新型單側(cè)PVP骨水泥靶向推注裝置骨水泥彌散效果實驗研究

畢道馳 周友龍 朱澤敏

[摘要] 目的 觀察單側(cè)骨水泥靶向推注裝置在離體椎體內(nèi)多方向擴增效果，在水平位上頭端過椎體中線的有效性，骨水泥彌散效果。 方法 選取35個成人胸腰段椎骨樣本，通過 0.595 mol/L的EDTA-NA2脫鈣法浸泡15 d脫鈣處理，所有椎體經(jīng)脫鈣后均應(yīng)用靶向骨水泥推注裝置器械進(jìn)行單側(cè)穿刺，不同方向擴孔；應(yīng)用C臂機透視確認(rèn)其不同方向擴孔有效性及水平位擴孔時頭端過中線有效率，并在行骨水泥推注后C臂透視觀察骨水泥3 mL后在椎體內(nèi)水平位及矢狀位上過椎體中線彌散度。 結(jié)果 在35個椎體中因樣本質(zhì)量及實驗操作過程中損毀3個椎體，在剩余32個椎體樣本中，在應(yīng)用新型骨水泥推注裝置單側(cè)穿刺擴孔中，經(jīng)透視可見32例椎體均可行多方向擴孔，水平位上擴孔裝置頭端超過椎體中線25個椎體，占78.2%；到達(dá)中線5例，占15.6%；2例因穿刺操作角度問題未超過中線占6.2%；骨水泥3 mL推注后30例透視在水平位及矢狀位同時彌散過中線，占93.8%；2例骨水泥彌散在水平位透視中未過中線，占6.2%。 結(jié)論 該種新研制的單側(cè)PVP骨水泥靶向推注裝置在骨質(zhì)疏松椎體中確實可實現(xiàn)多方向擴孔；它的應(yīng)用可以使單側(cè)PVP骨水泥彌散更加充分，優(yōu)化手術(shù)效果。

[關(guān)鍵詞] PVP；靶向推注裝置；骨水泥；彌散效果

[中圖分類號] R687.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）22-0066-04

[Abstract] Objective To observe the multi-directional amplification effect of unilateral bone cement targeted bolus injection device in the vertebral body， the effectiveness of the head-end vertebral body midline at the horizontal position and the bone cement dispersion effect. Methods Thirty-five adult thoracic and lumbar vertebrae samples were selected and decalcified by 0.595 mol/L EDTA-Na2 decalcification for 15 days. All vertebral bodies were decalcified and then applied to unilateral puncture by the bone cement injection device， reaming in different directions； using C-arm machine to confirm the effectiveness of reaming in different directions and the efficiency of the head-end over the midline during reaming， and observed the dispersion over the vertebral midline by vertebral body horizontal and sagittal position after 3 mL injection of C-arm perspective bone cement. Results In 35 vertebrae， 3 vertebral bodies were damaged due to sample quality and experimental procedures. In the remaining 32 vertebral body samples， puncture reaming with a new bone cement injection device was used. The vertebral body can be reamed in multiple directions. The head of the horizontal reaming device exceeds 25 vertebral bodies at the midline of the vertebral body， accounting for 78.2%； 5 cases reach the midline， accounting for 15.6%； 2 cases do not exceed the midline due to the angle of the puncture operation， accounting for 6.2%； 30 cases of perspective diffused across the midline in the horizontal and sagittal at the same time after 3mL bone cement injection， accounting for 93.8%； 2 cases of bone cement dispersion in the horizontal perspective did not cross the midline， accounting for 6.2%. Conclusion This newly developed unilateral PVP bone cement targeted bolus injection device can indeed achieve multi-directional reaming in the osteoporotic vertebral body. Its application can make the unilateral PVP bone cement dispersion more fully and optimize the surgical effect.

[Key words] PVP； Targeted bolus injection device； Bone cement； Dispersion effect

我們自行設(shè)計了一種新型的單側(cè)PVP骨水泥靶向推注系統(tǒng)，本實驗?zāi)康脑谟隍炞C其應(yīng)用在離體骨質(zhì)疏松胸腰椎椎體中實現(xiàn)多方向擴孔，觀察骨水泥彌散效果，優(yōu)化單側(cè)PVP手術(shù)效果。

1 材料與方法

1.1 材料來源

成年離體胸腰椎椎骨35個（檢查無骨缺損及畸形，去除椎骨周圍軟組織結(jié)構(gòu)，確認(rèn)椎骨結(jié)構(gòu)形態(tài)完整性）；自行研制新型單側(cè)PVP骨水泥靶向推注裝置，該裝置已申請國家實用性新型專利（專利號：ZL 2015 2 0346782.4）包括開路器、引導(dǎo)針、靶向?qū)Ч?、軟擴鉆、骨水泥推注器、骨水泥注射軟管（圖1）。其特征在于：靶向?qū)Ч馨ü荏w和固定在所述管體后端的靶向手柄，管體的前端一側(cè)開設(shè)有靶向引導(dǎo)開口；軟擴鉆包括彈簧和固定在所述彈簧前端的鉆頭；骨水泥注射軟管由peek材料所制。

1.2 方法

選取成年離體胸腰椎椎骨35個（檢查無骨缺損及畸形，去除椎骨周圍軟組織結(jié)構(gòu)，確認(rèn)椎骨結(jié)構(gòu)形態(tài)完整性）；胸腰椎椎骨標(biāo)本經(jīng)10%甲醛溶液固定，清水沖洗及浸泡后，采用0.595 mol/L的EDTA-NA2脫鈣法浸泡脫鈣15 d，脫鈣完全后取出標(biāo)本清水沖洗浸泡后備用[1]。然后用自行研制新型單側(cè)PVP骨水泥靶向推注裝置行經(jīng)椎弓根穿刺：工作步驟為：（1）從開路器套管內(nèi)將開路器刺針拔出，保留開路器套管在體內(nèi)，然后從開路器套管內(nèi)插入引導(dǎo)針；（2）移除開路器套管，保留引導(dǎo)針在體內(nèi)，然后在引導(dǎo)針的引導(dǎo)下并利用靶向?qū)Ч苌系囊龑?dǎo)針通孔插入靶向?qū)Ч?，操作靶向手柄將靶向?qū)Ч苌系陌邢蜷_口調(diào)整至需要進(jìn)行孔的位置；（3）拔出引導(dǎo)針，保留靶向?qū)Ч茉谧刁w內(nèi)作為工作通道，用軟擴鉆插入靶向?qū)Ч軆?nèi)，軟擴鉆進(jìn)入靶向?qū)Ч艿倪^程中，鉆頭伸出靶向開口，彈簧拐彎后推動鉆頭繼續(xù)前進(jìn)，從而經(jīng)穿刺側(cè)向椎體對側(cè)進(jìn)行擴孔至椎體冠狀面中線位置；通過透視椎體正、側(cè)、軸位片，記錄擴孔軟鉆到達(dá)位置。（4）取出軟擴鉆，并保留靶向?qū)Ч茉谧刁w內(nèi)，向靶向?qū)Ч軆?nèi)插入骨水泥推注器導(dǎo)管，通過穿刺通道至椎體冠狀面中線位置，用螺旋推注器灌注骨水泥，在拉絲初期推注骨水泥1 mL、2 mL、3 mL分別透視椎體正、側(cè)、軸位片。當(dāng)椎體骨水泥上下分布不均時，旋轉(zhuǎn)靶向?qū)Ч?，再用軟擴鉆擴孔，繼續(xù)注入骨水泥。

1.3 觀察指標(biāo)

C臂機透視拍片確認(rèn)可多方向擴張有效性例數(shù)，在水平位擴孔時用C臂機透視其到達(dá)及過中線例數(shù)，用骨水泥推注3 mL后用C臂機透視確認(rèn)其在水平位及矢狀位同時彌散過中線例數(shù)，計算其有效率[2]。

2 結(jié)果

實驗結(jié)果表明：新型靶向推注裝置具有在離體骨質(zhì)疏松椎體中多方向擴孔（圖2），并在水平位擴孔尖端到達(dá)及椎體中線（圖3），骨水泥在水平位及矢狀位同時達(dá)到滿意彌散（圖4）[3]。35例椎體中除在因樣本質(zhì)量及實驗操作過程中損毀3個椎體，在剩余32個椎體樣本中，在應(yīng)用新型骨水泥推注裝置單側(cè)穿刺擴孔中，經(jīng)透視可見32例椎體均可行多方向擴孔，水平位上擴孔裝置頭端超過椎體中線25個椎體，占78.2%；到達(dá)中線5例，占15.6%；2例因穿刺操作角度問題未超過中線占6.2%；骨水泥推注3 mL后30例透視在水平位及矢狀位同時彌散過中線，占93.8%；2例骨水泥彌散在水平位透視中未過中線，占6.2%。

3 討論

實驗結(jié)果表明：新型靶向推注裝置具有在離體骨質(zhì)疏松椎體中多方向擴孔（圖2），并在水平位擴孔尖端到達(dá)及椎體中線（圖3），骨水泥在水平位及矢狀位同時達(dá)到滿意彌散（圖4）[3]。35例椎體中除在因樣本質(zhì)量及實驗操作過程中損毀3個椎體，在剩余32個椎體樣本中，在應(yīng)用新型骨水泥推注裝置單側(cè)穿刺擴孔中，經(jīng)透視可見32例椎體均可行多方向擴孔，水平位上擴孔裝置頭端超過椎體中線25個椎體，占78.2%；到達(dá)中線5例，占15.6%；2例因穿刺操作角度問題未超過中線占6.2%；骨水泥推注3 mL后30例透視在水平位及矢狀位同時彌散過中線，占93.8%；2例骨水泥彌散在水平位透視中未過中線，占6.2%。

隨著全球進(jìn)入老齡化社會，老年性骨質(zhì)疏松癥在世界范圍內(nèi)已成流行趨勢。據(jù)報道，目前我國潛在骨質(zhì)疏松癥患者約8800萬人，約占全國總?cè)丝?%[4]。而骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮性骨折（OVCF）是危害老年健康生活常規(guī)疾病之一。經(jīng)皮穿刺椎體成形術(shù)（PVP）和經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)（PKP）作為有效、微創(chuàng)的手術(shù)方法，近年來成為治療骨質(zhì)疏松性椎體骨折的主要方法，在臨床上得到廣泛應(yīng)用[5]。兩種手術(shù)方法在消除疼痛及椎體強化方面都有療效相當(dāng)。但在單側(cè)或雙側(cè)穿刺術(shù)式上目前仍存在爭論，部分學(xué)者認(rèn)為雙側(cè)穿刺注射更能達(dá)到椎體內(nèi)良好的骨水泥彌撒分布，但雙側(cè)穿刺存在手術(shù)時間長，X線暴露增加等缺點[6-7]。另外一部分學(xué)者認(rèn)為單經(jīng)單側(cè)椎弓根穿刺灌注骨水泥亦可獲得滿意的雙側(cè)分布及止痛效果，但是Liebschner等[8]通過有限元模型進(jìn)行的生物力學(xué)研究顯示，單側(cè)骨水泥灌注在軸向壓縮應(yīng)力下脊柱有向未灌注側(cè)彎曲的傾向。有研究證實，在使用單側(cè)椎弓根穿刺注射時，由于骨水泥在椎體內(nèi)的不均勻分布問題可導(dǎo)致椎體單邊的負(fù)載偏向轉(zhuǎn)移，術(shù)后椎體的剛度在雙側(cè)注射時較之單側(cè)注射能得到更好的恢復(fù)，且脊柱穩(wěn)定性的改善在雙側(cè)入路中也較明顯[9-10]，為了解決這些問題，傳統(tǒng)的單側(cè)穿刺技術(shù)在手術(shù)操作上對臨床醫(yī)生提出更高的要求，認(rèn)為需要術(shù)者通過恰當(dāng)操作使針尖達(dá)合適位置[11]，為了達(dá)到骨水泥均勻分布的效果，主要依靠手術(shù)者穿刺時增大穿刺角度及偏椎弓根外側(cè)進(jìn)針等方法來解決，這就大大增大了穿破椎弓根及脊髓神經(jīng)損傷的風(fēng)險。因此在單側(cè)椎弓根穿刺時研制一種降低手術(shù)操作難度、同時能使骨水泥在椎體中分布均勻的骨水泥推注裝置是十分必要。

國外有Elgeti F，Lichthyologist AW和Schekelmann R等[12]應(yīng)用Mid Line Osteotome（MLO）工具進(jìn)行通道彎曲擴張，該工具主要通過通道頭端彎曲在椎體中線形成月牙形空腔進(jìn)行PVP手術(shù)[13]。國內(nèi)有王筱凡，俞威等[14]設(shè)計的可彎曲椎體擴張成形器（Vertebral Osteotome，O）離體動物骨進(jìn)行骨擴張實驗，亦可達(dá)到在動物椎體內(nèi)多方向擴張效果[15]，該工具擴張后主要與PKP球囊結(jié)合，優(yōu)化單側(cè)PKP效果。而我們的設(shè)計在于在通道頭端側(cè)方有一側(cè)孔[16]，通過旋轉(zhuǎn)工作通道套筒調(diào)節(jié)側(cè)孔方向，再用軟擴進(jìn)行擴孔，建立工作通道[17]，使工作通道頂端到達(dá)甚至超過椎體冠狀面中線，使骨水泥灌注靶點位于椎體冠狀面中線、矢狀面位于椎體前三分之一，從而保證骨水泥能同時分布到椎體中線兩側(cè)。通過軟鉆擴孔可大大降低穿刺角度要求[18]，利于骨水泥兩側(cè)相對均勻分布。本實驗結(jié)果顯示，采用新型靶向推注裝置進(jìn)行灌注，具有在離體骨質(zhì)疏松椎體中多方向擴孔，并在水平位擴孔尖端到達(dá)及椎體中線，骨水泥在水平位及矢狀位同時達(dá)到滿意彌散等優(yōu)點。并且所有經(jīng)單側(cè)灌注實驗椎體骨水泥均達(dá)到兩側(cè)分布，確保實驗椎體兩側(cè)強度均衡。

實驗中由于條件限制，仍有諸多不足之處，如離體椎體雖通過統(tǒng)一脫鈣，但是骨質(zhì)疏松程度仍存在差別[19]，這種差別導(dǎo)致在擴孔和骨水泥推注過程中的壓力差別，可能影響擴孔程度及骨水泥的彌散，對實驗產(chǎn)生一定程度干擾[20]。

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（收稿日期：2018-01-23）