腰椎融合術(shù)中應(yīng)用聚醚醚酮棒與鈦棒療效對(duì)比的Meta分析

宋振杰 劉洪江 唐漢武 王利仁 原超

廣州中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院（廣州510145）

由于人口老齡化急速加劇，脊柱退行性疾病已經(jīng)成為脊柱外科的主要病種［1］。在腰椎管狹窄癥以及腰椎間盤(pán)突出癥等腰椎退變性疾病的治療中，后路減壓植骨融合術(shù)的臨床療效是確切的［2-3］。良好的內(nèi)固定裝置可保證穩(wěn)定性，同時(shí)可提高椎體的融合率，是影響腰椎融合術(shù)療效的重要因素。目前，鈦棒剛性固定系統(tǒng)可提供堅(jiān)強(qiáng)的固定效果，融合效果相對(duì)滿意，是目前廣泛應(yīng)用的術(shù)式，但可能伴隨斷釘、臨近節(jié)段退變等并發(fā)癥的出現(xiàn)［4］。以Dynesys 為代表的動(dòng)態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)雖然在保證腰椎穩(wěn)定性同時(shí)能保留更大的腰椎活動(dòng)度，但是有著更高的螺釘松動(dòng)、終板骨折及感染等并發(fā)癥發(fā)生率［5］。為了減少上述并發(fā)癥的出現(xiàn)，PEEK 棒被部分學(xué)者應(yīng)用于腰椎融合術(shù)中。PEEK 棒半剛性內(nèi)固定系統(tǒng)較傳統(tǒng)的鈦棒具有更接近椎體彈性模量的特性，可進(jìn)一步減少應(yīng)力遮擋，并且在提供相似穩(wěn)定性的同時(shí)，允許更大的角位移，增加椎體的前柱受力，促進(jìn)椎骨間的融合，從而減少螺釘與椎體骨之間的應(yīng)力，減少螺釘松動(dòng)的發(fā)生［6-8］。

目前，PPEK棒的臨床療效尚不確切。ORMOND等［9］報(bào)道42 例PEEK 棒腰椎融合術(shù)患者長(zhǎng)期融合率為86%，術(shù)后共8 例需行翻修手術(shù)。IURE 等［10］報(bào)道30 例PEEK 棒腰椎融合術(shù)的患者，在18 個(gè)月隨訪中29 例獲得滿意的臨床療效，僅1 例因螺釘松動(dòng)接受了翻修。于秀淳等［11］對(duì)PEEK 棒與鈦棒在腰椎融合術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者術(shù)后JOA 評(píng)分與融合率相仿。雖然有病例報(bào)道以及臨床研究對(duì)PEEK 棒的應(yīng)用進(jìn)行了探討，但是由于樣本量較小，不足以提供較好的證據(jù)支持力度以供臨床工作者進(jìn)行判斷。本研究擬通過(guò)系統(tǒng)檢索PEEK 與鈦棒在腰椎融合術(shù)中的對(duì)比研究并進(jìn)行Meta 分析，對(duì)PEEK 棒的臨床療效進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為其臨床應(yīng)用提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源使用計(jì)算機(jī)在中文數(shù)據(jù)庫(kù)（中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、維普數(shù)據(jù)庫(kù)）和英文數(shù)據(jù)庫(kù)（Pubmed、Embase 和Cochrane Library）中檢索有關(guān)使用PEEK 棒系統(tǒng)行腰椎融合術(shù)治療腰椎退行性病變的臨床試驗(yàn)，具體的關(guān)鍵詞為：中文檢索詞：“PEEK、樹(shù)脂、聚醚醚酮、腰椎、腰椎融合術(shù)、脊柱退行性病變”；英文檢索詞：“PEEK；Polyetheretherketone；rod；lumbar fusion；lumbar degenerative diseases”，無(wú)語(yǔ)種限制。日期為各數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)至2020年11月。對(duì)所有符合納入的文獻(xiàn)進(jìn)行資料提取和質(zhì)量評(píng)價(jià)，采用NOS 量表對(duì)10 項(xiàng)研究的方法學(xué)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)（1）試驗(yàn)類(lèi)型：公開(kāi)發(fā)表的回顧性或前瞻性臨床試驗(yàn)；（2）患者類(lèi)型：因腰椎退行性病變行腰椎融合術(shù)的患者；（3）干預(yù)類(lèi)型：PEEK 棒組：使用PEEK 棒內(nèi)固定系統(tǒng)；鈦棒組：使用鈦棒內(nèi)固定系統(tǒng)；④結(jié)局指標(biāo)：采用目前較通用的量化指標(biāo)，包括日本骨科協(xié)會(huì)（Japanese orthopedic association，JOA）評(píng)分改善率、視覺(jué)模擬評(píng)分（visual analogue scale，VAS）、融合率、椎間隙高度、手術(shù)時(shí)間等。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)（1）同一研究重復(fù)發(fā)表；（2）綜述、病例報(bào)告、會(huì)議報(bào)告及個(gè)人交流資料；（3）無(wú)法對(duì)結(jié)果轉(zhuǎn)化為具體量化指標(biāo)的研究。

1.3 資料提取由2 位研究者獨(dú)立提取并整理結(jié)局指標(biāo)。首先制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)提取表，研究者分別獨(dú)立閱讀納入文獻(xiàn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)提取。兩位研究者對(duì)各自獨(dú)立提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉核對(duì)，若存在分歧，則該文獻(xiàn)由第3 位研究者進(jìn)行復(fù)核。

1.4 文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)采用Cochrane 協(xié)作網(wǎng)提供的紐卡斯?fàn)?渥太華量表（Newcastle-Ottawa scale，NOS）對(duì)文獻(xiàn)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)［12］。其中根據(jù)各組的研究對(duì)象選擇，各組間的可比性以及測(cè)量結(jié)果等方面對(duì)研究質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，NOS最高分為9分，NOS大于或等于7 分為高質(zhì)量研究，6 分為中等質(zhì)量研究，當(dāng)NOS小于或等于5分時(shí)，將該研究定義為低質(zhì)量研究。

1.5 結(jié)局指標(biāo)（1）各組基線資料：年齡，性別、隨訪時(shí)間、術(shù)前診斷、病變節(jié)段。（2）主要結(jié)局指標(biāo)：JOA 評(píng)分改善率、VAS 評(píng)分、融合率、椎間隙高度。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用RevMan 5.3 軟件進(jìn)行Meta分析，連續(xù)變量的統(tǒng)計(jì)效能指標(biāo)為均數(shù)差（mean difference，MD）、95%置信區(qū)間（95% confidence interval，95%CI）；二分類(lèi)變量采用比值比（odd ratio，OR）和95%CI作為統(tǒng)計(jì)效能指標(biāo)。P＜0.05 則認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)不同研究間統(tǒng)計(jì)學(xué)同質(zhì)性較低（P＞0.1，I2＜50%）時(shí)，采用固定效應(yīng)模型；當(dāng)不同研究間統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性較高（P≤0.1，I2≥50%）時(shí)，應(yīng)分析異質(zhì)性來(lái)源；當(dāng)無(wú)法明確產(chǎn)生異質(zhì)性的原因時(shí)，則采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析；繪制漏斗圖對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是否存在發(fā)表性偏倚進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)基本特征本研究共檢索到656篇文獻(xiàn)，經(jīng)軟件查重后排除277 篇，初步閱讀題目和摘要后得到379 篇，在閱讀全文后排除不符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)，最終納入10 項(xiàng)研究［11，13-21］，其中9 項(xiàng)［11，14-21］為回顧性研究，1 項(xiàng)［13］為前瞻性隊(duì)列研究。所納入的患者中PEEK 棒組共251 例，鈦棒組共261 例，合計(jì)512 例。納入研究的基線特征見(jiàn)表1，各研究術(shù)前腰椎病變情況見(jiàn)表2。

表1 研究的基本信息Tab.1 Baseline characteristics of included studies

表2 納入的研究術(shù)前腰椎病變情況Tab.2 Preoperative lumbar spine lesions of included study

2.2 納入研究質(zhì)量分析兩名研究者根據(jù)NOS評(píng)分進(jìn)行文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)，在所納入的文獻(xiàn)中有8 篇［11，13-16，18-20］為高質(zhì)量文獻(xiàn)，其余2 篇［17，21］為中等質(zhì)量文獻(xiàn)。

2.3 Meta 分析結(jié)果

2.3.1 術(shù)后JOA 評(píng)分改善率納入的文獻(xiàn)中共有3個(gè)研究采用術(shù)后JOA改善率作為結(jié)局指標(biāo)［11，13，19］，JOA 評(píng)分改善率均為術(shù)后中期（6 或12 個(gè)月）進(jìn)行測(cè)量，研究間無(wú)顯著異質(zhì)性（P= 0.76，I2= 0%），故采用固定效應(yīng)模型合并分析，結(jié)果顯示兩組術(shù)后中期JOA 評(píng)分改善率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)圖1。

圖1 兩組JOA 評(píng)分改善率比較的森林圖Fig.1 Forest plot comparing the improvement rates of JOA scores between the two groups

2.3.2 術(shù)后腰痛VAS評(píng)分納入的文獻(xiàn)中共有4個(gè)研究采用術(shù)后腰痛VAS評(píng)分作為結(jié)局指標(biāo)［13，15-16，18］。術(shù)后1 個(gè)月（P＜0.000 01，I2= 91%），術(shù)后6 個(gè)月（P= 0.01，I2= 73%），術(shù)后12 個(gè)月（P＜0.000 1，I2= 87%）的結(jié)果研究間均存在異質(zhì)性，故采用隨機(jī)效應(yīng)模型合并分析，結(jié)果顯示兩組在術(shù)后1 個(gè)月兩組間腰痛VAS評(píng)分的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，鈦棒組腰痛VAS 評(píng)分較PEEK 棒組顯著較低（P＜0.05）。而兩組術(shù)后6 個(gè)月、12 個(gè)月的腰痛VAS 評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)圖2。

圖2 兩組腰痛VAS 評(píng)分比較的森林圖Fig.2 Forest plot comparing the lumbar pain VAS scores between the two groups

2.3.3 術(shù)后下肢痛VAS評(píng)分納入的文獻(xiàn)中共有3 個(gè)研究采用術(shù)后腰痛VAS 評(píng)分作為結(jié)局指標(biāo)［13，15-16］。術(shù)后1 個(gè)月（P＜0.000 01，I2= 93%），術(shù)后6 個(gè)月（P= 0.01，I2= 77%），術(shù)后12 個(gè)月（P= 0.009，I2=79%）的結(jié)果研究間均存在異質(zhì)性，故采用隨機(jī)效應(yīng)模型合并分析。結(jié)果顯示兩組術(shù)后1 個(gè)月、6 個(gè)月、術(shù)后12 個(gè)月的下肢痛VAS 評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)圖3。

圖3 兩組下肢痛VAS 評(píng)分比較的森林圖Fig.3 Forest plot comparing the lower limb pain VAS scores between the two groups

2.3.4 融合率納入的文獻(xiàn)中共有8 個(gè)研究采用融合率作為結(jié)局指標(biāo)［11，13-17，20-21］。術(shù)后3 個(gè)月（P=0.86，I2=0%），術(shù)后6個(gè)月（P=0.61，I2=0%）的結(jié)果研究間不存在異質(zhì)性，故采用固定效應(yīng)模型合并分析，結(jié)果顯示兩組在術(shù)后3 個(gè)月、6 個(gè)月的融合率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），PEEK 棒組融合率明顯大于鈦棒組，見(jiàn)圖4。另外，共3 個(gè)研究［13-14，16］對(duì)術(shù)后12 個(gè)月的融合率進(jìn)行了報(bào)導(dǎo)，所有患者在術(shù)后12 個(gè)月均獲得了融合，故不進(jìn)行合并分析。

圖4 兩組融合率比較的森林圖Fig.4 Forest plot comparing the fusion rates between the two groups

2.3.5 術(shù)后椎間隙高度納入的文獻(xiàn)中共有2 個(gè)研究報(bào)道了術(shù)后椎間隙高度［14-15］。術(shù)后6 個(gè)月（P= 0.002，I2= 89%），術(shù)后12 個(gè)月（P= 0.003，I2=88%）的結(jié)果研究間均存在異質(zhì)性，故采用隨機(jī)效應(yīng)模型合并分析，結(jié)果顯示兩組在術(shù)后6 個(gè)月、術(shù)后12 個(gè)月的椎間隙高度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)圖5。

圖5 兩組術(shù)后椎間隙高度比較的森林圖Fig.5 Forest plot comparing the intervertebral height between the two groups

2.4 發(fā)表偏倚分析文章以“融合率”指標(biāo)為例，可見(jiàn)納入文獻(xiàn)多數(shù)集中于漏斗圖上方，兩邊大致對(duì)稱，整體發(fā)表偏倚風(fēng)險(xiǎn)較低，有兩項(xiàng)研究落在下方［11，17］，說(shuō)明可能存在小樣本效應(yīng)，見(jiàn)圖6。

圖6 納入研究發(fā)表偏倚Fig.6 Publication bias of included studies

3 討論

Meta 分析結(jié)果表明：術(shù)后中期JOA 改善率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在術(shù)后1、6 和12 個(gè)月的腰痛和下肢VAS 評(píng)分中，除術(shù)后1 個(gè)月鈦棒組腰痛VAS評(píng)分更低外，其余均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在融合率方面，PEEK 棒組在術(shù)后3 個(gè)月和6 個(gè)月融合率均顯著高于鈦棒組，而在術(shù)后6 個(gè)月和12 個(gè)月，兩組間術(shù)后椎間隙高度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本文采取了明確的文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，利用了NOS 評(píng)分對(duì)文獻(xiàn)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，總體結(jié)果較可靠。

隨著鈦棒的廣泛應(yīng)用越來(lái)越多的文獻(xiàn)報(bào)道相應(yīng)的并發(fā)癥［21-22］，如融合失敗、螺釘松動(dòng)、斷釘、斷棒以及鄰近節(jié)段退變等［23-25］。為減少上述并發(fā)癥的發(fā)生，學(xué)者嘗試從腰椎活動(dòng)度，應(yīng)力傳導(dǎo)方面探討新的內(nèi)固定方式［26-27］。在本研究中發(fā)現(xiàn)，PEEK棒在腰椎融合術(shù)中的應(yīng)用可顯著提高早期融合率，并且提供了與鈦棒系統(tǒng)相似的治療效果，原因可能與PEEK 材料的物理特性相關(guān)。PEEK 是一種生物相容性好的高分子聚合物，以之為材料制成的PEEK 棒具有介于皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨之間的彈性模量［28］，在提供與金屬棒相似的抗疲勞強(qiáng)度的同時(shí)，也具備與人體骨骼相似的抗壓剛度，避免傳統(tǒng)金屬棒堅(jiān)強(qiáng)固定帶來(lái)的應(yīng)力遮擋［29］。在鈦棒系統(tǒng)內(nèi)固定中，腰椎融合術(shù)后應(yīng)力主要通過(guò)后柱傳遞，在椎體間隙形成了應(yīng)力遮擋。而PEEK 棒系統(tǒng)中，由于更加接近椎體的彈性模量，腰部應(yīng)力的傳導(dǎo)和分布更加符合正常生理狀態(tài)。研究表明，PEEK棒系統(tǒng)可降低椎弓根螺釘與骨界面的應(yīng)力，以達(dá)到平衡前后柱應(yīng)力分布的作用［30-31］，減少應(yīng)力遮擋［32］。這在骨質(zhì)疏松患者中具有重要意義，可預(yù)防由于骨螺釘界面的應(yīng)力集中所造成的固定失敗，并且通過(guò)增加前柱壓應(yīng)力的分布以促進(jìn)椎間融合。本研究中的結(jié)果也與之相吻合，在術(shù)后3月與6月中，使用PEEK 棒系統(tǒng)的病人具有顯著高于鈦棒系統(tǒng)的融合率。另外在本研究中，兩組在術(shù)后隨訪過(guò)程中椎間隙高度變化并差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。既往體外生物力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)PEEK 棒可提供與鈦棒等效的穩(wěn)定性［33-35］，即PEEK 棒在增加前柱應(yīng)力促進(jìn)融合的同時(shí)也提供了與鈦棒系統(tǒng)相似的穩(wěn)定性以維持椎間隙高度。

本研究術(shù)后1月腰痛VAS 評(píng)分發(fā)現(xiàn)鈦棒組低于PEEK 棒組，該結(jié)果可能是由于鈦棒系統(tǒng)的堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定特性提供了更牢靠的術(shù)后早期穩(wěn)定性，而PEEK 棒系統(tǒng)在融合術(shù)后早期可能椎體間仍保留一定程度的活動(dòng)度，導(dǎo)致疼痛的發(fā)生，這也提示在臨床應(yīng)用PEEK 棒系統(tǒng)時(shí)需要更加注意術(shù)后早期患者腰部的保護(hù)。盡管如此，隨著術(shù)后恢復(fù)以及椎間隙的融合，兩組間疼痛評(píng)分均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

骨量是腰椎融合的重要影響因素［36］。而在骨質(zhì)疏松的高齡患者中，由于骨量低以及骨的生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，選擇PEEK 棒等良好的內(nèi)固定材料以改善應(yīng)力分布，促進(jìn)椎間融合具有重要意義。此外，行PEEK 棒內(nèi)固定時(shí)可減少對(duì)鄰近節(jié)段關(guān)節(jié)囊軟組織的損傷，在一定程度上可減少鄰近節(jié)段的退變［37］。因此，改善應(yīng)力分布和減少臨近節(jié)段的軟組織損傷可能是PEEK 棒促進(jìn)椎體融合的原因。

本研究仍存在一定局限性：（1）研究可能存在一定的偏倚，所納入的研究均非隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。（2）所納入的患者均為腰椎退行性病變，但各研究間術(shù)前患者的診斷不盡相同。在部分研究中存在多節(jié)段手術(shù)的患者，盡管多節(jié)段手術(shù)的患者在PEEK 棒組以及鈦棒組的分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是對(duì)結(jié)果可能存在一定影響。（3）本文僅一篇來(lái)自于國(guó)外文獻(xiàn)，可能存在一定的發(fā)表偏倚。（4）缺乏術(shù)后遠(yuǎn)期的隨訪數(shù)據(jù)，需要更加長(zhǎng)期的隨訪以進(jìn)一步論證PEEK 棒系統(tǒng)的遠(yuǎn)期療效。

綜上所述，在腰椎融合術(shù)治療腰椎退行性疾病中，相對(duì)于經(jīng)典的鈦棒堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定系統(tǒng)，使用PEEK 棒系統(tǒng)可促進(jìn)椎體融合，并且獲得與鈦棒系統(tǒng)相似的治療效果。