經(jīng)皮椎體成形術(shù)后再發(fā)骨折的研究進展△

包志強，陳揚

（1.廣東醫(yī)科大學(xué)研究生院，廣東東莞 523808；2.廣東醫(yī)科大學(xué)佛山市第一人民醫(yī)院，廣東佛山 528000）

骨質(zhì)疏松癥是以低骨量、骨微組織結(jié)構(gòu)受破壞引起骨脆性增加以及骨折易發(fā)生為特征的全身性骨疾病［1］。 隨著老年人口的增加，骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折（osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF）的患病率越來越高。通常，OVCF 會導(dǎo)致患者長期背痛，影響活動能力，降低生活質(zhì)量［2］，是危害老年人健康的疾病之一。經(jīng)皮椎體成形術(shù)（percutaneous vertebroplasty, PVP）自從用于治療椎管血管瘤以來，因其對患者損傷小、手術(shù)效果佳等優(yōu)點，已廣泛用于治療伴有疼痛的OVCF 患者，但是PVP術(shù)后再發(fā)椎體壓縮骨折（secondary vertebral compression fracture,SVCF）發(fā)生率較高［3］，病情進展是與神經(jīng)、內(nèi)分泌、肌肉骨骼等多系統(tǒng)共同作用的結(jié)果，其中鄰近椎體壓縮性骨折（adjacent vertebral compression fracture,AVCF）占有很大的比例［4］。椎體再發(fā)骨折的發(fā)生是骨質(zhì)疏松本身的原因還是椎體強化剛度和強度改變引起的，是當(dāng)前爭議性話題。本文就椎體再發(fā)骨折的一般特點、危險因素及發(fā)生原因進行綜述。

1 流行病學(xué)

全世界每年發(fā)生OVCF 患者已經(jīng)超過140 萬人，是骨質(zhì)疏松癥最常見的并發(fā)癥。在50 歲以上的人群中，接近1/4 的人在10 年內(nèi)會經(jīng)歷1 次以上椎骨骨折［5］，Lindsay 等［6］發(fā)現(xiàn)首次椎體骨折后再發(fā)骨折的概率是普通人的6 倍。2017—2018 年調(diào)查結(jié)果顯示，我國40 歲及以上男性和女性的椎體骨折患病率為10.5%、9.7%，并且女性O(shè)VCF 患者再骨折風(fēng)險是一般男性的4 倍［7］。

2 時間和空間性

據(jù)報道，發(fā)生AVCF 的平均間隔時間為術(shù)后9個月，其中一半以上的患者發(fā)生于術(shù)后6 個月內(nèi)［3］，相較于非鄰近椎體時間更短。可能是應(yīng)力主要集中在胸腰段，因此發(fā)生率較高。王夢然等［8］研究顯示，超過81%的OVCF 發(fā)生節(jié)段為胸腰段。而王清澤等［9］研究發(fā)現(xiàn)，初次骨折位于胸腰段的患者，術(shù)后再發(fā)相鄰椎體骨折的風(fēng)險是初次骨折位于其他節(jié)段患者的2.9 倍?？赡芘c胸腰段處于生理彎曲的過渡銜接處、Cobb 角＜10°及椎體小關(guān)節(jié)角度發(fā)生變化等有關(guān)。以上兩種特性體現(xiàn)了OVCF 患者術(shù)后再發(fā)椎體骨折時間早且集中在胸腰段，因此，對相關(guān)患者應(yīng)早期提供有效的干預(yù)措施：包括制動、休息、佩戴支具等。

3 相關(guān)危險因素

影響OVCF 患者術(shù)后再發(fā)骨折的機理及原因較多，作者整理歸納了近年來相關(guān)的文獻研究，將其危險因素劃分為內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素包括患者的一般情況（年齡和性別）、生活方式（吸煙、飲酒、糖尿病）、骨質(zhì)疏松和骨密度(bone mineral density,BMD）、椎體生物力學(xué)改變等，外在因素主要包括手術(shù)方式、骨水泥類型及黏度、骨水泥注射量（率）、分布情況及滲漏情況、術(shù)后鍛煉及骨質(zhì)疏松治療等。

3.1 年齡和性別

骨質(zhì)疏松程度與年齡有著密不可分的聯(lián)系，年齡越大，骨質(zhì)骨量越少。Warden 等［10］認(rèn)為，保持鈣攝入與排泄的動態(tài)平衡，才能避免骨質(zhì)流失，一旦平衡被打破，會使血清鈣減少而甲狀旁腺激素增多，導(dǎo)致成骨減少。研究發(fā)現(xiàn)，80 歲以下患者椎體新發(fā)骨折的發(fā)生率為9%，而80 歲以上患者為33%［11］。女性也是骨質(zhì)疏松的危險因素，主要與女性獨特的生理機能有關(guān)，絕經(jīng)后婦女喪失了雌激素，增加破骨細(xì)胞活性，改變骨代謝的功能，導(dǎo)致骨吸收大于骨形成，這種骨穩(wěn)態(tài)失衡會增加骨脆性［12］，與男性相比，女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險增加了3～4 倍。臨床醫(yī)生應(yīng)當(dāng)告知老年患者，尤其是女性患者手術(shù)后再發(fā)骨折的風(fēng)險，并提高警惕，延長隨訪期，及時評估任何新的術(shù)后腰背痛。

3.2 生活方式

煙草中的尼古丁通過干擾血供與骨組織的再生來影響骨骼的強度。Costa-Rodrigues 等［13］研究表明，尼古丁可以通過血液循環(huán)作用于吸煙者的破骨細(xì)胞，誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松的分化和惡化。Joehanes 等［14］通過基因檢測技術(shù)對上萬份樣本進行檢測，結(jié)果表明煙草會使DNA 甲基化，從而阻滯骨組織的形成和再生，使骨質(zhì)疏松癥進一步加重。盡管很少有女性吸煙，但二手煙對她們也有顯著的影響。Kiyota 等［15］證實，戒煙可以使骨環(huán)境的穩(wěn)態(tài)得到修復(fù)。因此，戒煙有助于預(yù)防骨質(zhì)疏松及新發(fā)骨折的發(fā)生。

酒精代謝為乙醛后抑制成骨細(xì)胞，從而影響骨質(zhì)疏松癥的發(fā)展。Zhang 等［16］在單變量分析中發(fā)現(xiàn)，骨折組中飲酒者顯著高于非骨折組，可能因為他們沒有測量飲酒量，在多變量分析中并不顯著。以往的研究表明，乙醇對骨重建具有劑量依賴性作用［17］，且個體對酒精的耐受程度不同。對于飲酒的患者，也應(yīng)勸告術(shù)后戒酒，避免骨質(zhì)的流失。

糖尿病對骨骼的損害也不容小覷，是繼血管神經(jīng)后的又一累積部位。Botolin 等［18］發(fā)現(xiàn)，Ⅰ、Ⅱ型糖尿病患者的BMD 及骨結(jié)構(gòu)有所改變，其原因可能是糖尿病可以抑制骨再生及干細(xì)胞分化。Schwartz等［19］的一項前瞻性研究表明，一旦胰島素不足造成血糖水平升高，就會使成骨細(xì)胞中骨鈣素的合成作用下降，骨質(zhì)疏松癥加重。Zhang 等［16］研究也表明，糖尿病患者術(shù)后新發(fā)椎體骨折的概率高于普通患者。因此，PVP 術(shù)后患者應(yīng)控制血糖，以延緩或預(yù)防骨質(zhì)疏松的進展，防止椎體再發(fā)骨折。

3.3 骨質(zhì)疏松和BMD

骨質(zhì)疏松椎體外表單位體積沒有明顯變化，但相對質(zhì)量下降，負(fù)載能力降低，稍微受力就會發(fā)生骨折。有研究報道，骨質(zhì)疏松會改變皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨之間的生物力學(xué)，椎體所受的應(yīng)力隨之增加，易于骨折［9］。Klazen 等［20］的統(tǒng)計學(xué)分析顯示，PVP 術(shù)后AVCF 與骨質(zhì)疏松程度密切相關(guān)，因為骨質(zhì)疏松癥椎體和注入的骨水泥存在強度和剛度差，可增加AVCF的發(fā)生。王清澤等［9］研究結(jié)果顯示，椎體骨質(zhì)疏松確實會增加AVCF 的風(fēng)險。

BMD 是骨骼強度和骨質(zhì)疏松程度的量化指標(biāo)，BMD 下降1 個標(biāo)準(zhǔn)差，對應(yīng)部位的骨折風(fēng)險就會增加1.5～3.0 倍［1］。據(jù)報道，BMD 受人種、生活習(xí)慣等多重因素影響，其中鈣攝入量與脊柱BMD 呈正相關(guān)［21］，隨著年齡的增加，BMD 逐漸降低，骨質(zhì)脆性增加，咳嗽、打噴嚏即可發(fā)生椎體骨折。Kaufman等［22］研究認(rèn)為，隨著患者BMD 的增加，再骨折的風(fēng)險相應(yīng)降低。特別的是，胸腰段（T11～L2）的BMD很高，但是發(fā)生椎體的再發(fā)骨折比例也不低。

3.4 椎體生物力學(xué)改變

正常人的椎體分布著密集而規(guī)則的小梁骨，小梁骨由椎體終板傳導(dǎo)而來，當(dāng)應(yīng)力超過小梁骨承受范圍，椎體便會產(chǎn)生局部裂隙，進一步加重形成骨折［23］。OVCF 患者小梁骨骨密下降，結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，脊柱力線前移，脊柱失去了穩(wěn)定性，椎骨承受及傳遞力的方式隨之發(fā)生變化。生物力學(xué)試驗表明，椎體注入骨水泥后強度和剛度增加，產(chǎn)生應(yīng)力梯度，椎間盤及椎體內(nèi)壓力增加，導(dǎo)致非手術(shù)椎體骨折可能。PVP 注入骨水泥后可以填充骨折裂隙、接觸骨質(zhì)界面，使椎體的強度、剛度和穩(wěn)定性得到一定恢復(fù)，但脊柱生理水平和后凸畸形無法糾正，病椎和鄰椎的受力發(fā)生偏移，容易再骨折［24］。Baroud 等［25］通過生物力學(xué)研究證明了骨水泥硬化后椎體硬度和強度分別是原來的12、35 倍。

3.5 手術(shù)方式

PVP 可采用單側(cè)或雙側(cè)入路，單側(cè)經(jīng)椎弓根入路因生理解剖的局限，無法外展使穿刺針只能在傷椎同側(cè)，導(dǎo)致骨水泥集中在椎體的穿刺側(cè)，穿刺側(cè)的椎體剛性強于對側(cè)，兩側(cè)產(chǎn)生應(yīng)力差，術(shù)后再骨折的風(fēng)險增加［26］。因此，有學(xué)者提出了單側(cè)經(jīng)椎弓根外入路，此入路巧妙地通過椎弓根結(jié)構(gòu)，使穿刺針能夠到達椎體對側(cè)，使骨水泥在椎體均勻分布［27］。另外，單側(cè)經(jīng)椎弓根外入路具有降低手術(shù)費用、縮短手術(shù)時間及減少術(shù)中射線暴露等優(yōu)點。雙側(cè)經(jīng)椎弓根入路雖然可以彌補單側(cè)注入骨水泥彌散不均的劣勢，保持椎體的力學(xué)狀態(tài)，但其增加手術(shù)時間、透視次數(shù)及手術(shù)風(fēng)險。無論術(shù)者采用單側(cè)穿刺還是雙側(cè)穿刺，術(shù)前均應(yīng)對傷椎進行CT 或MRI 檢查，術(shù)前規(guī)劃穿刺路徑，評估穿刺角度。一方面可以減少手術(shù)時間及透視次數(shù)，另一方面可以使骨水泥均勻分布，減少應(yīng)力集中骨折的發(fā)生。

3.6 骨水泥類型及黏度

骨水泥主要包括聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate, PMMA）骨水泥、Cortoss 骨水泥、硫酸鈣骨水泥（calcium sulfate bone cement,CSC）、磷酸鈣骨水泥（calcium phosphate bone cement,CPC）和復(fù)合材料等。PMMP 操作方便、生物力學(xué)性能好、價格相對便宜，是最常用的椎體填充材料。但Heo 等［28］認(rèn)為PMMA 的剛度、強度均高于正常松質(zhì)骨，導(dǎo)致椎體生物力學(xué)改變，椎體再發(fā)骨折的可能性增加。張偉等［29］發(fā)現(xiàn)，使用Cortoss 骨水泥的人群繼發(fā)鄰近椎體骨折的發(fā)生率低于使用PMMA 的人群，可能與Cortoss 骨水泥接近人體骨質(zhì)生物活性的特質(zhì)有關(guān)。CSC骨水泥雖然注射性好、骨傳導(dǎo)優(yōu)良、產(chǎn)熱少，但是CSC 骨水泥吸收迅速，椎體穩(wěn)定性差。CPC 可以降解、生物相容性及可塑性良好、具備優(yōu)異的骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)性，但抗壓及抗扭轉(zhuǎn)強度、抗水溶性差［30］，因此臨床應(yīng)用受限。復(fù)合材料綜合以上材料的性能，按一定的比例混合，大多仍處于實驗研究階段，是未來椎體填充材料的研究熱點。

高黏度骨水泥具有短時間黏度高、聚合反應(yīng)溫度低、可調(diào)控時間長等優(yōu)點，是對PMMA 低黏度骨水泥性能改進后的一種新型骨水泥灌注材料。術(shù)者可在透視下較精確控制骨水泥的注入量及其在傷椎內(nèi)的流動，降低手術(shù)風(fēng)險，而低黏度骨水泥則不然， Georgy 等［31］研究發(fā)現(xiàn)，臨床效果相似的情況下，高黏度骨水泥降低了滲漏率，減少術(shù)后椎體再骨折風(fēng)險。高黏度骨水泥是目前較多使用的注射材料，即使選用低黏度骨水泥也是在牙膏狀時注入。

3.7 骨水泥注射量（率）、分布情況及滲漏情況

骨水泥的注入可恢復(fù)脊柱的生物力學(xué)性能，減小椎體前緣塌陷程度，減少后凸畸形及應(yīng)力集中導(dǎo)致的椎體再發(fā)骨折［8］。在進行手術(shù)時，為了恢復(fù)椎體應(yīng)力、使術(shù)椎得以最大量的填充，往往以骨水泥彌散至整個椎體且椎體高度得以恢復(fù)后才結(jié)束注射。Kwon等［32］認(rèn)為，OVCF 患者注入椎體體積27.8%以上的骨水泥效果最佳，但與此同時手術(shù)椎體剛度隨之增加，鄰椎骨折概率上升。Nieuwenhuijse 等［33］研究顯示，骨水泥體積分?jǐn)?shù)超過24%時，骨水泥滲漏的風(fēng)險隨之增加，造成鄰近椎體骨折。Zhu 等［34］研究表明，胸腰椎注入骨水泥的安全劑量分別為＜3.5、4 ml?？偟膩砜?，以上研究忽視了個體差別，患者不同部位椎體體積不同，受壓的程度也一樣，骨水泥的需要量也不相同，骨水泥的注射量應(yīng)做到個性化，以減少椎體再骨折的發(fā)生。

椎體強度和剛度隨著骨水泥的分布不同，也隨之而改變。骨水泥分布是骨水泥形狀和位置的分布，分布形狀包括團塊狀和海綿狀，團塊狀骨水泥應(yīng)力分布集中，椎體剛度恢復(fù)不均勻，造成力學(xué)分布差異，發(fā)生再骨折的概率增加［35］。海綿狀骨水泥椎體應(yīng)力分布均勻，對終板的影響很小，繼發(fā)骨折概率較低。對于相對位置，當(dāng)骨水泥局限于單側(cè)椎體時，椎體內(nèi)應(yīng)力分布不均容易發(fā)生椎體的繼發(fā)骨折［21］。吳登將等［35］將椎體分為12 個區(qū)域，結(jié)果顯示PMMA 的空間分布越均勻，再次骨折的發(fā)生率越低。

由于脊柱解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，骨水泥滲漏不可避免。Sun 等［36］從骨水泥滲漏的類型中發(fā)現(xiàn)：44%的患者術(shù)后AVCF 可能與骨水泥滲漏至椎間盤存在一定的聯(lián)系，并有研究指出，患者發(fā)生椎間盤滲漏會導(dǎo)致AVCF 的發(fā)生率增加4.9 倍［37］。但Klazen 等［20］通過回歸分析認(rèn)為，骨水泥滲漏與椎體再發(fā)骨折并無相關(guān)性。椎體繼發(fā)骨折與骨水泥滲漏至椎間盤的關(guān)系仍在探索階段。Kim 等［38］的研究認(rèn)為，椎間盤內(nèi)填充骨水泥后，可能引起椎間盤緩沖作用減弱、應(yīng)力失衡，導(dǎo)致SVCF 發(fā)生，其中AVCF 高達44%。李春濤等［21］指出，AVCF 的發(fā)生是因為傷椎與鄰椎的剛性梯度增加，產(chǎn)生支柱效應(yīng)造成的。因此，做好術(shù)前規(guī)劃，術(shù)中運用C 形臂X 線機透視密切監(jiān)測等是避免骨水泥滲漏的關(guān)鍵。

3.8 術(shù)后鍛煉及抗骨質(zhì)疏松治療

在可承受范圍內(nèi)的體力活動能有效改善骨骼肌的強度，增加肌肉力量，提高應(yīng)變能力，保持穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，降低跌倒的風(fēng)險。每周進行不少于3 h 的體力活動能有效提高BMD［16］。Sherrington 等［39］對近19 500 名骨質(zhì)疏松的參與者進行分析，發(fā)現(xiàn)術(shù)后積極活動的患者跌倒的可能性明顯降低。Deng 等［40］對椎體壓縮性骨折患者的研究表明，PVP 術(shù)后進行功能鍛煉的患者機體功能明顯改善、疼痛得到有效緩解、骨質(zhì)疏松程度得到調(diào)節(jié)，再發(fā)骨折的風(fēng)險顯著降低。

OVCF 患者進行積極手術(shù)治療的同時，最重要的是骨質(zhì)疏松癥的治療。外科醫(yī)師往往更重視手術(shù)，從而忽略了骨質(zhì)疏松癥本身的治療，導(dǎo)致患者術(shù)后療效不佳。骨質(zhì)疏松治療可以促進骨折愈合，防止骨質(zhì)進一步惡化，降低再發(fā)骨折風(fēng)險［41］。Hoff 等［42］通過篩選28 461 名志愿者分析發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松藥物可以降低骨折的發(fā)生率，突出了醫(yī)學(xué)干預(yù)對骨質(zhì)流失的重要性。Saag 等［43］研究也表明，雙膦酸鹽治療后的患者骨質(zhì)流失率降低。 因此，臨床醫(yī)生應(yīng)對骨質(zhì)疏松癥進行宣講，讓患者認(rèn)識到骨質(zhì)疏松的危害，積極參與到骨質(zhì)疏松癥的治療，預(yù)防術(shù)后再骨折的發(fā)生。

4 小 結(jié)

OVCF 患者PVP 術(shù)后椎體再發(fā)骨折的影響因素較為復(fù)雜，其發(fā)生機制尚不清楚。近年來隨著PVP手術(shù)后椎體再發(fā)骨折的病例增多，臨床醫(yī)生也對其發(fā)生發(fā)展及防治進行了大量的研究及探索，雖然發(fā)生機制尚存在爭議，但大多學(xué)者對其影響因素：年齡和性別、生活方式、椎體力學(xué)、BMD 及骨水泥的黏度、劑量、分布、滲漏等意見比較統(tǒng)一。另外，提高對OVCF 患者術(shù)后再發(fā)骨折的認(rèn)識，可以減少術(shù)后椎體再發(fā)骨折的發(fā)生率，減少患者的病痛及費用，提高治療水平。