椎體成形術(shù)治療老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折的研究進(jìn)展

范彥鑫，陸向東，趙軼波，趙曉峰，王文軒，陳先維，趙偉，王智權(quán)，趙斌

(山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院骨科，山西 太原 030001)

骨質(zhì)疏松癥可導(dǎo)致骨量減少，骨強(qiáng)度下降，輕微的外力就可引起老年人四肢及胸腰椎骨折[1]，給社會(huì)及家庭帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。隨著老齡化人口比例的進(jìn)一步擴(kuò)大，我國骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)的發(fā)病率日益增加。臨床上骨質(zhì)疏松性脊柱骨折是老年常見的骨折之一，約占骨質(zhì)疏松性骨折的45%[2-4]。經(jīng)皮椎體成形術(shù)(percutaneous vertebroplasty，PVP)已廣泛應(yīng)用于老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折的治療中，并取得了令人滿意的臨床效果，是目前治療OVCF最成功和最有效的微創(chuàng)技術(shù)[5]。本文將對(duì)椎體成形術(shù)治療老年胸腰椎骨折的理論基礎(chǔ)、應(yīng)用方式等研究進(jìn)展作一綜述。

1 PVP治療骨質(zhì)疏松性胸腰椎骨折的理論基礎(chǔ)

脊柱是人體中軸最重要的一部分，可將承擔(dān)的重量及外部的沖擊通過骨盆傳遞給下肢，在承擔(dān)人體負(fù)荷以及力量傳遞中具有舉足輕重的作用。20世紀(jì)80年代，學(xué)者Denis[6]提出了沿用至今的脊柱“三柱”理論。該理論將整個(gè)脊柱按照矢狀位縱向分為了前柱、中柱和后柱三部分，前柱和中柱這兩個(gè)部分承擔(dān)軸向壓縮載荷[7]。中柱的完整性對(duì)脊柱的穩(wěn)定性起決定性作用。當(dāng)前柱受到壓縮暴力時(shí)椎體前方壓縮，為穩(wěn)定性骨折；而爆裂骨折是由于中柱的穩(wěn)定性遭到破壞，所以為不穩(wěn)定性骨折。我們從影像學(xué)觀察到的數(shù)據(jù)和生物力學(xué)提供的證據(jù)可以看到，當(dāng)骨質(zhì)疏松椎體受到直接或者間接暴力導(dǎo)致骨折時(shí)，椎體外部骨皮質(zhì)的連續(xù)性會(huì)發(fā)生中斷，嚴(yán)重時(shí)椎體內(nèi)部富含骨小梁的松質(zhì)骨也會(huì)受到暴力壓縮損傷，導(dǎo)致骨小梁紊亂進(jìn)而對(duì)椎體的支撐性不足。在實(shí)際情況中，椎體的前、后方分別有前縱韌帶和后縱韌帶的包覆與支撐，椎體之間的椎間盤的纖維環(huán)也具有一定的張力能發(fā)揮其牽拉復(fù)位作用，利用這一作用可以使受傷椎體的外型與高度在一定程度上基本得到復(fù)位。但椎體內(nèi)骨小梁結(jié)構(gòu)就好像餅干一樣被擠壓變性并紊亂，因而難以恢復(fù)其原有的密度和高度。在實(shí)際的大體標(biāo)本上我們可以看到此類椎體內(nèi)會(huì)形成一個(gè)缺乏骨小梁堆積與支撐的空腔，形成一個(gè)類似雞蛋的“蛋殼樣”椎體。在對(duì)這類只經(jīng)過自身相關(guān)韌帶及纖維環(huán)等結(jié)構(gòu)行保守治療的椎體進(jìn)行CT掃描以及三維重建之后，可以觀察到在這類診斷為爆裂骨折的傷椎內(nèi)部腔體，骨小梁受到破壞而難以自行恢復(fù)導(dǎo)致的空腔現(xiàn)象在很長一段時(shí)間內(nèi)會(huì)持續(xù)存在，這個(gè)空腔體積約占整個(gè)椎體體積的25%[8]。由于該空腔范圍大，骨小梁也沒有可以爬行增長恢復(fù)的路徑，所以在長久的預(yù)后方面顯示該中空骨小梁缺損并不能有效的愈合。在這樣的情況持續(xù)存在的前提下，再加上人體應(yīng)力通過脊柱的縱向傳導(dǎo)，而導(dǎo)致已下沉塌陷的終板并不能完全復(fù)位，遠(yuǎn)期易發(fā)生椎體高度丟失，外觀上表現(xiàn)為脊柱的后凸畸形。椎體成形術(shù)可以彌補(bǔ)這種缺陷，首先盡可能通過一定手段將受傷椎體原本形態(tài)進(jìn)行一定程度的恢復(fù)，與此同時(shí)將一定的人工骨性材料或人工骨替代材料注入傷椎中進(jìn)而完成傷椎椎體的力量重建，使其生物力學(xué)性能得到一定程度的恢復(fù)。

2 PVP治療老年胸腰椎骨折的應(yīng)用方式

2.1 PVP和椎體后凸成形術(shù)(percutaneons kyphoplasty，PKP)治療老年骨質(zhì)疏松性骨折 人體脊柱在矢狀面的平衡是靠脊柱的生理彎曲所維持的，老年骨質(zhì)疏松性壓縮骨折造成的椎體楔形變?nèi)菀讓?dǎo)致脊柱后凸畸形的產(chǎn)生。而該畸形可使人體骨折端以上的部分重力力臂變長進(jìn)而加大病變椎體所受到的應(yīng)力，椎體可因此發(fā)生更嚴(yán)重的塌陷。后凸畸形進(jìn)行性加重，造成的惡性循環(huán)可使鄰椎發(fā)生骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加5～25倍[9]。正是由于這種原因，通過手術(shù)方式緩解患者疼痛，恢復(fù)傷椎在生物力學(xué)上的剛度和強(qiáng)度，矯正脊柱后凸畸形是非常必要的。1984年，一種可以注射進(jìn)入椎體的新材料聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)誕生，即骨水泥，進(jìn)而產(chǎn)生了PVP。這種手術(shù)方式是經(jīng)過皮膚穿刺進(jìn)入椎體放置套管并將骨水泥注射進(jìn)入椎體內(nèi)以完成椎體強(qiáng)化的技術(shù)，是由法國Amiens大學(xué)放射科Galibert等[10]首先提出并應(yīng)用，后被廣泛應(yīng)用于椎體腫瘤和老年骨質(zhì)疏松性骨折后的疼痛治療。研究顯示，該術(shù)式能使75%～90%的老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折患者疼痛明顯減輕[11-14]。在對(duì)該術(shù)式的體外生物力學(xué)測試中顯示，傷椎在強(qiáng)度及剛度兩個(gè)維度上可基本達(dá)到正常椎體的水平[15]。

但PVP也存在一個(gè)固有缺點(diǎn)，即椎體高度難以恢復(fù)[15-17]，所以一種可膨脹的球囊骨填充裝置[17]被開發(fā)出來。1998年，Belkoff等[18]以PVP技術(shù)為基礎(chǔ)，將伸縮性擴(kuò)張球囊首次應(yīng)用在脊柱壓縮性骨折手術(shù)當(dāng)中，使患者的后凸畸形得到一定程度的矯正，即為PKP術(shù)。該裝置的應(yīng)用方式是使球囊通過椎弓根通道置入傷椎內(nèi)，使其膨脹撐開傷椎椎體，恢復(fù)椎體高度，終板也得到了相應(yīng)的抬高。PKP技術(shù)是基于PVP原理提出的改良方法，有單側(cè)及雙側(cè)椎弓根入路兩種可選術(shù)式。前者手術(shù)時(shí)間短，注入骨水泥量少，最終能達(dá)到雙側(cè)椎弓根入路方式基本相同的效果。目前，PKP技術(shù)主要包括兩種：一種是經(jīng)皮球囊擴(kuò)張式PKP，另一種是SKY(skyphoplasty)膨脹式擴(kuò)張器椎體成形術(shù)[19]。體外生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，PKP在力學(xué)性能恢復(fù)與PVP相差無幾的前提下，更能明顯增加椎體高度的恢復(fù)[15-16]。體外測試顯示，PKP較PVP在恢復(fù)椎體高度方面效果更佳[15]。同時(shí)，Liang等[2]發(fā)現(xiàn)PKP與PVP相比，術(shù)后1周和術(shù)后6個(gè)月時(shí)的VAS評(píng)分和Oswestry功能障礙指數(shù)(oswestry disability index，ODI)改善率更佳。

Zhu等[20]通過對(duì)1 057篇相關(guān)文獻(xiàn)研究薈萃分析后指出該兩種術(shù)式長期疼痛緩解率、術(shù)后功能恢復(fù)程度以及術(shù)后鄰近椎體再次骨折的發(fā)生率均較為相近，PVP是改善疼痛、功能狀態(tài)和生活質(zhì)量最有效的方法。PKP在治療水平上，它已成為降低后續(xù)椎體骨折和再骨折風(fēng)險(xiǎn)的最佳干預(yù)手段。

但隨著臨床大量應(yīng)用，PVP及PKP的問題漸漸顯現(xiàn)出來：(1)在椎體高度壓縮超過3/4時(shí)球囊很難置入傷椎椎體，這是PKP手術(shù)的相對(duì)禁忌證；(2)骨水泥的滲漏是PVP手術(shù)中最常見的并發(fā)癥[21]：①引起神經(jīng)根和脊髓損傷；②增加相鄰椎體骨折風(fēng)險(xiǎn)；③加速椎間盤退變；④引起肺栓塞等嚴(yán)重癥狀。如何預(yù)防是亟待解決的臨床問題；(3)傷椎注入骨水泥后，其相鄰椎體在應(yīng)力屬性上有所改變，導(dǎo)致相鄰椎體更容易發(fā)生骨折[22-23]。

2.2 PVP結(jié)合椎弓根釘內(nèi)固定治療老年骨質(zhì)疏松性骨折 雖然PVP和PKP兩種手術(shù)方式治療老年骨質(zhì)疏松性骨折取得了良好的臨床效果，但其負(fù)面效應(yīng)仍不容忽視。Heo等[24]發(fā)現(xiàn)，用PVP治療的同一椎體還會(huì)再次發(fā)生骨折。文獻(xiàn)報(bào)道顯示，椎體成形術(shù)后鄰近椎體骨折發(fā)生率為20%～25%[25]。臨床研究表明，結(jié)合椎體成形術(shù)和椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療胸腰椎骨折，可以維持受損椎體的矢狀曲線，并使椎體高度矯正，進(jìn)一步避免傷椎再骨折和相鄰椎體再骨折[26-27]。

椎弓根釘在穿過椎弓根時(shí)形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)在生物學(xué)穩(wěn)定性上具有比較強(qiáng)的三維固定強(qiáng)度[28]，與此同時(shí)，利用前、后縱韌帶及纖維環(huán)復(fù)合體的牽拉復(fù)位作用使骨折椎體及椎間隙的高度以及椎體外形均得以恢復(fù)，進(jìn)而使脊柱的生理曲度也可以得到一定的恢復(fù)，避免了脊柱后凸畸形的發(fā)生。通過椎弓根打入椎弓根螺釘后并撐開復(fù)位，可以直接將預(yù)備好的特定填充材料經(jīng)過擴(kuò)大的傷椎椎弓根通道植入椎體內(nèi)骨小梁斷裂的骨缺損區(qū)，從而完成傷椎重建。此方法適用于多種原因?qū)е碌母鞣N類型的椎體骨折，并且在手術(shù)過程中操作難度較小，在恢復(fù)椎體一定高度和強(qiáng)度的同時(shí)也能為受傷椎體的空腔部位提供有效的缺損填充。Verlaan等[29]為了達(dá)到使終板恢復(fù)到原來高度及位置的目的，術(shù)中采用球囊輔助下的終板復(fù)位(balloon assisted endplate reduction，BAER)技術(shù)復(fù)位塌陷的終板，取得良好的復(fù)位效果。Belkoff等[18]進(jìn)行的體外椎體實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，球囊擴(kuò)張輔助用于椎體骨折治療以及終板復(fù)位可使實(shí)際椎體高度恢復(fù)(2.5±0.7)mm。Cyteval等[11]將這種術(shù)式應(yīng)用于臨床并且觀察發(fā)現(xiàn)，該術(shù)式治療脊柱爆裂骨折將內(nèi)固定物取出，椎體大約僅有1%的高度會(huì)丟失。顧宇彤[30]在對(duì)20例無神經(jīng)癥狀的胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折行椎弓根螺釘內(nèi)固定結(jié)合PVP治療，認(rèn)為椎弓根螺釘固定結(jié)合PVP是治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折的良好選擇，可以預(yù)防單純椎體成形術(shù)后相鄰椎體骨折的發(fā)生。

單純使用椎弓根釘內(nèi)固定術(shù)治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折后，患者傷椎會(huì)產(chǎn)生一定程度的骨質(zhì)缺損，即“蛋殼樣”椎體。其椎弓根螺釘上的應(yīng)力會(huì)在患者進(jìn)行日常活動(dòng)時(shí)進(jìn)行性增加，椎弓根螺釘松動(dòng)或折斷就會(huì)產(chǎn)生[31]。聯(lián)合使用PVP技術(shù)與椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折患者，可使傷椎的強(qiáng)度提高[32]。此類術(shù)式中，PVP可分為單側(cè)和雙側(cè)。僅聯(lián)合單側(cè)PVP手術(shù)時(shí)間及患者術(shù)中接受X線照射的時(shí)間均較短，其進(jìn)行手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)較低。使用椎弓根螺釘固定術(shù)聯(lián)合雙側(cè)PVP治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折不需要增加推注骨水泥的壓力，骨水泥在患者椎體內(nèi)的分布更均勻[33]。當(dāng)然，該術(shù)式也存在一些缺點(diǎn)，比如球囊在撐開過程中會(huì)向著力量薄弱區(qū)域擴(kuò)張，從而影響撐開效果；球囊被相對(duì)銳利的骨緣刺破則會(huì)造成手術(shù)失敗[34]。

3 展 望

PVP治療老年胸腰椎骨折疏松性壓縮骨折具有緩解疼痛，改善功能狀態(tài)和提高生活質(zhì)量的諸多優(yōu)點(diǎn)，PKP為降低相鄰椎體骨折和再骨折風(fēng)險(xiǎn)的有效干預(yù)手段。使用椎弓根螺釘固定術(shù)聯(lián)合單側(cè)PVP與聯(lián)合雙側(cè)PVP治療老年胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折均可有效地促進(jìn)患者的傷椎復(fù)位，緩解其疼痛。PVP術(shù)及PKP術(shù)治療骨折疏松性壓縮骨折在經(jīng)歷近30年臨床檢驗(yàn)后，技術(shù)已愈加成熟，但基于骨水泥材料的限制以及骨水泥滲漏所帶來的并發(fā)癥，使得該技術(shù)的發(fā)展較為局限。隨著改良骨水泥注射系統(tǒng)和椎體固定裝置，利用數(shù)字導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，將可以更加安全、高效地實(shí)施手術(shù)不斷優(yōu)化手術(shù)過程，減少骨質(zhì)疏松性骨折椎體成形術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，結(jié)合術(shù)后快速康復(fù)等外科理念的不斷發(fā)展，骨質(zhì)疏松性骨折椎體強(qiáng)化手術(shù)將得到更久遠(yuǎn)的發(fā)展。