α-氰基丙烯酸正丁酯黏合劑預防經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)中骨水泥滲漏的效果

蔡進奎,許海甲,李偉康,李漌涼,肖智勇（武漢市第三醫(yī)院骨科中心，湖北 武漢 430074）

隨著我國人口老齡化社會的到來，老年性骨質(zhì)疏松癥病例越來越多。老年性骨質(zhì)疏松癥是導致椎體壓縮骨折最常見的原因之一，其中以胸腰段的椎體壓縮骨折最常見[1]。目前該疾病的微創(chuàng)治療方法以經(jīng)皮椎體成形術(shù)（percutaneous vertebroplasty,PVP）和經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)（percutaneous kyphoplasty,PKP）兩種椎體強化手術(shù)最常見[2]，因其微創(chuàng)性，對患者身體條件要求低，操作容易掌握，臨床應用非常廣泛。隨著椎體強化手術(shù)的廣泛使用，其相關并發(fā)癥也越來越受到重視，而骨水泥滲漏是其常見且最危險的并發(fā)癥之一[3]。骨水泥滲漏與骨水泥注射時的形態(tài)、注射壓力、椎體完整性、操作者手術(shù)技巧等多種因素有關。既往研究已從改變骨水泥黏度，監(jiān)測骨水泥注射時壓力，改進骨水泥注射工具等方面進行了改進，一定程度上減少了骨水泥滲漏[4-5]。但是骨水泥滲漏的重要原因之一是壓縮后的椎體完整性遭到破壞，椎體存在不同程度的裂隙，因而骨水泥容易從這些裂隙中滲漏[6]。如何封閉椎體內(nèi)的裂隙從而減少骨水泥的滲漏，目前研究較少。α-氰基丙烯酸正丁酯（N-butyl cyanoacrylate,NBCA）黏合劑是近年來臨床廣泛使用的生物組織黏合劑，具有安全、廉價、粘合和抗?jié)B漏等特點，臨床常應用于組織的粘合、淺表或深部組織的創(chuàng)面止血、組織滲液補漏、血管栓塞等[7-10]。因此，我們推測NBCA黏合劑對于預防椎體強化手術(shù)中骨水泥滲漏也可能發(fā)揮作用。PKP相對于PVP而言，不僅骨水泥滲漏發(fā)生率更低，還能改善椎體后凸畸形等，臨床應用更廣泛，因此本研究在離體動物實驗中探討PKP中NBCA黏合劑封閉補漏的作用，以期為體內(nèi)應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料、試劑及儀器

選取6～7月齡、體質(zhì)量120 kg左右的成年豬，由湖北省武漢市蔡甸區(qū)屠宰場提供，宰殺時保留完整豬胸腰椎，最終選擇符合要求的6具豬胸腰椎進行冷凍保存。儀器：移動式C型臂（OEC715）、雙能X射線骨密度測試儀（Lunar iDXA）、生物力學試驗機（Insight30）、經(jīng)皮椎體球囊擴張系統(tǒng)（上海凱利泰公司）。試劑脫鈣劑EDTA-Na2（德國Sigma-Aldrich公司）、中性福爾馬林固定液（北京普非生物科技公司）、NBCA醫(yī)用黏合劑（上海凱利泰公司）。

1.2 椎體裂隙噴涂工具設計

椎體裂隙噴涂工具利用椎體擴張球囊進行改進設計，由內(nèi)球囊、外球囊、內(nèi)導管、外導管、Y型連接器構(gòu)成。外球囊為疏水材質(zhì)，套于內(nèi)球囊上，表面設計多個噴涂孔，主要噴涂NBCA，其可隨內(nèi)球囊膨脹及回縮。內(nèi)球囊主要通過擴張作用對壓縮椎體進行復位及創(chuàng)造骨水泥容納空間。Y型連接器分別與A、B通道相連。A通道與內(nèi)導管、內(nèi)球囊相連，為造影劑及內(nèi)球囊擴張連接通道；B通道與外導管、外球囊相連，為NBCA注入通道；A、B通道互不相通，見圖1。

圖1 椎體裂隙噴涂工具

1.3 模型建立

1.3.1 骨質(zhì)疏松椎體模型制備 將豬胸腰椎解凍后，剔除非骨性組織，并分離成單個胸腰椎，采用10%中性福爾馬林溶液固定24 h后沖洗干凈。剔除外觀明顯畸形、異常偏大或偏小的椎體。根據(jù)預先摸索的最佳脫鈣條件，使用18.3% EDTA-Na2浸泡35 d，每2 d更換1次脫鈣液。X射線及雙能骨密度儀檢測脫鈣前后骨密度。豬椎體骨密度低于0.75 g/cm2為骨質(zhì)疏松[11]，剔除不符合標準的椎體，最終得到80枚椎體。

1.3.2 骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折模型制備 將單個椎體固定于生物力學試驗機上，模擬椎體壓縮骨折模型，最常見類型為屈曲型，最常見累及椎體前中柱。將椎體上下終板卡于兩加壓棒之間，上加壓棒使用傾斜20°金屬模具，模擬骨質(zhì)疏松椎體壓縮骨折，最常見為椎體上緣壓縮，以0.2 mm/s恒定速度進行加壓，椎體出現(xiàn)肉眼可見的裂紋或椎體壓縮度達1/3時停止加壓（圖2）。

圖2 椎體壓縮模型制備

1.4 分組

將80枚椎體按照完全隨機設計法分為膠水組和常規(guī)PKP組，每組40枚，參考文獻[12]，根據(jù)骨水泥注射量不同（低劑量3 mL，高劑量6 mL），再分為膠水低劑量組、膠水高劑量組、常規(guī)PKP低劑量組、常規(guī)PKP高劑量組。膠水組采用自行設計的椎體裂隙噴涂工具進行NBCA噴涂及骨水泥注射，常規(guī)PKP組采用傳統(tǒng)椎體球囊擴張系統(tǒng)進行PKP。

1.5 手術(shù)方法

膠水組：將單個椎體固定于可透視實驗臺上，使椎體的下終板平面與實驗臺垂直，棘突位于椎體正位像正中。采用雙側(cè)穿刺法，從椎體的上關節(jié)突外側(cè)緣人字嵴頂點進針，正位透視通過椎弓根長軸中點進入椎體（圖3a），側(cè)位透視進針點位于椎弓根矢狀位中線位置（圖3b）。穿刺過程中微調(diào)進針角度，當穿刺針達椎體后緣約0.5 mm處，插入導針，更換骨鉆，沿導針逐步向椎體前側(cè)內(nèi)側(cè)鉆入，正位透視進針深度接近椎體中線，側(cè)位透視達椎體前1/3，用骨推桿將骨道內(nèi)骨殘渣推向前側(cè)以免刺破球囊，建立球囊進入通道（圖3c）。自行設計的椎體裂隙噴涂工具外球囊表面涂抹凡士林，沿骨道插入，先通過A通道注入造影劑碘海醇擴張球囊，透視觀察椎體復位情況。正位透視球囊擴張接近椎體皮質(zhì)邊緣（圖3d），側(cè)位透視球囊接近椎體前1/3（圖3e），透視見椎體高度恢復，停止注入造影劑。通過閥門關閉A通道，打開B通道接口，注入1 mL NBCA封閉椎體內(nèi)裂隙，5 s內(nèi)回抽碘海醇退出球囊。制備骨水泥，然后通過骨水泥推桿經(jīng)上述制備骨道由椎體前側(cè)向后側(cè)推注近拉絲期骨水泥（圖3f），低劑量組注入3 mL骨水泥，高劑量組注入6 mL骨水泥。骨水泥完全凝固后透視記錄骨水泥分布形態(tài)及滲漏情況。正位透視兩側(cè)骨水泥相連（圖3g），側(cè)位透視骨水泥分布超過椎體矢狀徑2/3以上視為骨水泥分布理想（圖3h）。常規(guī)PKP組采用傳統(tǒng)PKP工具，依次進行定位、穿刺、建立骨道、球囊擴張，骨水泥推桿經(jīng)骨道注入拉絲期骨水泥，低劑量組注入3 mL骨水泥，高劑量組注入6 mL骨水泥。

圖3 膠水組操作透視圖

1.6 觀察指標

X射線觀察大體標本。脫鈣前后采用X射線觀察椎體結(jié)構(gòu)形態(tài)，計算椎體骨密度。術(shù)后通過X射線記錄骨水泥分布形態(tài)，正位透視椎體冠狀面骨水泥相連接，同時側(cè)位透視骨水泥彌散超過椎體矢狀平面2/3為優(yōu)；骨水泥在椎體內(nèi)冠狀面骨水泥相連，或矢狀面彌散超過椎體2/3為良；骨水泥冠狀面、矢狀面均達不到上述要求為差。記錄骨水泥滲漏情況，骨水泥突破椎體圓柱體向任何方向滲漏為滲漏，視為無效；骨水泥未向椎體外滲漏為有效。記錄椎體骨水泥滲漏數(shù)量。

1.7 統(tǒng)計學分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0軟件進行處理。計量資料以均數(shù)±標準差（x-±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，組內(nèi)比較采用單因素方差分析；定性等級資料采用行×列表χ2檢驗，樣本總體≥40，理論頻數(shù)＜5則行Fisher's確切概率法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 大體標本結(jié)果

單個豬胸腰椎體結(jié)構(gòu)與人相似，包括關節(jié)突關節(jié)、橫突、椎弓根、椎板等，見圖4。脫鈣前X射線片顯示：椎體骨小梁排列整齊、致密。脫鈣后棘突、橫突變軟；椎體及附件骨密度接近，骨量均減少，且附件骨量減少更明顯；骨小梁排列稀疏，附件顯影模糊；骨密度檢測符合骨質(zhì)疏松特點。膠水組和常規(guī)PKP組脫鈣后骨密度在高、低劑量組間及組內(nèi)比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。說明椎體骨密度基線資料具有可比性。

表1 各組椎體骨密度基線數(shù)據(jù)比較（x-±s，n=40，g/cm2）

圖4 豬椎體正側(cè)位圖

2.2 骨水泥彌散等級結(jié)果

膠水組和常規(guī)PKP組在骨水泥低劑量注射條件下或高劑量注射條件下，組間彌散等級比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；膠水高劑量組骨水泥彌散優(yōu)良率為90.0%，膠水低劑量組骨水泥彌散優(yōu)良率為75.0%，組間比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；常規(guī)PKP高劑量組骨水泥彌散優(yōu)良率為90.0%，常規(guī)PKP低劑量組骨水泥彌散優(yōu)良率為80.0%，組間比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 骨水泥彌散效果[n=20，枚(%)]

2.3 骨水泥滲漏情況

膠水低劑量組無骨水泥滲漏發(fā)生，常規(guī)PKP低劑量組有4枚（20.0%）椎體發(fā)生骨水泥滲漏（其中1枚椎體骨水泥向后方椎管內(nèi)滲漏，3枚椎體骨水泥向椎體前方滲漏），組間骨水泥滲漏率比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。膠水高劑量組有3枚（15.0%）椎體發(fā)生骨水泥滲漏（均向椎體前方滲漏），常規(guī)PKP高劑量組有6枚（30.0%）椎體發(fā)生骨水泥滲漏（其中3枚椎體向椎體前方滲漏，2枚椎體向椎管內(nèi)滲漏，1枚椎體向椎體上緣滲漏），組間骨水泥滲漏率比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。相同手術(shù)方式前提下，不同骨水泥注射劑量椎體骨水泥滲漏組內(nèi)比較，膠水低劑量組與膠水高劑量組比較，常規(guī)PKP低劑量組與常規(guī)PKP高劑量組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。膠水高劑量組骨水泥滲漏率（15%）高于膠水低劑量組（0），常規(guī)PKP高劑量組骨水泥滲漏率（30%）高于常規(guī)PKP低劑量組（20%），差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

3 討論

骨質(zhì)疏松癥是一種與年齡密切相關的多因素疾病，主要表現(xiàn)為骨密度降低、骨組織脆性增加，易導致骨折。椎體壓縮骨折是老年骨質(zhì)疏松癥患者最常見的骨折之一[13]。自1987年法國Deramond團隊首次采用PVP治療脊柱血管瘤以來[14]，臨床迅速將其用于骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折、椎體腫瘤等多個領域的微創(chuàng)治療。隨著PVP的廣泛使用，臨床發(fā)現(xiàn)其難以恢復壓縮椎體高度，容易引起骨水泥滲漏等缺點。于是在最初PVP的理論基礎上，國外于1994年在椎體內(nèi)置入1個可擴張球囊，通過球囊擴張作用既恢復了壓縮椎體的高度，同時又人工創(chuàng)造一個容納骨水泥的空間，一定程度上減少了PVP需高壓注射引起的骨水泥滲漏，于2001年批準用于臨床，并逐步發(fā)展為經(jīng)典的PKP[13]。近年來，基于PKP延伸出多種改進工具，包括Sky骨擴張器系統(tǒng)、椎體內(nèi)鈦網(wǎng)支架系統(tǒng)、脊柱工形支架、Vessel-X可膨脹性骨材料填充系統(tǒng)等[15]。這些工具的改進一定程度上減少了骨水泥滲漏的發(fā)生，但均未從源頭上解決骨水泥滲漏的問題。楊惠林等[16]提出骨水泥溫度梯度灌注技術(shù)及分次調(diào)制灌注技術(shù)，通過推注小劑量團塊期骨水泥來封堵椎體周壁破裂區(qū)或缺損區(qū)，但此技術(shù)操作繁瑣且難度大，臨床應用具有一定限制。也有學者在骨水泥注入前先注入明膠海綿碎屑阻止骨水泥滲漏，有一定的臨床效果[17]。但是該方法僅對椎體前方骨皮質(zhì)不完整的患者效果顯著，對椎體后方骨皮質(zhì)不完整的患者效果有限，而椎體后方滲漏是骨水泥滲漏的最危險類型，且明膠海綿不具有黏合性，僅能通過機械填塞阻止骨水泥滲漏。NBCA是一種組織黏合劑，具有瞬間凝固作用，已經(jīng)廣泛應用于臨床上各種組織滲漏治療。外科手術(shù)中對于肝膽胰表面出血、食管胃底靜脈曲張破裂出血、心臟小血管破裂出血、乳糜漏等難以通過縫合或燒灼止血的情況，可通過噴涂NBCA于靶點區(qū)域迅速止血[18-19]；此外，根據(jù)NBCA的快速形成膜性特征，其可用于支氣管胸膜瘺、肺泡組織小范圍破裂修復術(shù)及食管、腸管吻合口漏的修補[20-21]。在強化縫合效果方面，NBCA能夠避免組織縫合后液體的滲漏，Asan等[22]報道128例患者行硬腦膜切開相關手術(shù)縫合后再用NBCA進一步強化縫合效果，僅有7例發(fā)生術(shù)后腦脊液漏。NBCA在骨組織中也有一定的應用，其可粘連固定無太多負重的顱骨組織[23]。

鑒于NBCA在多個學科、多個組織中的應用，具有流動性好，瞬間固化，容易成膜性結(jié)構(gòu)的特性，我們將其應用于預防PKP術(shù)中骨水泥滲漏，并通過特殊工具噴涂封閉椎體內(nèi)的潛在裂隙，發(fā)揮機械堵塞、組織粘合作用，阻止PKP術(shù)中骨水泥滲漏。本研究結(jié)果顯示：無論注射低劑量還是高劑量骨水泥，膠水組骨水泥滲漏率明顯低于同期常規(guī)PKP組。低劑量骨水泥注射條件下，膠水組骨水泥滲漏率為0，高劑量骨水泥注射條件下，膠水組骨水泥滲漏率為15%，與文獻報道的PKP骨水泥滲漏率（7%～14%）基本一致[24]，且遠低于常規(guī)PKP組。同時通過注射相同劑量的骨水泥觀察骨水泥椎體內(nèi)彌散情況發(fā)現(xiàn)，NBCA封閉椎體內(nèi)裂隙并不影響骨水泥在椎體內(nèi)的彌散分布。注射相同劑量的骨水泥，膠水組和常規(guī)PKP組的彌散效果相當，高劑量組骨水泥彌散優(yōu)良率高于低劑量組，同時骨水泥滲漏發(fā)生率也相對較高，這說明PKP中隨著骨水泥注射量的增加，椎體內(nèi)骨水泥彌散效果更好，但同時骨水泥滲漏風險也相應增加[25-26]。

綜上，本研究初步證實了NBCA能夠通過封閉椎體內(nèi)的裂隙，從而減少PKP術(shù)中骨水泥滲漏，高劑量骨水泥彌散效果更好，但其滲漏風險也更高。本實驗也有不足之處：為了保持數(shù)據(jù)的可比性，采用了固定的骨水泥注入量，但在臨床實際中，一旦發(fā)現(xiàn)骨水泥向椎體外滲漏，會立刻停止骨水泥灌注操作，這也是本實驗整體骨水泥滲漏較高的原因之一；同時，本實驗為離體實驗，暫時無法證實NBCA預防椎體強化手術(shù)中骨水泥經(jīng)椎基底靜脈及椎旁靜脈途徑滲漏的作用。