經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)中椎體撐開(kāi)技術(shù)的研究進(jìn)展

劉冰川 綜述 田 耘審校

(北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科，北京 100083)

·文獻(xiàn)綜述·

經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)中椎體撐開(kāi)技術(shù)的研究進(jìn)展

劉冰川 綜述 田 耘*審校

(北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科，北京 100083)

骨質(zhì)疏松相關(guān)性疾病日趨成為影響老年人生活質(zhì)量的重要因素，骨質(zhì)疏松椎體壓縮性骨折(osteoporotic vertebral compression fractures, OVCFs)是其主要的并發(fā)癥之一。老年人因鈣量丟失造成骨量減少，骨強(qiáng)度降低而脆性增加，即使輕微的外力也容易發(fā)生骨折。傳統(tǒng)保守治療方法療效往往不理想，并且長(zhǎng)期臥床還會(huì)引起心、腦、肺、腎等一系列并發(fā)癥。經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)(percutaneous kyphoplasty, PKP)自1994年問(wèn)世[1]即被應(yīng)用于OVCFs患者的微創(chuàng)手術(shù)治療，并取得良好療效[1～4]。21世紀(jì)以來(lái)，許多新型椎體撐開(kāi)技術(shù)相繼出現(xiàn)并已部分被應(yīng)用于PKP中，本文就國(guó)內(nèi)外具有代表性的椎體擴(kuò)張技術(shù)進(jìn)行文獻(xiàn)總結(jié)。

1 PKP術(shù)中椎體撐開(kāi)技術(shù)的種類(lèi)

在傳統(tǒng)PKP術(shù)中，椎體被撐開(kāi)后形成的空腔需要用骨水泥填充以維持椎體高度及穩(wěn)定性，近年來(lái)，將骨性材料或金屬材料填入椎體空腔的方法也逐漸在臨床上得到應(yīng)用。我們將椎體空腔內(nèi)需填充骨水泥的椎體撐開(kāi)技術(shù)分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是椎體撐開(kāi)與空腔內(nèi)骨水泥填充分步驟完成，此類(lèi)技術(shù)主要包括Kyphon 球囊、SKY骨擴(kuò)張系統(tǒng)、Jack椎體擴(kuò)張器、VBS椎體支架系統(tǒng)以及形狀記憶合金椎體擴(kuò)張器等；另一類(lèi)是椎體撐開(kāi)與空腔內(nèi)骨水泥填充合成一個(gè)步驟完成，此類(lèi)技術(shù)主要包括Vessel-X骨材料填充系統(tǒng)、Catheter fabric技術(shù)以及Kiva椎體成形術(shù)等。PKP術(shù)中椎體空腔內(nèi)應(yīng)用其他材料填充的椎體撐開(kāi)技術(shù)主要包括：StaXx Fx技術(shù)、Pillar支柱塊填充技術(shù)、Osseofix系統(tǒng)以及OptiMesh 系統(tǒng)等。

2 各種椎體撐開(kāi)技術(shù)

2.1 Kyphon 球囊

可膨脹式球囊(inflatable bone tamp, IBT)是在PKP術(shù)中用于骨折椎體復(fù)位并產(chǎn)生椎體空腔的重要裝置。最初被Lieberman等[5]應(yīng)用于治療30例OVCFs，并取得良好的臨床效果。操作時(shí)將IBT通過(guò)工作通道置入椎體并加壓使球囊膨脹以撐開(kāi)椎體形成空腔，同時(shí)部分恢復(fù)椎體高度，隨后將預(yù)先混合好的骨水泥注入椎體空腔。IBT的代表產(chǎn)品是Medtrodic公司推出的Kyphon系列球囊，主要包括常規(guī)的Kyphon Xpander，雙向抬舉式撐開(kāi)的Kyphon Elevate，以及用于精確定向撐開(kāi)的Kyphon Exact等。近幾年的臨床研究表明，經(jīng)皮球囊擴(kuò)張椎體成形術(shù)對(duì)于多種原因引起的椎體骨折如OVCFs、外傷性椎體損傷以及脊柱腫瘤引起椎體骨折均有良好的緩解疼痛的效果[6，7]。Bomemann等[8]報(bào)道接受Kyphon球囊擴(kuò)張的OVCFs患者術(shù)后腰背部疼痛VAS、ODI評(píng)分改善率分別為53%和47%，3年隨訪椎體高度平均改善1.6 mm，脊柱后凸角平均減少1.3°。黃衛(wèi)國(guó)等[9]報(bào)道OVCFs患者接受PKP術(shù)后2年傷椎高度及后凸角度由術(shù)前(18.42±0.73)mm及26.65°±1.74°改善至(22.12±0.65)mm及18.70°±1.12°。左華等[10]報(bào)道OVCFs患者接受PKP術(shù)后2年傷椎高度及后凸角度由由術(shù)前(12.1±0.38)mm及21.3°±5.9°改善至(19.7±0.55)mm及11.1°±4.3°，術(shù)后生活質(zhì)量明顯提高。經(jīng)皮球囊擴(kuò)張椎體成形術(shù)存在一定幾率的骨水泥滲漏，文獻(xiàn)[11,12]報(bào)道發(fā)生率27.5%～58.2%。此外，Kyphon球囊擴(kuò)張壓力相對(duì)較低，有的學(xué)者提出球囊壓力在術(shù)中不宜超過(guò)220 Psi[13]，較低的壓力使球囊在擴(kuò)張過(guò)程中膨脹方向難以精確控制，球囊體往往更容易逸入椎體壓力較小的薄弱區(qū)域，限制椎體高度的進(jìn)一步恢復(fù)，并且球囊由于質(zhì)地軟使其在撐開(kāi)過(guò)程中存在被破裂骨緣刺破的風(fēng)險(xiǎn)。IBT在臨床上更適用于骨小梁壓縮相對(duì)松弛的新鮮OVCFs，而且球囊在擴(kuò)張過(guò)程中可向傷椎對(duì)側(cè)膨脹，更有利于骨水泥向?qū)?cè)灌注。近幾年，國(guó)產(chǎn)球囊的研究及臨床應(yīng)用也日益受到重視，蔣翔等[14]對(duì)普霖及球囊和Kyphon 球囊進(jìn)行一項(xiàng)臨床對(duì)比研究，結(jié)果顯示2種球囊對(duì)于緩解患者疼痛的療效未見(jiàn)明顯差異。

2.2 Sky骨擴(kuò)張系統(tǒng)

為在一定程度上克服Kyphon球囊存在的上述缺點(diǎn)，以色列Disc-O-Tech公司于2004年推出Sky骨擴(kuò)張系統(tǒng)(Sky Bone Expender System)，主要用于OVCFs和陳舊性椎體骨折。此技術(shù)不同于球囊依靠液壓完成擴(kuò)張，Sky骨擴(kuò)張系統(tǒng)的主要撐開(kāi)裝置是頭端的高分子聚合材料制成的堅(jiān)硬套管，操作時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)尾端螺帽使套管向四周放射擴(kuò)張以擠壓推動(dòng)周?chē)墙M織實(shí)現(xiàn)坍塌椎體復(fù)位，椎體內(nèi)遺留的空腔需注入骨水泥來(lái)保持穩(wěn)定。該裝置在擴(kuò)張過(guò)程中有良好的定向性，擴(kuò)張高度達(dá)14～16 mm[15]，并且對(duì)于陳舊性O(shè)VCFs患者的傷椎復(fù)位有良好的應(yīng)用效果[16]。Xiong等[17]對(duì)25例27節(jié)傷椎行Sky骨擴(kuò)張系統(tǒng)手術(shù)治療，術(shù)后1 h傷椎高度及疼痛程度較術(shù)前明顯改善，術(shù)后1年傷椎Cobb角9.8°±9.76°，VAS評(píng)分(0.80±0.94)分，ODI評(píng)分(9.13±2.45)%，與術(shù)前17.18°±9.35°、(6.82±2.12)分及(42.88±3.95)%比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。然而，Sky骨擴(kuò)張系統(tǒng)也存在骨水泥滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，主要原因在于套管在擴(kuò)張過(guò)程中所形成的局部機(jī)械張力易造成骨皮質(zhì)受損甚至破裂。Foo等[18]報(bào)道由于骨屑嵌頓于套管間隙造成套管回縮困難，導(dǎo)致擴(kuò)張器不易取出。

2.3 Jack椎體擴(kuò)張器

Jack椎體擴(kuò)張器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是胸腰段椎弓根高度寬度比約為2∶1的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，頭端的可折疊金屬擴(kuò)張器是主要裝置，較強(qiáng)的撐開(kāi)壓力使其適用于陳舊性椎體骨折。操作時(shí)將頭端擴(kuò)張器縱向置入椎體后2/3并旋轉(zhuǎn)90°，在保證頭端面積較寬的部位對(duì)準(zhǔn)上下終板的前提下，緩慢撐開(kāi)金屬擴(kuò)張器，進(jìn)而推動(dòng)上下終板移動(dòng)以恢復(fù)椎體高度。金屬擴(kuò)張器的擴(kuò)張可產(chǎn)生約為800 psi的剛性張力[19]，恢復(fù)椎體高度效果明顯，形成椎體空腔空間較大。Li等[20]報(bào)道Jack椎體擴(kuò)張器能夠更好地恢復(fù)椎體高度及矯正后凸畸形，并在一定程度上減少骨水泥滲漏。Fan等[21]對(duì)218例OVCFs應(yīng)用Jack椎體擴(kuò)張器治療，末次隨訪患者傷椎前緣高度及Cobb角度分別由術(shù)前的(19.3±3.2)mm及16.2°±6.6°改善至(24.9±2.6)mm及8.5°±5.6°，VAS、ODI評(píng)分由術(shù)前(8.2±1.3)分及(78.2±13.3)%改善至(1.8±0.8)分及(20.9±6.8)%,發(fā)生12例骨水泥滲漏，無(wú)嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。楊升全等[22]將kyphon球囊、Sky骨擴(kuò)張系統(tǒng)及Jack擴(kuò)張器的臨床應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果顯示Jack骨擴(kuò)張器在恢復(fù)椎體高度方面的效果更明顯，只有2.8%的骨水泥滲漏率，顯著低于球囊的7.3%滲漏率及Sky的40.99%滲漏率。然而，由于Jack擴(kuò)張器的擴(kuò)張同樣依靠剛性的機(jī)械張力，其在手術(shù)過(guò)程中應(yīng)避免過(guò)度加壓，以防止骨皮質(zhì)發(fā)生繼發(fā)性破裂。此手術(shù)需要的通道管徑相比于球囊擴(kuò)張器較粗，對(duì)于椎弓根寬度較窄的病例應(yīng)用具有一定的局限性，多適用于胸椎以下節(jié)段。

Jack椎體擴(kuò)張器經(jīng)過(guò)改進(jìn)，其頭端的擴(kuò)張器更換為鈦合金材料，形成新的椎體內(nèi)擴(kuò)張融合技術(shù)。操作時(shí)鈦合金擴(kuò)張器留置與椎體內(nèi)，可視情況向椎體空腔內(nèi)添加適量的骨性材料，以維持椎體高度，加快椎體內(nèi)骨融合。椎體內(nèi)擴(kuò)張融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于完全規(guī)避填充骨水泥造成的滲漏、栓塞等嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生，并且其頭端擴(kuò)張器載藥時(shí)可以進(jìn)行腫瘤的靶向治療。

2.4 VBS支架

VBS椎體支架系統(tǒng)(vertebral body stending system, VBS)是由Synthes公司發(fā)明的一種新型椎體擴(kuò)張器，頭端由包裹CoCrWNi合金支架的球囊構(gòu)成，工作原理則與心血管支架相似。VBS支架對(duì)于T5～L5的椎體壓縮骨折均適用，多用于治療不伴椎體后壁破損的T10～L5OVCFs患者[23]。操作時(shí)通過(guò)球囊擴(kuò)張撐開(kāi)支架以復(fù)位壓縮椎體，支架留在椎體內(nèi)并撤出球囊，向支架空腔內(nèi)注入骨水泥。球囊的最大膨脹壓力達(dá)30 atm，支架在12 atm的張力下開(kāi)始擴(kuò)張，最大擴(kuò)張直徑可達(dá)17 mm。VBS椎體支架系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于支架可為球囊撤出后的椎體提供支撐力，有效維持?jǐn)U張后椎體高度，同時(shí)為骨水泥的注入提供空腔，有利于減少骨水泥滲漏[24]。Disch等[25]回顧性研究證實(shí)VBS支架在保證臨床效果的前提下，提高骨水泥灌注過(guò)程的椎體穩(wěn)定性。Werner等[26]通過(guò)對(duì)100例新鮮OVCFs進(jìn)行VBS支架與Kyphon球囊治療的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果顯示VBS支架的治療效果雖然值得肯定，但并不顯著優(yōu)于Kyphon球囊。

2.5 形狀記憶合金椎體擴(kuò)張器

Ni-Ti合金具有良好的形狀記憶性能與彈性，并擁有不錯(cuò)的機(jī)械穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及生物相容性，這些卓越的性能促使其逐漸被應(yīng)用于椎體撐開(kāi)技術(shù)。將不同形狀的Ni-Ti合金在體外低溫下預(yù)拉成金屬絲，送入椎體后擴(kuò)張器依靠記憶性能復(fù)原形狀并同時(shí)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的支撐力，復(fù)位壓縮椎體，隨后可選擇性向椎體空腔內(nèi)注入一定量的骨水泥。國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)設(shè)計(jì)出如螺旋形、金屬網(wǎng)球形及燈籠骨架形等形態(tài)的椎體成形裝置，以期支撐骨折椎體、矯正后凸畸形以及為填充骨材料創(chuàng)造更好的條件。由于金屬絲恢復(fù)形狀時(shí)產(chǎn)生的支撐力有限，Ni-Ti椎體擴(kuò)張器主要適用于新鮮椎體壓縮骨折。但此技術(shù)缺乏有效的臨床數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明其臨床療效，并且何種形狀能實(shí)現(xiàn)最佳的生物力學(xué)穩(wěn)定仍需要廣大學(xué)者更深入的對(duì)比研究。

2.6 Vessel-X骨材料填充系統(tǒng)

Vessel-X系統(tǒng)的核心撐開(kāi)裝置為雙層聚對(duì)苯二甲酸醇酯材料相互編織成的網(wǎng)袋狀頭端結(jié)構(gòu)。操作時(shí)向預(yù)先置入椎體內(nèi)的卷縮狀網(wǎng)袋注入骨水泥，依靠液壓使網(wǎng)袋膨脹以撐開(kāi)壓縮椎體。由于網(wǎng)袋結(jié)構(gòu)致密且膨脹后不再取出椎體，此手術(shù)操作理論上可以顯著降低骨水泥滲漏的發(fā)生，并且可減少壓縮椎體出現(xiàn)“反彈現(xiàn)象”。Vessel-X主要適用于胸腰段的新鮮壓縮骨折和早期陳舊性椎體骨折，F(xiàn)lors等[27]采用Vessel-X治療29例椎體壓縮骨折，傷椎范圍包括T6～L5，術(shù)后患者腰部疼痛緩解明顯，VAS評(píng)分由術(shù)前(8.72±1.25)分改善至術(shù)后(3.38±2.35)分。Klingler等[28]將Vessel-X應(yīng)用于腫瘤引起的病理性椎體骨折，同樣取得良好的臨床療效。然而，目前關(guān)于此技術(shù)的長(zhǎng)期臨床應(yīng)用效果報(bào)道較少，包裹骨水泥的球囊是否會(huì)在術(shù)后發(fā)生移位以及骨折椎體術(shù)后是否會(huì)發(fā)生坍塌等并發(fā)癥仍需進(jìn)一步研究。

Catheter Fabric椎體成形術(shù)(catheter fabric kyphoplasty，CFKP)與Kiva椎體成形術(shù)(Kiva kyphoplasty，KKP)的手術(shù)操作原理與Vessel-X系統(tǒng)相類(lèi)似，不同之處在于CFKP的頭端擴(kuò)張器為可吸收纖維編織成的擴(kuò)張導(dǎo)管，而KKP的擴(kuò)張裝置為Kiva系統(tǒng)(Kiva VCF treatment system, Kiva System)。這2種椎體成形術(shù)已經(jīng)在臨床上得到應(yīng)用并取得良好的臨床療效[29,30]， Kiva系統(tǒng)則成為研究的熱門(mén)，Otten等[31]、Beall等[32]分別在2013、2015年提出Kiva系統(tǒng)具有降低術(shù)后臨椎骨折的發(fā)生率，并可節(jié)省手術(shù)時(shí)間的優(yōu)勢(shì)。

2.7 StaXx FX技術(shù)

StaXx FX的核心部件是多個(gè)1 mm厚的高分子聚醚醚酮墊片，操作時(shí)將墊片置入椎體，并通過(guò)擠壓作用在垂直方向上疊加墊片以實(shí)現(xiàn)抬高坍塌椎板的目的。這一技術(shù)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是每次椎體抬高高度可精確控制到1 mm，而且術(shù)中不填入骨水泥完全避免骨水泥滲漏的發(fā)生。墊片疊加所產(chǎn)生的軸向機(jī)械擠壓力相對(duì)較強(qiáng)，使StaXx Fx適用于陳舊性椎體壓縮骨折及新鮮椎體骨折的復(fù)位與穩(wěn)定。Renner等[33]通過(guò)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)應(yīng)用StaXx Fx可有效恢復(fù)骨折椎體高度，矯正后凸畸形，并且可在椎體高度并未完全恢復(fù)的前提下可有效提高脊柱的抗彎曲能力。由于此技術(shù)的臨床應(yīng)用范圍有限，長(zhǎng)期臨床療效及術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率尚無(wú)有效隨訪數(shù)據(jù)加以說(shuō)明。van der Plaat等[34]報(bào)道1例OVCFs接受StaXx Fx治療,術(shù)后發(fā)生墊片穿出前外側(cè)椎體而逸入胸腔的嚴(yán)重并發(fā)癥。

2.8 Pillar椎體支柱塊

經(jīng)皮椎體Pillar支柱塊(intravertebral expandable pillars, IVEP)由臺(tái)灣Aaxfer公司生產(chǎn)，是主要用于治療OVCFs的一種椎體撐開(kāi)技術(shù)。支柱塊是由鈦合金材料制成，包含2片金屬體及中間與之相連的推桿螺栓。操作時(shí)需先向椎體內(nèi)植入自體骨或異體骨，再將合適型號(hào)的Pillar支柱塊置入椎體，通過(guò)擰動(dòng)推桿螺栓可使金屬體打開(kāi)，進(jìn)而撐開(kāi)壓縮椎體，恢復(fù)椎體高度。應(yīng)用IVEP治療復(fù)雜椎體壓縮骨折或創(chuàng)傷性椎體骨折時(shí)，需要加用后方內(nèi)固定以穩(wěn)定椎體。Hsieh等[35]對(duì)46例OVCFs分別應(yīng)用內(nèi)固定聯(lián)合IVEP和PKP治療并進(jìn)行療效比較，結(jié)果顯示內(nèi)固定聯(lián)合IVEP對(duì)于鄰椎的穩(wěn)定更具優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)學(xué)者也報(bào)道應(yīng)用IVEP聯(lián)合椎體內(nèi)植骨在治療胸腰段椎體壓縮骨折方面具有良好的療效[36～39]。但是IVEP的支柱塊體積相對(duì)較大，長(zhǎng)度26 mm，直徑最大11 mm，經(jīng)椎弓根置入時(shí)有撐破骨通道周?chē)琴|(zhì)繼發(fā)骨折甚至造成脊髓損傷的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于椎弓根基底較窄或發(fā)育畸形的患者應(yīng)謹(jǐn)慎應(yīng)用。

2.9 Osseofix系統(tǒng)

Osseofix系統(tǒng)(Osseofix System)的主要撐開(kāi)裝置為鈦合金金屬網(wǎng)狀撐開(kāi)器，臨床應(yīng)用主要針對(duì)T6～L5的椎體壓縮骨折患者。操作時(shí)通過(guò)骨通道將撐開(kāi)器置入椎體并打開(kāi)，待確認(rèn)位置適當(dāng)后選擇性注入骨水泥對(duì)傷椎進(jìn)行固定。Ender等[40]應(yīng)用Osseofix治療32例OVCFs并進(jìn)行1年的臨床及影像學(xué)隨訪，結(jié)果顯示患者術(shù)后腰部疼痛癥狀及椎體高度恢復(fù)明顯，平均VAS評(píng)分和Cobb角分別由7.7分及11.7°改善至1.4分及10.4°，并且針對(duì)存在椎體后壁損傷的椎體骨折患者也具有良好的治療效果。Eschler等[41]、Dheerendra等[42]也同樣報(bào)道Osseofix System的良好臨床療效，并且強(qiáng)調(diào)其在降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率的優(yōu)勢(shì)，推薦其臨床推廣應(yīng)用。

此外，以聚酯無(wú)紡布網(wǎng)袋為頭端撐開(kāi)裝置的Optimesh系統(tǒng)也在近幾年得到應(yīng)用，通過(guò)向網(wǎng)袋內(nèi)置入顆粒骨以撐開(kāi)網(wǎng)袋并復(fù)位椎體。理想條件下，骨顆粒可與椎體骨融合生長(zhǎng)，其形成的穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)擁有更接近正常椎體的彈性模量，可降低相鄰椎體發(fā)生術(shù)后再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)[43]。但是由于Optimesh填充骨顆粒所產(chǎn)生的撐開(kāi)力有限，造成其恢復(fù)椎體高度的能力受限，臨床療效仍需要大量有效的臨床數(shù)據(jù)加以證實(shí)。

幾種主要椎體撐開(kāi)技術(shù)的特點(diǎn)詳見(jiàn)表1。

表1 幾種主要椎體撐開(kāi)技術(shù)的特點(diǎn)

3 展望

PKP自問(wèn)世以來(lái)受到廣大臨床醫(yī)師的重視和應(yīng)用，在緩解OVCFs患者腰背部疼痛、恢復(fù)壓縮椎體高度、維持骨折椎體穩(wěn)定性以及矯正后凸畸形等方面的優(yōu)勢(shì)也逐漸得到認(rèn)可。經(jīng)過(guò)近10年的多元化發(fā)展，不僅PKP術(shù)中椎體撐開(kāi)技術(shù)更新?lián)Q代，而且填入椎體內(nèi)的材料也逐漸由骨水泥發(fā)展至可選擇性填入骨性材料或金屬材料，減少骨水泥滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，更好地實(shí)現(xiàn)椎體的生物力學(xué)穩(wěn)定。但是不論哪種方法都有不足之處，骨水泥滲漏及椎體二次骨折的病例都有報(bào)道，新技術(shù)帶來(lái)更好臨床療效的同時(shí)所產(chǎn)生的新問(wèn)題也同樣需要大家共同解決。在今后的發(fā)展中，椎體撐開(kāi)將會(huì)依托新材料、新方法、新技術(shù)的幫助，向治療方案?jìng)€(gè)性化、操作過(guò)程簡(jiǎn)單化、臨床療效最優(yōu)化的方向發(fā)展，更好地為廣大患者服務(wù)。

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(修回日期：2017-04-05)

(責(zé)任編輯：李賀瓊)

A

：1009-6604(2017)09-0836-05

10.3969/j.issn.1009-6604.2017.09.020

2017-02-19)

*通訊作者，E-mail：tianyunbj@sina.com