胸腰段骨折術后傷椎內骨缺損的臨床特征及防治進展

趙士賢，羅卓荊，胡學昱

空軍軍醫大學西京醫院骨科，西安 710032

胸腰段骨折是脊柱骨折最常見類型，手術治療的目的是提供堅固固定以保持脊柱的穩定性，恢復損傷節段的高度，維持脊柱的生理曲度，促進脊柱脊髓的功能恢復［1］。目前，臨床上常用的手術方式為后路椎弓根螺釘內固定伴/不伴融合術，以跨傷椎短節段內固定多見。術中通常采用撐開復位的方式，依靠前后縱韌帶及椎間盤纖維環的牽拉力量，間接恢復傷椎的外形和高度。然而，傷椎內被壓縮破壞的終板及松質骨，尤其是骨小梁，結構難以恢復，術后遺留不同程度的骨缺損，形成空腔，一般稱為椎體內空隙、“空殼”現象，或“蛋殼樣改變”［2-3］。椎體骨折術后傷椎內骨缺損導致椎體前中柱結構的完整性受損，機械力學性能受到破壞，容易導致椎體凹陷、高度喪失及后凸畸形等，嚴重者可導致融合失敗、內固定脫落等；此外，傷椎內骨缺損還可引發長期慢性腰背痛［4-6］，發生率為50% ～100%［7-8］。傷椎內骨缺損影像學表現為術后矢狀面或橫斷面CT 上出現椎體內低密度骨缺損區域［9］，呈類圓形，主要分布在椎體前上方，前柱靠近上終板處，其大小、形態和發生部位略微不同，在不同性別、年齡及骨折類型患者中均可發生［10］。對于行融合術的病例，由于植骨融合帶來長期的堅固固定，骨缺損所引起的諸多并發癥對其影響甚微；而對于未行融合的胸腰段骨折，傷椎內骨缺損容易導致術后嚴重并發癥的發生。鑒于目前對于胸腰段骨折術后傷椎內骨缺損的整體認識存在不足和爭議，傷椎內骨缺損是否需要處理、如何處理，仍是臨床亟待解決的問題。本文通過查閱胸腰段骨折術后傷椎內骨缺損相關文獻，圍繞其危險因素、術后轉歸及預后、預防和治療進行分析，綜述如下。

1 危險因素

術前對傷椎內骨缺損的預測至關重要，多項研究［11-13］發現，傷椎內骨缺損發生的獨立危險因素有高齡、骨質疏松、椎體壓縮率＞ 1/2、爆裂性骨折、術中撐開復位過大等。究其原因，合并高齡及骨質疏松的胸腰椎骨折患者骨量流失，骨小梁變細，骨微結構容易受到破壞，因而強力撐開復位后發生骨缺損的風險升高。此外，高齡及骨質疏松患者的骨性修復能力下降，影響骨重建。椎體壓縮率反映椎體前緣受壓及高度丟失的嚴重程度。較高的椎體壓縮率，一方面提示椎體受到嚴重的暴力擠壓，其內部的骨小梁遭受嚴重破壞，因而復位后更加容易出現骨缺損，骨折愈合時間也相應延長；另一方面，壓縮率較高的椎體往往復位困難，強行復位容易過度撐開，造成骨折碎塊分離，導致更高的缺損發生率和更嚴重的骨缺損。爆裂性骨折多由高能量損傷導致，骨小梁的結構破壞更為徹底，常常引起前中柱的分離，大大增加骨缺損發生的風險。

2 轉歸及預后

在臨床上，傷椎內骨缺損存在多種不同的預后結果，與骨缺損體積大小及形態相關。鐘澤蒞等［14］對72 例單節段胸腰椎骨折內固定術后伴椎體“空殼”改變的患者進行回顧性分析，結果顯示，當“空殼”體積占比＞ 10%時，術后1年的并發癥發生率和腰背痛程度明顯增高，且不愈合率顯著上升。胡海剛等［9］對60 例發生“空殼”改變的胸腰椎骨折患者進行為期1年的隨訪，通過對椎體“空殼”進行三維重建和體積測量，觀察到“空殼”改變的轉歸根據形態變化可劃分為消失型（完全消除）、縮小型（體積減小）和塌陷型（相鄰終板塌陷），多因素回歸分析結果提示，椎體“空殼”的體積和轉歸類型是影響椎體骨折愈合的獨立危險因素，消失型“空殼”由于體積較小，壓縮程度較低，可自行愈合，而縮小型和塌陷型“空殼”持續存在，容易引起骨折不愈合等并發癥，需要盡早干預。傷椎內骨缺損影響患者預后的可能機制：①骨缺損破壞前中柱結構，使內固定系統承擔大部分的軸向負荷，長期承受應力的釘-棒系統易出現松動和斷裂等［2］；②骨缺損不利于骨小梁的生物學愈合，增生的纖維組織填充占據新生骨的生成空間，纖維性修復替代骨性修復，最終導致骨折延遲愈合或不愈合［15］；③骨缺損降低了傷椎的支撐及抗壓能力，內固定取出后，易引起椎體塌陷、高度丟失及后凸畸形的發生［16］。

3 預防和治療

3.1 不作處理

目前，對于是否需要對傷椎內骨缺損進行處理，學術界依然存在較大的爭議。Wang 等［17］認為，針對爆裂性骨折，短節段內固定無須融合仍可獲得滿意療效，而額外的植骨融合會增加出血量和手術時間，并可能產生供區并發癥。Lee 等［18］對28 例未進行融合的胸腰椎爆裂性骨折患者進行為期2年的隨訪發現，未植骨的患者仍取得了滿意的臨床效果。然而，以上的研究并未關注傷椎內骨缺損的體積大小及形態特征。

3.2 經傷椎置釘

經傷椎置釘技術是在短節段內固定的基礎上在骨折椎體置入1 ～ 2 枚螺釘。經傷椎置釘可以部分填充骨缺損，增強內固定穩定性，減少相關并發癥的發生。Guven 等［19］的前瞻性研究證實，短節段內固定聯合經傷椎置釘可提供更牢靠的固定，在術后50 個月的隨訪中具有更少的矯正度丟失。Elmasry等［20］通過生物力學研究表明，后路短節段內固定聯合經傷椎置釘可增加鄰近椎體的剛度和相鄰椎間盤內的應力，可提供更強的穩固性，為前柱提供更有力的支撐。而且，經傷椎置釘帶來的額外固定點有助于沿連接桿更均勻地分布應力，減少釘棒的松動和斷裂，延長內固定器械的使用壽命。路多等［21］的隨機對照研究也發現，短節段內固定聯合經傷椎置釘可有效改善脊柱穩定性、腰椎功能及疼痛評分，且在18 個月的隨訪中發現，其可降低慢性腰痛、內固定松動等并發癥的發生率。胸腰椎骨折的治療中經傷椎置釘的優勢：①螺釘可部分填充骨折椎體，并提供剛性支撐；②為連接桿提供額外的支撐點，有效避免四釘固定帶來的平行四邊形效應，增強釘棒系統的錨定穩定性，防止骨折節段高度丟失和后凸畸形；③可分散固定系統所承受的壓力，減少內固定斷裂、脫落等［22］；④有助于緩解腰背部的疼痛癥狀。然而，部分學者認為經傷椎置釘存在不足之處［23］：①適應證較窄，僅適用于單椎體損傷且椎弓根完整、至少一側終板完整、椎體壓縮比不超過2/3 的骨折；②對術者技術要求較高，操作失誤易引起骨折加重或神經損傷；③對骨缺損無直接的治療作用，無法促進骨性愈合。因此，許多學者嘗試將經傷椎置釘與椎體植骨聯合應用。趙成毅等［24］的研究發現，后路短節段內固定聯合經傷椎單側置釘及對側經椎弓根植骨可有效減少傷椎內骨缺損的發生，恢復傷椎高度，并重建脊柱的力學穩定性；李世梁等［25］的回顧性研究發現，經傷椎置釘聯合植骨可降低術后傷椎內骨缺損的發生率，并促進骨性愈合。經傷椎置釘聯合椎體內植骨可增強椎體穩定性，促進骨折愈合，但增加了手術操作的復雜性，延長了手術時間。

3.3 骨水泥椎體強化術

骨水泥椎體強化術是一種向病變椎體注入骨水泥以強化椎體的微創技術，主要包括經皮椎體成形術（PVP）和經皮椎體后凸成形術（PKP）。既往研究［26］表明，當椎體前中柱完整時其承擔約80%的軸向負荷，若前中柱穩定性喪失，不但會引起椎體高度丟失，而且不利于傷椎內骨缺損的骨性愈合，因此，重建脊柱前中柱的完整性極其重要。骨水泥椎體強化術可以填充傷椎內骨缺損區域，恢復椎體高度，重建脊柱穩定，減少并發癥的發生，且可減少活動時骨折對椎體內神經的刺激，同時破壞椎體內感覺神經末梢，從而即刻解除患者疼痛。徐寶山等［27］取新鮮成人脊柱爆裂性骨折標本進行體外研究，分別測量傷椎骨折前后及PVP 術后傷椎內空腔的體積，觀察到椎體骨折復位后傷椎內骨缺損明顯，PVP 術后椎體內空腔明顯減少，證實骨水泥可以實現骨缺損的有效填充。Oner 等［28］的研究發現，內固定聯合骨水泥可有效增強椎體前柱穩定性，從而降低遠期內固定失敗及后凸畸形的發生率。Katsumi 等［29］和Cho 等［30］的研究發現，短節段內固定聯合椎體強化術可明顯改善腰背部疼痛癥狀，維持脊柱正常序列，并能防止后凸畸形等并發癥。

目前，臨床上常用的骨水泥材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），其價格低，理化性能穩定，療效確切，在臨床上廣泛應用。然而，PMMA 存在單體毒性、生物相容性差、無法降解、固化放熱、強度太高等缺點［31］，無法實現骨缺損的骨性愈合。隨著新材料的發展，具備良好生物相容性、可在人體內降解且固化不放熱的磷酸鈣和硫酸鈣骨水泥越來越多地被應用于臨床。Kao等［32］認為，硫酸鈣/磷酸基骨水泥能夠復原傷椎，提升穩定性，減少椎弓根螺釘的應力，防止后期并發癥的發生。Verlaan等［33］采用椎弓根螺釘內固定聯合自固化磷酸鈣骨水泥PKP治療胸腰椎爆裂性骨折，取得滿意的臨床效果。王雪等［34］的研究發現，聯合傷椎硫酸鈣骨水泥強化可以彌補椎弓根螺釘內固定術矯形穩定性的不足。雖然磷酸鈣和硫酸鈣骨水泥均取得了不錯的臨床療效，但也存在諸多不足［35］：首先，2 種材料雖然具有一定的骨傳導和骨誘導特性，但不具備成骨作用，且降解速度不一，難以與成骨相適宜；其次，強度不足，容易碎裂塌陷，不能從根本上恢復椎體的力學性能。綜上，骨水泥具有液固雙相的特征，可以實現骨缺損的有效填充，并提供一定的強度支撐，有助于重建傷椎，是一種較為理想的處理方式；然而，其無法實現生物學愈合，且理想的骨水泥材料依然處在探索研究階段。

3.4 傷椎椎體內植骨

目前，學術界對于是否進行傷椎椎體內植骨仍存在爭議。許多學者認為有效的前中柱植骨重建可以消除骨缺損腔隙，恢復脊柱穩定性，避免術后晚期發生傷椎再塌陷、矯正角度丟失或內固定失敗。Crawford 等［36］報道了傷椎椎體內植入自體松質骨的療效，結果顯示，獲得較好的后凸矯正和椎體高度恢復。W?lchli 等［37］的研究表明，隨訪24 個月，相較不植骨，后路內固定聯合經椎弓根植骨的患者骨量和矯正度的丟失更少。潘建宏等［38］認為，后路內固定僅為脊柱提供早期穩定性，而經椎弓根椎體內植骨可以使傷椎獲得堅強愈合，并提供長期穩定性，兩者相結合可以取得良好療效。然而，部分研究顯示，植骨部位存在嚴重的骨吸收現象，并不能達到預期療效。Knop 等［39］的研究發現，椎弓根螺釘內固定結合椎體內植骨，對術后矯正度丟失的預防效果并不顯著。Alanay等［40］對比后路短節段內固定聯合/不聯合傷椎椎體內植骨的患者術后矯正度丟失及內固定失敗的情況，發現椎體內植骨并不能有效預防術后矯正度丟失。此外，Nguyen等［41］的研究報道，傷椎椎體內植骨并未消除椎體內的骨缺損，也不能有效避免骨缺損引發的多種并發癥。許多學者分析植骨治療失敗的原因，Grogan 等［42］認為，經椎弓根植骨操作難度大，植骨量少，無法支撐前柱、促進骨性愈合。葉春萬等［43］對6 具新鮮尸體進行骨缺損建模及打壓植骨發現，打壓植骨能夠建立良好的生物力學。使用自體骨進行打壓植骨雖然可以獲得較好的充填效果，但是骨供應量有限，且易引發多種供區并發癥。為解決植骨骨量的問題，部分學者采用同種異體骨、替代物進行植骨，取得較為滿意的療效。van Herck 等［44］用同種異體骨+自體骨治療胸腰椎爆裂性骨折，臨床療效滿意。印飛等［45］的隨機對照研究結果顯示，短節段椎弓根螺釘內固定聯合椎體內同種異體骨和重組人骨形態發生蛋白-2（rhBMP-2）打壓植骨，可有效恢復傷椎高度、降低傷椎骨缺損程度，療效滿意。

3.5 前路重建

葉晶華等［46］通過一期后路內固定手術、二期前路傷椎椎體次全切除術并鈦網植骨解決骨折復位后的“空殼”改變，療效滿意。但此治療方法難度較高，創傷較大，僅適用于嚴重椎體爆裂性骨折伴脊髓神經壓迫癥狀的患者。

4 結語與展望

根據目前的研究現狀，骨科醫師須充分了解胸腰椎骨折后傷椎內骨缺損發生和預后的相關因素，認清骨缺損帶來的危害，謹慎選擇處理方式，實現有效防治。傷椎內骨缺損正確處理須個體化區別對待，對于椎體骨折程度較輕的年輕患者，若骨密度正常，無其他嚴重的合并癥，傷椎內骨缺損一般體積較小，后期可能自發愈合，可不予處理。對于高齡或伴骨質疏松的患者，進行骨水泥填充是較好的選擇。對于嚴重的椎體壓縮性骨折或爆裂性骨折，前中柱破壞嚴重，容易產生體積較大的傷椎內骨缺損，難以自發愈合，后續可能引發多種并發癥，采用后路椎弓根釘棒系統內固定聯合傷椎重建術治療可有效消滅傷椎內骨缺損，避免并發癥的發生。傷椎重建的首選方式為經椎弓根傷椎椎體內自體骨植骨，也可根據實際酌情選用其他植骨材料。此外，隨著微創理念的普及、手術設備的進步和新型植骨材料的發展，可供選擇的治療方案不斷涌現，如微創經皮單平面椎弓根螺釘內固定術已成為微創治療胸腰椎骨折的首選方案，而復合骨形態發生蛋白（BMP）等生長因子的新型植骨材料將會為傷椎內骨缺損的治療提供更為廣闊的發展前景。