微創經椎間孔入路椎間融合術治療腰椎退行性病變中兩種植骨材料的療效比較

杜 源，王思迪，張 沛，孫承軍

腰椎融合術是治療腰椎疾病終末期的重要方法之一[1]，術中自體骨打壓植骨需求量大時，咬除的椎板和棘突骨粒常無法滿足植骨需求，需取自體髂骨進行植骨融合[2-3]。骨形態發生蛋白-2(BMP-2)作為自體髂骨的替代品，具有誘導成骨作用，在誘導脊柱融合方面與自體髂骨作用相當[4]。為保證融合率一般需要大劑量使用BMP-2，但有促發積液、血腫和神經根炎的風險。理論上將自體髂骨粒與BMP-2混合時可延緩BMP-2釋放速度，能促進骨愈合和減少相關并發癥的發生，增加安全性和植骨融合。本研究分析2013年1月～2018年9月武漢科技大學附屬華潤武鋼總醫院采用微創經椎間孔入路椎間融合術(MIS-TLIF)治療的169例腰椎退行性病變患者資料，比較自體髂骨粒混合重組人BMP-2和單純自體髂骨粒2種植骨材料的臨床療效，報道如下。

1 材料與方法

1.1 病例資料納入標準：① 確診為腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄、退行性腰椎不穩等腰椎退行性病變。② 影像學檢查證實病變節段與相應疾病癥狀相符。③ 腰部疼痛不適或伴下肢放射痛、感覺異常或間歇性跛行，嚴重影響患者生活質量。④ 非手術治療3個月以上療效不佳，患者要求行MIS-TLIF治療。本研究納入169例，按照使用植骨材料不同將患者分為BMP組(采用局部自體髂骨粒混合BMP-2椎間植骨，83例)和LABG組(采用局部單純自體髂骨粒椎間植骨，86例)。① BMP組：男46例，女37例，年齡35～83(65.7±12.9)歲。腰椎退行性病變：腰椎間盤突出癥42例，腰椎管狹窄29例，退行性腰椎不穩12例。損傷節段131個：L1～21個，L2～36個，L3～421個，L4～549個，L5～S154個。病程4～55(36.7±14.6)個月。② LABG組：男50例，女36例，年齡41～84(63.1±14.3)歲。腰椎退行性病變：腰椎間盤突出癥43例，腰椎管狹窄34例，退行性腰椎不穩9例。損傷節段134個：L1～22個，L2～36個，L3～426個，L4～552個，L5～S148個。病程4～59(38.9±15.3)個月。兩組術前一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會批準，患者或其家屬均簽署知情同意書。BMP-2由杭州九源基因工程有限公司生產。椎弓根釘內固定系統和椎間融合器(cage)由天津正天醫療器械有限公司生產。

1.2 手術方法全身麻醉。患者俯臥位，雙髂骨墊高懸空腹部。C臂機側位透視定位手術節段，并在體表相應處標記切口。C臂機透視下在非減壓側經皮置入椎弓根螺釘,在減壓側于脊柱正中旁開3～4 cm處做縱向切口，依次切開皮膚、皮下組織，探查最長肌和多裂肌肌間隙并鈍性分離。經肌間隙沿椎間孔下緣準確置入定位導針并安裝工作通道。顯露并切除減壓節段的上、下關節突關節及部分椎板棘突，然后小心擴大椎間孔中下部，切除下方部分黃韌帶以及部分硬膜外脂肪，顯露硬膜囊和相應節段行走根，將行走根自肩部牽向中央以顯露突出的椎間盤。將1枚克氏針擰入椎間隙后，采用纖維環開口器順克氏針方向切除部分纖維環，用髓核鉗和環形刮勺分次逐層切除髓核及上、下終板軟骨組織，直至暴露上、下終板軟骨下骨。試模后確定椎間隙高度，選擇大小合適的cage并將自體髂骨粒剪碎成黃豆大小置入或與4 mg/每節段BMP-2混合后置入。將含有植骨材料的cage裝入椎間隙后撤出工作通道，沿肌間隙在減壓側安裝椎弓根螺釘，并安裝長度適宜的雙側連接棒，雙側依次縱向加壓后固定。兩組均經C臂機透視確認螺釘長度和cage位置良好后，放置1根引流管，逐層縫合切口。

1.3 術后處理兩組均給予二代頭孢菌素類抗生素3 d預防切口感染，術后1 d引流量<50 ml或最遲術后2 d拔除引流管，術后14 d拆線。術后兩組患者均在可耐受疼痛下開始雙下肢肌等長收縮鍛煉、踝泵鍛煉和腰背肌功能鍛煉，拔除引流管后在腰背部支具保護下逐漸下床活動。

1.4 觀察指標及療效評價① 手術時間，切口總長度，術中透視次數，術中出血量，術后引流量，住院時間,手術并發癥及MIS-TLIF相關并發癥發生情況。② 采用疼痛VAS評分、ODI評分、椎間隙高度評價臨床療效。③ 骨性融合情況：a) 骨性融合：腰椎動力位X線片顯示椎體活動度<4°，腰椎正、側位X線片或矢狀位CT三維重建可見上、下終板間有連續性骨小梁；b) 可能融合：腰椎動力位X線片顯示椎體活動度<4°，但終板間未見連續性骨小梁；c) 未融合：腰椎動力位X線片顯示椎體活動度≥4°，且終板間未見連續性骨小梁。骨性融合率=(骨性融合節段+可能融合節段)/總節段。

2 結果

患者均獲得隨訪，時間24～75(42.6±15.8)個月。

2.1 兩組手術情況、疼痛VAS評分和ODI評分比較見表1。① 手術情況：手術時間、切口總長度、術中透視次數、術中出血量、術后引流量、住院時間兩組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。② 疼痛VAS評分和ODI評分：兩組術后各時間點均明顯低于術前(P<0.05)，且隨時間延長逐步降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；術后各時間點兩組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。

表1 兩組觀察指標比較

2.2 兩組影像學結果比較① 椎間隙高度：見表1。兩組術后各時間點均較術前明顯增加(P<0.05)，且隨時間延長逐步降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；術后各時間點兩組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。② 骨性融合情況：BMP組121個節段(92.4%)獲得骨性融合，LABG組106個節段(79.1%)獲得骨性融合；BMP組10個節段(7.6%)可能融合，LABG組18個節段(13.4%)可能融合；BMP組無節段未融合，LABG組10個節段(7.5%)未融合。骨性融合率BMP組明顯高于LABG組,差異有統計學意義(P<0.05)。

2.3 兩組并發癥發生情況比較① 手術并發癥：BMP組發生9例(10.8%)，其中肺栓塞1例、新發神經癥狀2例、新發癌癥2例、深部感染1例、血腫3例；LABG組發生11例(12.8%)，其中鄰近節段骨折3例、心腦疾病2例、新發神經癥狀2例、新發癌癥1例、深部感染2例、血腫1例。手術并發癥發生率兩組比較差異無統計學意義(P>0.05)。② MIS-TLIF相關并發癥：BMP組發生9例(10.8%)，其中脊神經根炎7例、血清腫2例，未發現骨溶解、異位骨化及cage下沉；LABG組發生2例(2.3%)，均為脊神經根炎，未發現血清腫、骨溶解、異位骨化及cage下沉。MIS-TLIF相關并發癥發生率BMP組明顯高于LABG組,差異有統計學意義(P=0.025)。

2.4 兩組典型病例見圖1～6。

圖1 患者，男，65歲，L4～S1椎間盤突出，采用MIS-TLIF行局部自體髂骨粒混合BMP-2椎間植骨治療 A～C.術前X線片、CT及MRI，顯示L4～S1椎間盤向后突出致椎管狹窄并壓迫椎管神經根，部分突出組織鈣化；D.術后3個月X線片，顯示L4～S1椎間隙高度恢復，內固定位置良好；E.術后2年X線片,顯示椎間隙高度未見明顯丟失，內固定位置良好 圖2 患者，女，66歲，L4～5椎間盤突出，采用MIS-TLIF行局部自體髂骨粒混合BMP-2椎間植骨治療 A～C.術前X線片、CT及MRI，顯示腰椎L4～5和L5～S1椎間盤退變伴L4～5 Ⅰ度不穩，L4～5椎間盤向后突出致椎管狹窄并壓迫神經根；D.術后3個月X線片，顯示L4～5椎間盤融合術后改變，椎間隙高度恢復，內固定位置良好；E.術后2年X線片,顯示椎間隙高度未見明顯丟失，內固定位置良好 圖3 患者，男，77歲，L4～5椎間盤突出，采用MIS-TLIF行局部自體髂骨粒混合BMP-2椎間植骨治療 A～C.術前X線片、CT及MRI，顯示L4～5椎間盤退變伴Ⅰ度不穩，椎間盤向后突出壓迫椎管；D.術后3個月X線片，顯示L4～5椎間盤融合術后改變，椎間隙高度恢復，內固定位置良好；E.術后2年X線片,顯示椎間隙高度未見明顯丟失，內固定位置良好

圖4 患者，男，71歲，L4～5椎間盤突出，采用MIS-TLIF行局部單純自體髂骨粒椎間植骨治療 A～C.術前X線片、CT及MRI，顯示L4～5椎間盤退變，并向后突出壓迫椎管，部分突出組織鈣化；D.術后3個月X線片，顯示L4～5椎間盤融合術后改變，椎間隙高度恢復，內固定位置良好；E.術后2年X線片,顯示L4～5椎間盤融合術后改變，椎間隙高度未見明顯丟失，內固定位置良好 圖5 患者，男，56歲，L4～5椎間盤突出，采用MIS-TLIF行局部單純自體髂骨粒椎間植骨治療 A～C.術前X線片、CT及MRI，顯示L4～5椎間盤退變，并向后突出壓迫椎管，致椎管狹窄并壓迫神經根；D.術后3個月X線片，顯示L4～5椎間盤融合術后改變，椎間隙高度恢復，內固定位置良好；E.術后2年X線片,顯示椎間隙高度未見明顯丟失，內固定位置良好 圖6 患者，女，58歲，L3～5椎間盤突出，采用MIS-TLIF行局部單純自體髂骨粒椎間植骨治療 A～C.術前X線片、CT及MRI，顯示L3～5椎間盤退變，脊柱側彎，椎體不穩，L3～4椎間盤向后突出壓迫椎管；D.術后3個月X線片，顯示L3～5椎間盤融合術后改變，椎間隙高度恢復，內固定位置良好；E.術后2年X線片,顯示椎間隙高度未見明顯丟失，內固定位置良好

3 討論

3.1 MIS-TLIF入路優勢開放腰椎融合術需廣泛銳性剝離腰部肌肉，會直接破壞肌肉組織及其血供，術后常出現不同程度肌萎縮和瘢痕化。而且腰部肌肉由單節段單一神經分支支配，術中一旦損傷分支，勢必會造成該神經支配腰部肌肉失神經性肌萎縮，腰肌力量減弱，腰部穩定性變差，這為術后腰背部慢性疼痛埋下了隱患[5-6]。MIS-TLIF通過工作套管直達椎間孔，術中無需廣泛銳性剝離軟組織，也無需拉鉤長時間過度牽拉造成局部軟組織壓力增高，減少了椎旁肌破壞及其支配神經血管損傷[2，7-9]。同時，經皮椎弓根內固定能減少腰部肌肉損傷，進一步降低術后慢性腰背痛的發生風險。

3.2 BMP-2的特性及優勢BMP-2具有獨立誘導成骨的作用，可誘導成骨細胞分化、血管周圍未分化間充質細胞和骨髓基質細胞分化為成軟骨細胞和成骨細胞，此外，還可促進骨細胞的增殖和具有合成膠原、鈣鹽沉積形成鈣化的骨組織和原位或異位成骨作用[10-11]。BMP-2在后路脊柱融合術中的應用效果已被證明相似于或優于自體髂骨移植，具有減輕供體部位疼痛和降低感染風險的優點[7-8]。Meta分析[4]發現，單獨使用BMP-2較自體髂骨移植能顯著降低骨融合失敗風險。自體骨移植混合BMP-2進行MIS-TLIF，自體骨移植可限制和控制BMP-2向外滲透，從而減少使用BMP-2而引起的脊神經根炎和血清腫等風險。Parajón et al[12]分析40項研究中1 533例接受MIS-TLIF治療的患者資料后發現，融合率BMP組(96.6%)較非BMP組(92.5%)高。本研究中，骨性融合率BMP組明顯高于LABG組,差異有統計學意義(P<0.05)。

3.3 BMP-2使用的潛在并發癥BMP-2的使用存在一系列潛在并發癥的風險，例如脊神經根炎、血清腫、異位骨化、新發神經根損傷、傷口積液、感染、骨溶解等，這可能與BMP炎癥機制相關[13]。最初，BMP-2主要在前路腰椎間融合術(ALIF)中使用，經多年的安全性評估后逐步用于TLIF[8]。本研究中，手術并發癥發生率兩組比較差異無統計學意義(P>0.05)；MIS-TLIF相關并發癥發生率BMP組明顯高于LABG組(P=0.025)。但使用BMP-2會導致TLIF相關并發癥風險的增加結論仍存在爭議。Crandall et al[13]研究認為，BMP-2是一種可用于TLIF的安全生物制劑，并不會增加并發癥。Khan et al[14]發現,能夠促進融合并預防并發癥的BMP安全劑量為每節段4～6 mg，劑量若超過10 mg并發癥發生率會明顯上升。本研究中使用BMP-2劑量為每節段4 mg，其中發生脊神經根炎7例、血清腫2例，未發現骨溶解、異位骨化及cage下沉，其可能原因是BMP-2聯合自體骨移植進行MIS-TLIF，自體骨移植可限制和控制BMP-2向外滲透，從而減少使用BMP-2引起的并發癥風險，也可能由于在隨訪期間缺乏常規CT檢查，僅憑X線片很難評估cage下陷或骨溶解情況。

綜上所述，BMP-2聯合自體髂骨移植進行MIS-TLIF治療腰椎退行性病變與局部單純自體髂骨粒椎間植骨相比，自體髂骨移植可限制和控制BMP-2向外滲透，從而能降低使用BMP-2引起的并發癥風險，且能相對有效地實現骨性融合，并能明顯緩解疼痛、恢復椎體高度、改善患者生活質量，但需注意有可能增加脊神經根炎和血清腫發生的風險。