骨水泥強(qiáng)化椎弓根螺釘固定治療伴骨質(zhì)疏松腰椎管狹窄癥臨床應(yīng)用

孫治國 王浩 趙喜濱 袁宏

隨著我國人口結(jié)構(gòu)的改變，老年腰椎管狹窄在臨床上越來越多見，對于癥狀重、嚴(yán)重影響生活質(zhì)量的患者，絕大多數(shù)須手術(shù)治療。其中椎弓根螺釘內(nèi)固定因其對脊柱的前、中、后三柱具有堅(jiān)強(qiáng)的固定作用且固定效果滿意，成為目前脊柱外科常用的治療腰椎管狹窄的內(nèi)固定方法。由于老年患者常并發(fā)骨質(zhì)疏松癥，其椎體無法為椎弓根螺釘提供足夠的支撐力和抗壓抗彎曲強(qiáng)度，螺釘固定困難且很容易松動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘?shù)陌殉至Υ笮∨c螺釘－骨質(zhì)界面強(qiáng)度有密切關(guān)系[1]。基于這一理論，大量的研究集中于釘?shù)溃琴|(zhì)界面的強(qiáng)化處理[2]。進(jìn)行椎管減壓植骨融合的同時(shí)，采用聚甲基丙烯酸甲酯 ( polymethyl methacrylate，PMMA ) 骨水泥對椎弓根螺釘釘?shù)肋M(jìn)行強(qiáng)化，能有效提高椎弓根釘?shù)墓潭ㄐЧ?010 年 6 月至 2013 年 6 月，我院收治骨質(zhì)疏松合并腰椎管狹窄癥患者 13 例，采用骨水泥強(qiáng)化椎體椎弓根螺釘固定治療，取得了較好療效，現(xiàn)報(bào)告如下。

資料與方法

一、一般資料

本組 13 例，其中男 4 例，女 9 例，平均年齡68 ( 61～77 ) 歲。其中二階段 9 例，三階段 4 例。患者主要表現(xiàn)為腰痛和間歇性跛行，經(jīng)保守治療6 個(gè)月癥狀不緩解后行手術(shù)治療。所有患者術(shù)前均行腰椎正側(cè)雙斜位、過伸過屈位 X 線、CT 和 MRI檢查。用雙能 X 線骨密度儀測量待植入螺釘固定的椎體的骨密度，骨密度＜0.80 g / cm2者為本組的手術(shù)適應(yīng)證。術(shù)中均對椎弓根螺釘進(jìn)行 PMMA 強(qiáng)化，融合節(jié)段位于 L5～S1節(jié)段 5 例，L4～5節(jié)段 4 例，L4～S1節(jié)段 4 例。

二、手術(shù)方法

麻醉成功后，取俯臥位，取腰背部后正中縱切口，依據(jù)融合椎體間隙數(shù)目來決定切口長度。逐層切開，剝離棘旁肌，常規(guī)顯露椎體的棘突、椎板以及關(guān)節(jié)突。探明椎弓根位置后確定進(jìn)針點(diǎn)，開口器開口，再次用開路錐進(jìn)入椎弓根及椎體后，放置定位釘。X 線透視下觀察定位釘?shù)姆较?、角度以及進(jìn)入椎體的深度，確定無誤后，使用椎體成形術(shù)的工作套管，在透視引導(dǎo)下推入牙膏狀態(tài)的骨水泥到椎體的前中部，每個(gè)螺釘孔內(nèi)注入骨水泥約 1.5 ml，再擰入椎弓根螺釘。骨水泥固化后再次透視見螺釘位置良好，骨水泥分布良好，根據(jù)病情選擇相應(yīng)節(jié)段的椎板切除減壓，神經(jīng)根探查，椎體間植骨融合，安放預(yù)彎的固定棒及螺母。

三、術(shù)后處理

術(shù)后 24 h 拔出引流管，常規(guī)術(shù)前及術(shù)后應(yīng)用抗生素各一次，術(shù)后給予甘露醇、甲潑尼龍等藥物治療 3～5 天。 術(shù)后復(fù)查腰椎正側(cè)位 X 線片及 CT掃描，確定螺釘?shù)奈恢眉搬數(shù)乐車撬嗟姆植记闆r，并判斷是否有骨水泥滲漏，術(shù)后 2～3 天帶腰圍開始下床行走 。出院后 3、6、14 個(gè)月定期隨訪，半年復(fù)查骨密度，長期服用抗骨質(zhì)疏松藥物。

四、評價(jià)方法

分別于術(shù)前 1 天、術(shù)后 7 天、3 個(gè)月采用視覺模擬評分 ( visual analogue scores，VAS ) 進(jìn)行腰痛和下肢痛評分。根據(jù)術(shù)后 14 個(gè)月復(fù)查正側(cè)位 X 線片，采用 Cook 指標(biāo)來評價(jià)腰椎融合情況。椎體間骨性融合采用 X 線片 Cook 等[3]標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 融合節(jié)段間有連續(xù)性骨小梁所形成的骨橋；( 2 ) 椎弓根釘及椎體間植骨區(qū)無硬化、透亮帶；( 3 ) 動(dòng)力位 X 線片上融合節(jié)段無相對移位，三者缺一即視為未成功融合或原融合節(jié)段間形成假關(guān)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)分為融合、固定 ( 固定在位、融合節(jié)段無骨小梁形成 ) 和失敗。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用 SPSS 13.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料以描述，符合正態(tài)分布者且方差齊者采用方差分析，不符合正態(tài)分布者采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

本組共使用 36枚椎弓根螺釘，每個(gè)螺釘注入的 PMMA 骨水泥量約為 1.5 ml，術(shù)中骨水泥注入過程中沒有發(fā)生骨水泥滲漏、放熱效應(yīng)及毒性反應(yīng)引起并發(fā)癥。13 例均獲得隨訪，平均隨訪時(shí)間 14( 8～16 ) 個(gè)月，術(shù)后 1 周腰痛和下肢痛 VAS 評分與術(shù)前比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05 )；術(shù)后 3 個(gè)月與術(shù)后 1 周比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05 )(表1)。椎體間融合使用 Cook 指標(biāo)隨訪 14 個(gè)月13 例融合，未見固定和失敗。13 例中無內(nèi)固定松動(dòng)、斷裂或脫落，螺釘周圍未見透亮線出現(xiàn)，并骨性融合。典型病例見圖 1。

表1 VAS 腰痛和下肢痛評分 (±s，分 )Tab.1 VAS waist pain and lower limb pain scores (±s, point )

表1 VAS 腰痛和下肢痛評分 (±s，分 )Tab.1 VAS waist pain and lower limb pain scores (±s, point )

注：a與術(shù)前比較，P ＜ 0.05；b與術(shù)后 7 天比較，P ＞ 0.05Notice: aCompared with the preoperative,P＜0.05; bCompared with 7 days postoperative,P＞0.05

VAS 評分 術(shù)前 1 天 術(shù)后 7 天 術(shù)后 3 個(gè)月腰痛 8.05±0.76 2.20±1.18a 1.82±0.15b下肢痛 9.16±0.43 2.32±0.35a 1.14±0.44b

圖1 患者，女，76 歲，腰椎管狹窄并腰椎不穩(wěn)，T12 椎體壓縮骨折椎體成形術(shù)后，嚴(yán)重骨質(zhì)疏松癥 a～c：術(shù)前腰椎 MRI；d～e：術(shù)后腰椎正側(cè)位片F(xiàn)ig.1 Female, 76 years old, lumbar spinal stenosis and instability, T12 vertebral compression fractures after vertebroplasty, severe osteoporosis a-c:Preoperative MRI of the lumbar spine; d-e: Postoperative lumbar radiographs ( anterior and posterior and lateral )

討 論

一、腰椎管狹窄伴骨質(zhì)疏松治療方案的選擇

隨著社會(huì)老齡化，骨質(zhì)疏松癥已成為嚴(yán)重危害老年人特別是老年女性的一種常見疾病，近 30 年來其發(fā)病率呈上升趨勢[4]。對患有腰椎滑脫、脊柱不穩(wěn)、腫瘤、外傷等疾患的骨質(zhì)疏松患者行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定時(shí)，這類患者往往年齡較大，如果脊柱骨質(zhì)狀況較差可導(dǎo)致椎弓根螺釘松動(dòng)和脫出，進(jìn)而造成植骨的不融合以及假關(guān)節(jié)形成等，給治療帶來極大的困難[5-6]。椎體的骨密度是抗螺釘松動(dòng)的主要因素，骨密度越高，置入螺釘?shù)姆€(wěn)定性越強(qiáng)；骨密度降低，置入螺釘?shù)姆€(wěn)定性也隨之下降。骨質(zhì)疏松患者骨轉(zhuǎn)換呈負(fù)平衡狀態(tài)，即骨吸收大于骨形成，導(dǎo)致骨小梁變細(xì)、骨體積下降[4]。為了取得成功內(nèi)固定，增加釘－骨界面的把持力是關(guān)鍵因素。19 世紀(jì) 60 年代，骨水泥就用于關(guān)節(jié)假體置換中以增強(qiáng)界面的把持力[7-8]。骨水泥強(qiáng)化椎體后對于椎弓根螺釘固定加強(qiáng)的機(jī)理有兩點(diǎn)：一是骨水泥對椎弓根釘與骨質(zhì)之間有一定錨固作用；二是當(dāng)椎弓根螺釘擰入釘?shù)罆r(shí)，將骨水泥擠壓到螺釘周圍的骨質(zhì)之中，固化后使螺釘周圍骨質(zhì)強(qiáng)度增加。通過骨水泥強(qiáng)化，不僅能提供脊柱的即刻穩(wěn)定性，還能顯著增加固定節(jié)段脊柱的抗疲勞能力[9]。Pfeifer 等[10]研究證實(shí)，對于骨質(zhì)疏松椎體，單純增加螺釘直徑或向釘?shù)纼?nèi)填充骨粉或火柴棒狀骨并不能明顯增加螺釘?shù)淖畲筝S向拔出力，而通過 PMMA 骨水泥強(qiáng)化螺釘，能顯著提高螺釘?shù)妮S向拔出力和抗疲勞能力。Soshi 等[11]研究表明，對于 Jikei 分級初級和 I 級的骨質(zhì)疏松脊椎，螺釘直徑增加 20%，螺釘抗拔力增加 1 倍，對于 II 和 III 級骨質(zhì)疏松患者，單純增加螺釘直徑作用不大，必須采用釘?shù)缽?qiáng)化劑的方法提高螺釘與界面的把持力。

二、骨水泥強(qiáng)化椎弓根釘技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)及臨床并發(fā)癥的原因分析

PMMA 強(qiáng)化老年骨質(zhì)疏松椎弓根螺釘固定可能引起的臨床并發(fā)癥主要有：( 1 ) PMMA 滲漏入椎管形成占位，壓迫神經(jīng)根及馬尾；( 2 ) PMMA 凝固時(shí)發(fā)熱灼傷神經(jīng)組織；( 3 ) PMMA 不能在體內(nèi)代謝，時(shí)間久后可能引起周圍骨質(zhì)吸收、螺釘松動(dòng)；( 4 ) PMMA 的毒性可能致一過性低血壓、肺栓塞等[12-13]。

為使并發(fā)癥發(fā)生率降至最低，結(jié)合筆者近幾年的臨床經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將骨水泥強(qiáng)化椎弓根釘技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)總結(jié)如下：( 1 ) 因?yàn)橹挥幸淮芜M(jìn)針機(jī)會(huì)，故進(jìn)針點(diǎn)、進(jìn)針方向及進(jìn)針深度必須精準(zhǔn)；( 2 ) 在開展骨水泥強(qiáng)化椎弓根釘技術(shù)時(shí)，采用椎弓根螺釘與椎體成形相結(jié)合技術(shù)，要求開路錐的直徑同骨水泥推桿直徑一致，已確保推注骨水泥過程中通道保持密閉，防止骨水泥外滲；( 3 ) 操作桿推入骨水泥時(shí)應(yīng)控制骨水泥的黏稠度呈牙膏狀且骨水泥量為 1.5 ml為最佳；( 4 ) 注入過程須在持續(xù)透視下將骨水泥緩慢加壓注入椎體內(nèi)，以監(jiān)測骨水泥的量和注入速度，如術(shù)中出現(xiàn)滲漏應(yīng)立即停止注射。本組 13 例均順利完成手術(shù)，無 1 例出現(xiàn)臨床手術(shù)并發(fā)癥。因此只要正確掌握進(jìn)釘技術(shù)，規(guī)范操作，把握骨水泥推入時(shí)機(jī)及推入量，是可以避免并發(fā)癥發(fā)生的。

三、骨水泥強(qiáng)化椎弓根釘技術(shù)展望

PMMA 骨水泥強(qiáng)化釘?shù)揽梢蕴岣咦倒葆數(shù)姆€(wěn)定性，但其應(yīng)用也存在一些不足，如與組織的生物相容性欠佳，在體內(nèi)不能降解，無成骨作用，遠(yuǎn)期存在螺釘－骨水泥－骨界面松動(dòng)的可能等。椎弓根螺釘?shù)膹?qiáng)化存在兩個(gè)問題：一是可吸收材料即刻的強(qiáng)度能否滿足固定復(fù)位的要求；另一個(gè)是骨質(zhì)疏松性骨質(zhì)中可吸收材料替代過程中能否維持固定的強(qiáng)度，需要建立有效的骨質(zhì)疏松模型進(jìn)行進(jìn)一步評估。本組病例植入螺釘數(shù)量較少，隨訪時(shí)間較短，其遠(yuǎn)期效應(yīng)有待進(jìn)一步觀察研究。

總之，通過近期的臨床隨訪結(jié)果得出，骨水泥強(qiáng)化椎弓根螺釘治療腰椎管狹窄伴骨質(zhì)疏松患者在近期可獲得滿意的臨床療效。

[1] Reitman CA, Nguyen L, Fogel GR. Biomechanical evaluation of relationship of screw pullout strength, insertional torque,and bone mineral density in the cervical spine. J Spinal Disord Tech, 2004, 17(4):306-311.

[2] Chang MC, Liu CL, Chen TH. Polymethylmethacrylate augmentation of pedicle screw for osteoporotic spinal surgery:a novel technique. Spine, 2008, 33(10):E317-324.

[3] McGregor AH, Cattermole HR, Hughes SP. Global spinal motion in subjects with lumbar spondylolysis and spondylolisthesis: does the grade or type of slip affect global spinal motion? Spine, 2001, 26(3):282-286.

[4] 戴克戎. 骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致骨力學(xué)性能下降的機(jī)理. 中華骨科雜志, 1997, 17(6):405-406.

[5] 俞武良, 陸建猛, 歐陽甲, 等. 椎弓根內(nèi)固定并后外側(cè)融合治療老年腰椎管狹窄癥. 臨床骨科雜志, 2010, 13(1):17-18.

[6] 盧政好, 李平元, 蘇曉桃, 等. USS釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定結(jié)合椎體間植骨融合術(shù)治療退行性腰椎不穩(wěn)癥. 臨床骨科雜志, 2011,14(3):260-263.

[7] Cameron HU, Jacob R, Macnab I, et al. Use of polymethylmethacrylate to enhance screw fixation in bone. J Bone Joint Surg Am, 1975, 57(5):655-656.

[8] Urist MR. Acrylic cement stabilized joint replacements. Curr Probl Surg, 1975: 1-54.

[9] Stankewich CJ, Swiontkowski MF, Tencer AF, et al. Augmentation of femoral neck fracture fixation with an injectable calcium-phosphate bone mineral cement. J Orthop Res, 1996,14(5):786-793.

[10] Pfeifer BA, Krag MH, Johnson C. Repair of failed transpedicle screw fixation. A biomechanical study comparing polymethylmethacrylate, milled bone, and matchstick bone reconstruction. Spine, 1994, 19(3):350-353.

[11] Soshi S, Shiba R, Kondo H, et al. An experimental study on transpedicular screw fixation in relation to osteoporosis of the lumbar spine. Spine, 1991, 16(11):1335-1341.

[12] 樊仕才, 劉成恩, 王宏波, 等. 三種術(shù)式治療骨質(zhì)疏松椎體壓縮性骨折的療效比較. 中華創(chuàng)傷骨科雜志, 2007, 9(4):395-396.

[13] 陳紅衛(wèi), 許關(guān)富, 樓舒暢, 等. 后路椎弓根螺釘內(nèi)固定結(jié)合椎體成形治療胸腰椎骨折. 臨床骨科雜志, 2006, 9(1):39-41.