骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折經(jīng)皮骨水泥椎體成形術(shù)：研究進(jìn)展與爭(zhēng)議

周海燕（通信作者） 王庚啟 王 竹 陸華棟

（ 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院骨科，上海 200437 ）

全球各國(guó)的老齡化現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，骨質(zhì)疏松癥已成為社會(huì)各界的重要關(guān)注點(diǎn)，危害著全球老年人的生命安全及晚年幸福[1]。 根據(jù)第七次全國(guó)人口普查的結(jié)果，中國(guó)大于60 歲的人群占比為18.70%，總數(shù)2.64億；65 歲及以上人口占比13.50%， 人口老齡化程度逐漸加速[2]，這一人群的骨質(zhì)疏松情況也越來(lái)越普遍。骨質(zhì)疏松癥是老年人最常見(jiàn)的“無(wú)聲”疾患，它的基本病理變化特點(diǎn)為骨小梁結(jié)構(gòu)破壞，骨量下降，骨脆性增加，骨折風(fēng)險(xiǎn)上升[3]。 根據(jù)1994 年及2008 年WHO 發(fā)布絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)，BMD 值低于年輕成年女性平均值2.5 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010 年全球約6%的男性和21%的50～84 歲的女性患有骨質(zhì)疏松癥；男性和女性在50 歲之后發(fā)生骨質(zhì)疏松骨折的概率分別高達(dá)22%、46%[4]。 骨質(zhì)疏松性骨折最常發(fā)生于髖部、脊柱、前臂、肱骨等部位[5]，發(fā)病部位按性別有差異，女性以前臂遠(yuǎn)端、脊柱和髖部骨折常見(jiàn)，男性以脊柱、髖部、肋骨、肱骨骨折等部位常見(jiàn)[6]。

脊柱椎體壓縮性骨折（VCF）約占骨質(zhì)疏松骨折的四分之一，它可導(dǎo)致腰背部慢性疼痛、脊柱后凸畸形、身體平衡機(jī)能失穩(wěn)、消化及呼吸系統(tǒng)疾病等慢性后遺癥[7-8]；患者1～2 年內(nèi)生活質(zhì)量嚴(yán)重下降，行動(dòng)不便，長(zhǎng)期臥床則易導(dǎo)致致死性并發(fā)癥，如吸入性肺炎、下肢靜脈血栓、壓瘡、腦血管意外等[9-10]。

1 椎體壓縮性骨折經(jīng)皮椎體成形術(shù)

椎體壓縮性骨折的治療目標(biāo)包括緩解疼痛、恢復(fù)脊柱功能和預(yù)防再次骨折[11]。傳統(tǒng)保守治療主要有平臥位腰背部制動(dòng)、口服或外用藥物、理療及佩戴支具保護(hù)等方式，大約50%的患者可在3 個(gè)月之內(nèi)逐漸緩解疼痛[12]。 臥床休息是最主要的保守治療方式，但是它的副作用不容小覷，如骨量進(jìn)一步丟失、下肢屈伸肌群萎縮、骨突起部位壓瘡、下肢靜脈血栓等[13]?；趶?qiáng)有力的證據(jù)支持推薦臨床應(yīng)用抗骨質(zhì)疏松的藥物治療，如雙磷酸鹽類制劑或伊班膦酸鹽、雷奈酸鍶等預(yù)防骨質(zhì)疏松及再骨折；其他如應(yīng)用降鈣素、維生素D、非甾體類藥物等（基于證據(jù)較弱）也在臨床廣泛應(yīng)用[14]。 患者長(zhǎng)期平臥位腰背部制動(dòng)，遠(yuǎn)期還可出現(xiàn)脊柱穩(wěn)定性破壞、 脊柱力學(xué)失衡后凸畸形、 椎管狹窄、慢性疼痛等后遺癥，致循環(huán)及呼吸功能下降，影響患者的靈活性和身體平衡及協(xié)調(diào)能力。 保守治療雖然可以經(jīng)由體位復(fù)位恢復(fù)椎體的高度， 但骨小梁并沒(méi)有由壓縮的擠壓狀態(tài)完全復(fù)位， 骨質(zhì)疏松骨折的椎內(nèi)骨空隙容積較大，即“空蛋殼樣”椎體，缺乏爬行替代的骨小梁生長(zhǎng)支架，骨小梁生長(zhǎng)愈合緩慢，后期容易出現(xiàn)椎體高度丟失、再骨折等。

當(dāng)前骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的傳統(tǒng)內(nèi)固定手術(shù)或保守治療效果均不盡人意。 患者椎體骨質(zhì)疏松，力學(xué)性能嚴(yán)重下降，對(duì)內(nèi)固定的把持力極差；患者年老體弱， 對(duì)于手術(shù)切開(kāi)及全身麻醉等應(yīng)激反應(yīng)耐受差，風(fēng)險(xiǎn)較高。 對(duì)于影像學(xué)上出現(xiàn)骨質(zhì)疏松性脊柱壓縮性骨折并伴有相關(guān)臨床體征和癥狀， 且神經(jīng)功能完好的患者，美國(guó)骨科醫(yī)師學(xué)會(huì)（AAOS）推薦骨水泥椎體成形術(shù)作為一種治療選擇[15]。

經(jīng)皮骨水泥椎體成形術(shù)（PVP），是借助X 光機(jī)透視，經(jīng)皮穿刺進(jìn)入椎體內(nèi)，注射骨水泥以填充骨空隙的微創(chuàng)治療方法。 1984年，Galibert 和Deramond 等首次報(bào)道應(yīng)用經(jīng)皮椎體內(nèi)注射聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）的方法治療C2 椎體內(nèi)血管瘤的患者。 PVP 通過(guò)向骨質(zhì)疏松性骨折椎體內(nèi)灌注骨水泥， 增強(qiáng)椎體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 它為脊柱提供可靠的力學(xué)性能，從而恢復(fù)椎體高度，減輕腰背部疼痛，穩(wěn)定患者脊柱，預(yù)防骨質(zhì)疏松性骨折椎體的進(jìn)一步塌陷， 改善老年患者的生存質(zhì)量。 當(dāng)前，PVP 是治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折、脊柱轉(zhuǎn)移性腫瘤、椎體血管瘤等疾病最有效的方法，它改善腰背部疼痛的總有效率為75%～100%[16-17]。 因PVP 能迅速穩(wěn)定脊柱椎體，改善疼痛癥狀，減少患者臥床及在院時(shí)間，促進(jìn)患者可盡早下地活動(dòng)，具有操作時(shí)間短，手術(shù)過(guò)程微創(chuàng)便捷，手術(shù)后康復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)[18-19]，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)獲得骨科醫(yī)師及骨質(zhì)疏松椎體骨折患者的認(rèn)可， 被廣泛應(yīng)用于臨床[20]。 PVP 主要用于治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折，臨床上已逐漸成為首要選擇。

2 骨水泥灌注量

PVP 在臨床上的廣泛應(yīng)用取得了極好的社會(huì)效益，但是與之相關(guān)的并發(fā)癥，如骨水泥滲漏、肺動(dòng)脈栓塞、椎間盤(pán)退變加劇、相鄰節(jié)段椎體退變、繼發(fā)性骨折等[21-23]的報(bào)道也日益增多。 因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將研究聚集于骨水泥灌注劑量、 術(shù)后脊柱生物力學(xué)改變等議題，但是諸多爭(zhēng)議尚無(wú)明確定論。

當(dāng)前臨床研究認(rèn)為骨水泥灌注劑量與療效并不成正相關(guān)，注射劑量變動(dòng)范圍較大[24]。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，PVP 中單個(gè)椎體的骨水泥灌注量為2～15 mL 不等。骨水泥灌注劑量的變化范圍，表明目前學(xué)術(shù)界對(duì)此問(wèn)題認(rèn)識(shí)不一，由此認(rèn)為這一單因素缺乏對(duì)臨床的指導(dǎo)意義[25]。 有研究報(bào)告指出，如果術(shù)中骨水泥的注射劑量越多，則術(shù)后骨折椎體的強(qiáng)度和剛度將恢復(fù)得越好，患者癥狀緩解也將越為滿意。 Molloy 等[26]報(bào)道將腰椎椎體標(biāo)本（L2～L5）進(jìn)行體外的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，灌注3.5 mL 骨水泥即可恢復(fù)椎體的強(qiáng)度至損傷前水平；7.0 mL 骨水泥用量可以接近椎體骨折前的剛度。持相反觀點(diǎn)的研究人員指出，骨水泥的灌注劑量和改善疼痛之間并無(wú)相關(guān)性，過(guò)量的灌注劑量有可能會(huì)加重骨水泥滲漏、相鄰椎體發(fā)生骨折的概率[27]。 Moon等[28]建議在PVP 手術(shù)中盡量減少骨水泥的灌注劑量，這樣一來(lái)不但能降低骨水泥椎旁滲漏概率， 還可以減少骨折椎體術(shù)后再骨折的發(fā)生率。 Lin D 等[29]回顧性評(píng)估骨水泥體積分?jǐn)?shù)與鄰近節(jié)段椎體的骨折發(fā)生概率（AVF）之間的關(guān)系；495 例單節(jié)段骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折經(jīng)單側(cè)PVP 手術(shù)，隨訪12 個(gè)月，52例患者出現(xiàn)AVF；AVF 組和正常組的骨水泥體積分?jǐn)?shù)分別為（32.5%±5.5%）、（27.1%±2.6%）。

當(dāng)前，諸多學(xué)者認(rèn)為在PVP 術(shù)后，骨質(zhì)疏松性骨折椎體的生物力學(xué)性能指標(biāo)強(qiáng)度及剛度越接近骨折狀態(tài)越好。 Liebschner MA 報(bào)道，只需要約14%體積分?jǐn)?shù)的骨水泥填充， 即可將椎體壓縮剛度恢復(fù)到其損傷前的水平； 他還認(rèn)為臨床上通常使用的高達(dá)30%體積分?jǐn)?shù)骨水泥產(chǎn)生的剛度可遠(yuǎn)超于損傷前椎體50%以上，其危害性不容忽視[30]。

此外，很多研究報(bào)告指出，骨水泥的填充率和椎體生物力學(xué)性能指標(biāo)的恢復(fù)并不是平行關(guān)系。 計(jì)算研究的結(jié)果與生物力學(xué)研究的結(jié)果不一致， 有一些報(bào)告堅(jiān)持認(rèn)為骨水泥體積與臨床預(yù)后療效或生物力學(xué)特性無(wú)關(guān)[31-33]。 Kaufmann TJ 認(rèn)為從手術(shù)后1 周到2年內(nèi)，椎體成形術(shù)中灌注的骨水泥量與隨訪中任何時(shí)間點(diǎn)的疼痛和藥物使用的臨床結(jié)果之間沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)[34]。 因此，單純的骨水泥灌注劑量/注射體積并不能準(zhǔn)確反映骨質(zhì)疏松性椎體骨折后椎體強(qiáng)度及剛度的變化，在骨密度不同的患者間，即使灌注同一骨水泥劑量，術(shù)后椎體的強(qiáng)度和剛度恢復(fù)情況也不會(huì)相同，二者之間的相關(guān)性并非為線性關(guān)系。 骨水泥灌注量并不完全反映骨水泥在椎體內(nèi)的三維立體填充情況，將它作為評(píng)價(jià)術(shù)后療效的指標(biāo)具有片面性。

3 骨水泥彌散體積

骨水泥的彌散體積可以反映骨水泥填充術(shù)后椎體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和椎體強(qiáng)度剛度指標(biāo)的相應(yīng)改變情況。脊柱椎體的生物力學(xué)指標(biāo)與椎體的骨皮質(zhì)、 骨小梁密切相關(guān)，外力致骨折發(fā)生后，椎體外圍的骨皮質(zhì)不能發(fā)揮有效支撐， 同時(shí)椎體內(nèi)部骨小梁發(fā)生壓縮性改變，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所維持的穩(wěn)定作用喪失，其椎體的生物力學(xué)性能顯著下降。在PVP 中，骨水泥注射彌散進(jìn)入壓縮的骨小梁空隙內(nèi)，可替代破壞的骨小梁，重新發(fā)揮支撐作用[35]。骨水泥在椎體空間內(nèi)呈不規(guī)則形狀的彌散，其分布的空間與椎體力學(xué)性能恢復(fù)關(guān)系密切。這種彌散會(huì)逐漸形成一個(gè)由骨水泥包裹著的骨小梁及骨水泥填充骨小梁周圍間隙而共同構(gòu)成的三維立體結(jié)構(gòu)（骨水泥的彌散體積）。 所以，骨水泥彌散體積能更確切反映骨水泥在骨折椎體內(nèi)部的三維立體填充狀態(tài)，它在PVP 術(shù)后的恢復(fù)康復(fù)過(guò)程中起決定性意義。

患者骨密度越低，椎體骨質(zhì)則越疏松，骨小梁體積也越小， 同一灌注量的骨水泥彌散后形成的三維立體結(jié)構(gòu)也相對(duì)較小。 反之，骨密度越高，骨小梁體積就相對(duì)較大， 同一灌注量的骨水泥注射后形成的三維立體結(jié)構(gòu)也就越大。 因而，同一灌注量的骨水泥椎體成形術(shù)后，骨密度不同的椎體，其強(qiáng)度和剛度也不相同，療效也不相同，術(shù)中并發(fā)癥和術(shù)后鄰近節(jié)段再骨折發(fā)生率也不同。

Sun HB 等[36]在一項(xiàng)130 例胸腰椎骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折患者的前瞻性隊(duì)列研究中， 有95 例（73.08%）患者出現(xiàn)骨水泥滲漏，回歸分析將椎體骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷和骨水泥彌散體積分?jǐn)?shù)比（VF%）列為獨(dú)立危險(xiǎn)因素；彌散體積分?jǐn)?shù)有利于骨水泥分布的臨界值為19.78%，易發(fā)生骨水泥滲漏的臨界值為21.545%。 這點(diǎn)也可以解釋骨水泥的灌注劑量（體積）在某個(gè)范圍間內(nèi)可以與術(shù)后效果無(wú)相關(guān)性， 也暗示骨水泥的彌散體積與臨床效果可能存在相關(guān)性。

骨水泥彌散體積可以準(zhǔn)確反映骨水泥灌注的量及椎體內(nèi)的力學(xué)變化，這對(duì)預(yù)防骨水泥滲漏、骨水泥術(shù)后出現(xiàn)鄰近節(jié)段椎體退變加重、 繼發(fā)性骨折等方面有指導(dǎo)意義。 合適的骨水泥彌散體積，可有機(jī)地綜合患者骨密度因素及最優(yōu)骨水泥灌注量， 可以快速有效地恢復(fù)骨質(zhì)疏松性骨折椎體的力學(xué)性能， 更好地恢復(fù)脊柱的穩(wěn)定性。 最優(yōu)且適當(dāng)?shù)墓撬鄤┝窟€能減少術(shù)中骨水泥滲漏， 降低肺動(dòng)脈栓塞的發(fā)病率，不至于過(guò)高的強(qiáng)度及剛度而導(dǎo)致脊柱力學(xué)改變，減少術(shù)后鄰近節(jié)段椎間盤(pán)退變及椎體繼發(fā)性骨折等。 術(shù)前醫(yī)師可以根據(jù)患者的骨密度而控制適當(dāng)?shù)墓撬喙嘧┝浚纬勺顑?yōu)的骨水泥彌散體積，則能比僅僅單純追求大劑量骨水泥的灌注量而更有利于患者骨折術(shù)后的康復(fù)。 目前，已有少量臨床研究針對(duì)骨密度不同的骨質(zhì)疏松椎體骨折患者灌注等量骨水泥后觀察骨水泥彌散體積及術(shù)后臨床療效， 尚缺乏骨水泥彌散體積與骨密度及椎體力學(xué)性能指標(biāo)變化相關(guān)性的基礎(chǔ)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[37]。

4 骨水泥滲漏，誘導(dǎo)髓核細(xì)胞損傷

PVP 術(shù)中，骨水泥椎間盤(pán)滲漏的發(fā)生概率為10%～25%[38]。 骨水泥經(jīng)椎體及終板裂隙滲漏入椎間盤(pán)，促進(jìn)或加速椎間盤(pán)退變，增大鄰近節(jié)段椎體骨折風(fēng)險(xiǎn)，是臨床嚴(yán)重并發(fā)癥[39]。 因此，研究PMMA 骨水泥滲漏促進(jìn)或加速椎間盤(pán)退變的發(fā)生機(jī)制， 探討行之有效的預(yù)防和治療方法，具有重要的臨床意義。

研究證實(shí)，椎間盤(pán)活性細(xì)胞數(shù)下降、細(xì)胞外基質(zhì)合成減少和組成改變， 是椎間盤(pán)退變的基本病理基礎(chǔ)， 而椎間盤(pán)髓核細(xì)胞的損傷死亡是直接原因。 將PMMA 骨水泥注入家兔椎間盤(pán)可誘發(fā)椎間盤(pán)退變，髓核細(xì)胞數(shù)明顯下降，細(xì)胞死亡數(shù)量增加，Col II 的表達(dá)顯著降低。 因此，PMMA 誘導(dǎo)的髓核細(xì)胞損傷是骨水泥滲漏促進(jìn)或加速椎間盤(pán)退變的重要原因。

PMMA 可增加椎間盤(pán)內(nèi)壓力及應(yīng)力，PMMA 聚合反應(yīng)釋放熱量均可導(dǎo)致髓核細(xì)胞變性和死亡。 研究證實(shí)，PMMA 顆粒的細(xì)胞毒性作用與椎間盤(pán)髓核細(xì)胞的變性死亡有關(guān)。 Lazary 報(bào)道PMMA 可抑制椎間盤(pán)細(xì)胞的活性并促進(jìn)椎間盤(pán)細(xì)胞的變性[40]。 Jun Ge等報(bào)道PMMA 處理髓核細(xì)胞可見(jiàn)Caspase 3/9 表達(dá)增加，Bcl-2、YAP、CTGF 表達(dá)降低，Bax、p-Mst1/2、p-Lats1、p-YAP 表達(dá)上調(diào)；髓核細(xì)胞增殖率降低，出現(xiàn)凋亡[41]。 Mao 等報(bào)道PMMA 增加基質(zhì)降解酶的合成，促進(jìn)膠原蛋白降解，組織細(xì)胞凋亡，椎間盤(pán)退變。 PMMA 誘導(dǎo)髓核細(xì)胞損傷的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，至今尚不明確，闡明損傷機(jī)制對(duì)預(yù)防和治療PMMA 滲漏誘導(dǎo)椎間盤(pán)退變非常重要。

5 總結(jié)

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折應(yīng)用PVP 治療已成為臨床常用的方式，相關(guān)議題已經(jīng)成為臨床熱點(diǎn)，研究骨水泥注射灌注量、 骨水泥彌散體積與椎體生物力學(xué)性能指標(biāo)變化的相關(guān)性， 以及骨水泥滲漏誘導(dǎo)髓核細(xì)胞損傷，導(dǎo)致椎間盤(pán)加速退變等，便于臨床醫(yī)師在術(shù)前根據(jù)患者椎體的骨密度選擇合適的骨水泥灌注量，從而最優(yōu)恢復(fù)骨折椎體的強(qiáng)度及剛度，提供可靠的脊柱穩(wěn)定性，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，降低術(shù)中及術(shù)后中遠(yuǎn)期并發(fā)癥發(fā)生率等，提高患者的生存質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)生物力學(xué)效應(yīng)及臨床效果均滿意的目標(biāo)。