發椎體壓縮性骨折既是患者自身骨質疏松病程的進展，也受到骨水泥、手術等相關因素的影響，各種影響因素交織在一起，共同促進了椎體成形術后新的椎體壓縮性骨折的發生。進一步的研究需要尋找更高級別的證據，以證實仍存爭議的影響因素，并可嘗試通過優化填充材料、改良手術方式及制定個性化治療方案，進一步降低椎體成形術后新發椎體壓縮性骨折的風險。