胸腰段骨折術(shù)后傷椎內(nèi)骨缺損的臨床特征及防治進展

趙士賢，羅卓荊，胡學(xué)昱

空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院骨科，西安 710032

胸腰段骨折是脊柱骨折最常見類型，手術(shù)治療的目的是提供堅固固定以保持脊柱的穩(wěn)定性，恢復(fù)損傷節(jié)段的高度，維持脊柱的生理曲度，促進脊柱脊髓的功能恢復(fù)［1］。目前，臨床上常用的手術(shù)方式為后路椎弓根螺釘內(nèi)固定伴/不伴融合術(shù)，以跨傷椎短節(jié)段內(nèi)固定多見。術(shù)中通常采用撐開復(fù)位的方式，依靠前后縱韌帶及椎間盤纖維環(huán)的牽拉力量，間接恢復(fù)傷椎的外形和高度。然而，傷椎內(nèi)被壓縮破壞的終板及松質(zhì)骨，尤其是骨小梁，結(jié)構(gòu)難以恢復(fù)，術(shù)后遺留不同程度的骨缺損，形成空腔，一般稱為椎體內(nèi)空隙、“空殼”現(xiàn)象，或“蛋殼樣改變”［2-3］。椎體骨折術(shù)后傷椎內(nèi)骨缺損導(dǎo)致椎體前中柱結(jié)構(gòu)的完整性受損，機械力學(xué)性能受到破壞，容易導(dǎo)致椎體凹陷、高度喪失及后凸畸形等，嚴重者可導(dǎo)致融合失敗、內(nèi)固定脫落等；此外，傷椎內(nèi)骨缺損還可引發(fā)長期慢性腰背痛［4-6］，發(fā)生率為50% ～100%［7-8］。傷椎內(nèi)骨缺損影像學(xué)表現(xiàn)為術(shù)后矢狀面或橫斷面CT 上出現(xiàn)椎體內(nèi)低密度骨缺損區(qū)域［9］，呈類圓形，主要分布在椎體前上方，前柱靠近上終板處，其大小、形態(tài)和發(fā)生部位略微不同，在不同性別、年齡及骨折類型患者中均可發(fā)生［10］。對于行融合術(shù)的病例，由于植骨融合帶來長期的堅固固定，骨缺損所引起的諸多并發(fā)癥對其影響甚微；而對于未行融合的胸腰段骨折，傷椎內(nèi)骨缺損容易導(dǎo)致術(shù)后嚴重并發(fā)癥的發(fā)生。鑒于目前對于胸腰段骨折術(shù)后傷椎內(nèi)骨缺損的整體認識存在不足和爭議，傷椎內(nèi)骨缺損是否需要處理、如何處理，仍是臨床亟待解決的問題。本文通過查閱胸腰段骨折術(shù)后傷椎內(nèi)骨缺損相關(guān)文獻，圍繞其危險因素、術(shù)后轉(zhuǎn)歸及預(yù)后、預(yù)防和治療進行分析，綜述如下。

1 危險因素

術(shù)前對傷椎內(nèi)骨缺損的預(yù)測至關(guān)重要，多項研究［11-13］發(fā)現(xiàn)，傷椎內(nèi)骨缺損發(fā)生的獨立危險因素有高齡、骨質(zhì)疏松、椎體壓縮率＞ 1/2、爆裂性骨折、術(shù)中撐開復(fù)位過大等。究其原因，合并高齡及骨質(zhì)疏松的胸腰椎骨折患者骨量流失，骨小梁變細，骨微結(jié)構(gòu)容易受到破壞，因而強力撐開復(fù)位后發(fā)生骨缺損的風險升高。此外，高齡及骨質(zhì)疏松患者的骨性修復(fù)能力下降，影響骨重建。椎體壓縮率反映椎體前緣受壓及高度丟失的嚴重程度。較高的椎體壓縮率，一方面提示椎體受到嚴重的暴力擠壓，其內(nèi)部的骨小梁遭受嚴重破壞，因而復(fù)位后更加容易出現(xiàn)骨缺損，骨折愈合時間也相應(yīng)延長；另一方面，壓縮率較高的椎體往往復(fù)位困難，強行復(fù)位容易過度撐開，造成骨折碎塊分離，導(dǎo)致更高的缺損發(fā)生率和更嚴重的骨缺損。爆裂性骨折多由高能量損傷導(dǎo)致，骨小梁的結(jié)構(gòu)破壞更為徹底，常常引起前中柱的分離，大大增加骨缺損發(fā)生的風險。

2 轉(zhuǎn)歸及預(yù)后

在臨床上，傷椎內(nèi)骨缺損存在多種不同的預(yù)后結(jié)果，與骨缺損體積大小及形態(tài)相關(guān)。鐘澤蒞等［14］對72 例單節(jié)段胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后伴椎體“空殼”改變的患者進行回顧性分析，結(jié)果顯示，當“空殼”體積占比＞ 10%時，術(shù)后1年的并發(fā)癥發(fā)生率和腰背痛程度明顯增高，且不愈合率顯著上升。胡海剛等［9］對60 例發(fā)生“空殼”改變的胸腰椎骨折患者進行為期1年的隨訪，通過對椎體“空殼”進行三維重建和體積測量，觀察到“空殼”改變的轉(zhuǎn)歸根據(jù)形態(tài)變化可劃分為消失型（完全消除）、縮小型（體積減?。┖退菪停ㄏ噜徑K板塌陷），多因素回歸分析結(jié)果提示，椎體“空殼”的體積和轉(zhuǎn)歸類型是影響椎體骨折愈合的獨立危險因素，消失型“空殼”由于體積較小，壓縮程度較低，可自行愈合，而縮小型和塌陷型“空殼”持續(xù)存在，容易引起骨折不愈合等并發(fā)癥，需要盡早干預(yù)。傷椎內(nèi)骨缺損影響患者預(yù)后的可能機制：①骨缺損破壞前中柱結(jié)構(gòu)，使內(nèi)固定系統(tǒng)承擔大部分的軸向負荷，長期承受應(yīng)力的釘-棒系統(tǒng)易出現(xiàn)松動和斷裂等［2］；②骨缺損不利于骨小梁的生物學(xué)愈合，增生的纖維組織填充占據(jù)新生骨的生成空間，纖維性修復(fù)替代骨性修復(fù)，最終導(dǎo)致骨折延遲愈合或不愈合［15］；③骨缺損降低了傷椎的支撐及抗壓能力，內(nèi)固定取出后，易引起椎體塌陷、高度丟失及后凸畸形的發(fā)生［16］。

3 預(yù)防和治療

3.1 不作處理

目前，對于是否需要對傷椎內(nèi)骨缺損進行處理，學(xué)術(shù)界依然存在較大的爭議。Wang 等［17］認為，針對爆裂性骨折，短節(jié)段內(nèi)固定無須融合仍可獲得滿意療效，而額外的植骨融合會增加出血量和手術(shù)時間，并可能產(chǎn)生供區(qū)并發(fā)癥。Lee 等［18］對28 例未進行融合的胸腰椎爆裂性骨折患者進行為期2年的隨訪發(fā)現(xiàn)，未植骨的患者仍取得了滿意的臨床效果。然而，以上的研究并未關(guān)注傷椎內(nèi)骨缺損的體積大小及形態(tài)特征。

3.2 經(jīng)傷椎置釘

經(jīng)傷椎置釘技術(shù)是在短節(jié)段內(nèi)固定的基礎(chǔ)上在骨折椎體置入1 ～ 2 枚螺釘。經(jīng)傷椎置釘可以部分填充骨缺損，增強內(nèi)固定穩(wěn)定性，減少相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生。Guven 等［19］的前瞻性研究證實，短節(jié)段內(nèi)固定聯(lián)合經(jīng)傷椎置釘可提供更牢靠的固定，在術(shù)后50 個月的隨訪中具有更少的矯正度丟失。Elmasry等［20］通過生物力學(xué)研究表明，后路短節(jié)段內(nèi)固定聯(lián)合經(jīng)傷椎置釘可增加鄰近椎體的剛度和相鄰椎間盤內(nèi)的應(yīng)力，可提供更強的穩(wěn)固性，為前柱提供更有力的支撐。而且，經(jīng)傷椎置釘帶來的額外固定點有助于沿連接桿更均勻地分布應(yīng)力，減少釘棒的松動和斷裂，延長內(nèi)固定器械的使用壽命。路多等［21］的隨機對照研究也發(fā)現(xiàn)，短節(jié)段內(nèi)固定聯(lián)合經(jīng)傷椎置釘可有效改善脊柱穩(wěn)定性、腰椎功能及疼痛評分，且在18 個月的隨訪中發(fā)現(xiàn)，其可降低慢性腰痛、內(nèi)固定松動等并發(fā)癥的發(fā)生率。胸腰椎骨折的治療中經(jīng)傷椎置釘?shù)膬?yōu)勢：①螺釘可部分填充骨折椎體，并提供剛性支撐；②為連接桿提供額外的支撐點，有效避免四釘固定帶來的平行四邊形效應(yīng)，增強釘棒系統(tǒng)的錨定穩(wěn)定性，防止骨折節(jié)段高度丟失和后凸畸形；③可分散固定系統(tǒng)所承受的壓力，減少內(nèi)固定斷裂、脫落等［22］；④有助于緩解腰背部的疼痛癥狀。然而，部分學(xué)者認為經(jīng)傷椎置釘存在不足之處［23］：①適應(yīng)證較窄，僅適用于單椎體損傷且椎弓根完整、至少一側(cè)終板完整、椎體壓縮比不超過2/3 的骨折；②對術(shù)者技術(shù)要求較高，操作失誤易引起骨折加重或神經(jīng)損傷；③對骨缺損無直接的治療作用，無法促進骨性愈合。因此，許多學(xué)者嘗試將經(jīng)傷椎置釘與椎體植骨聯(lián)合應(yīng)用。趙成毅等［24］的研究發(fā)現(xiàn)，后路短節(jié)段內(nèi)固定聯(lián)合經(jīng)傷椎單側(cè)置釘及對側(cè)經(jīng)椎弓根植骨可有效減少傷椎內(nèi)骨缺損的發(fā)生，恢復(fù)傷椎高度，并重建脊柱的力學(xué)穩(wěn)定性；李世梁等［25］的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)傷椎置釘聯(lián)合植骨可降低術(shù)后傷椎內(nèi)骨缺損的發(fā)生率，并促進骨性愈合。經(jīng)傷椎置釘聯(lián)合椎體內(nèi)植骨可增強椎體穩(wěn)定性，促進骨折愈合，但增加了手術(shù)操作的復(fù)雜性，延長了手術(shù)時間。

3.3 骨水泥椎體強化術(shù)

骨水泥椎體強化術(shù)是一種向病變椎體注入骨水泥以強化椎體的微創(chuàng)技術(shù)，主要包括經(jīng)皮椎體成形術(shù)（PVP）和經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)（PKP）。既往研究［26］表明，當椎體前中柱完整時其承擔約80%的軸向負荷，若前中柱穩(wěn)定性喪失，不但會引起椎體高度丟失，而且不利于傷椎內(nèi)骨缺損的骨性愈合，因此，重建脊柱前中柱的完整性極其重要。骨水泥椎體強化術(shù)可以填充傷椎內(nèi)骨缺損區(qū)域，恢復(fù)椎體高度，重建脊柱穩(wěn)定，減少并發(fā)癥的發(fā)生，且可減少活動時骨折對椎體內(nèi)神經(jīng)的刺激，同時破壞椎體內(nèi)感覺神經(jīng)末梢，從而即刻解除患者疼痛。徐寶山等［27］取新鮮成人脊柱爆裂性骨折標本進行體外研究，分別測量傷椎骨折前后及PVP 術(shù)后傷椎內(nèi)空腔的體積，觀察到椎體骨折復(fù)位后傷椎內(nèi)骨缺損明顯，PVP 術(shù)后椎體內(nèi)空腔明顯減少，證實骨水泥可以實現(xiàn)骨缺損的有效填充。Oner 等［28］的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)固定聯(lián)合骨水泥可有效增強椎體前柱穩(wěn)定性，從而降低遠期內(nèi)固定失敗及后凸畸形的發(fā)生率。Katsumi 等［29］和Cho 等［30］的研究發(fā)現(xiàn)，短節(jié)段內(nèi)固定聯(lián)合椎體強化術(shù)可明顯改善腰背部疼痛癥狀，維持脊柱正常序列，并能防止后凸畸形等并發(fā)癥。

目前，臨床上常用的骨水泥材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），其價格低，理化性能穩(wěn)定，療效確切，在臨床上廣泛應(yīng)用。然而，PMMA 存在單體毒性、生物相容性差、無法降解、固化放熱、強度太高等缺點［31］，無法實現(xiàn)骨缺損的骨性愈合。隨著新材料的發(fā)展，具備良好生物相容性、可在人體內(nèi)降解且固化不放熱的磷酸鈣和硫酸鈣骨水泥越來越多地被應(yīng)用于臨床。Kao等［32］認為，硫酸鈣/磷酸基骨水泥能夠復(fù)原傷椎，提升穩(wěn)定性，減少椎弓根螺釘?shù)膽?yīng)力，防止后期并發(fā)癥的發(fā)生。Verlaan等［33］采用椎弓根螺釘內(nèi)固定聯(lián)合自固化磷酸鈣骨水泥PKP治療胸腰椎爆裂性骨折，取得滿意的臨床效果。王雪等［34］的研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合傷椎硫酸鈣骨水泥強化可以彌補椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)矯形穩(wěn)定性的不足。雖然磷酸鈣和硫酸鈣骨水泥均取得了不錯的臨床療效，但也存在諸多不足［35］：首先，2 種材料雖然具有一定的骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)特性，但不具備成骨作用，且降解速度不一，難以與成骨相適宜；其次，強度不足，容易碎裂塌陷，不能從根本上恢復(fù)椎體的力學(xué)性能。綜上，骨水泥具有液固雙相的特征，可以實現(xiàn)骨缺損的有效填充，并提供一定的強度支撐，有助于重建傷椎，是一種較為理想的處理方式；然而，其無法實現(xiàn)生物學(xué)愈合，且理想的骨水泥材料依然處在探索研究階段。

3.4 傷椎椎體內(nèi)植骨

目前，學(xué)術(shù)界對于是否進行傷椎椎體內(nèi)植骨仍存在爭議。許多學(xué)者認為有效的前中柱植骨重建可以消除骨缺損腔隙，恢復(fù)脊柱穩(wěn)定性，避免術(shù)后晚期發(fā)生傷椎再塌陷、矯正角度丟失或內(nèi)固定失敗。Crawford 等［36］報道了傷椎椎體內(nèi)植入自體松質(zhì)骨的療效，結(jié)果顯示，獲得較好的后凸矯正和椎體高度恢復(fù)。W?lchli 等［37］的研究表明，隨訪24 個月，相較不植骨，后路內(nèi)固定聯(lián)合經(jīng)椎弓根植骨的患者骨量和矯正度的丟失更少。潘建宏等［38］認為，后路內(nèi)固定僅為脊柱提供早期穩(wěn)定性，而經(jīng)椎弓根椎體內(nèi)植骨可以使傷椎獲得堅強愈合，并提供長期穩(wěn)定性，兩者相結(jié)合可以取得良好療效。然而，部分研究顯示，植骨部位存在嚴重的骨吸收現(xiàn)象，并不能達到預(yù)期療效。Knop 等［39］的研究發(fā)現(xiàn)，椎弓根螺釘內(nèi)固定結(jié)合椎體內(nèi)植骨，對術(shù)后矯正度丟失的預(yù)防效果并不顯著。Alanay等［40］對比后路短節(jié)段內(nèi)固定聯(lián)合/不聯(lián)合傷椎椎體內(nèi)植骨的患者術(shù)后矯正度丟失及內(nèi)固定失敗的情況，發(fā)現(xiàn)椎體內(nèi)植骨并不能有效預(yù)防術(shù)后矯正度丟失。此外，Nguyen等［41］的研究報道，傷椎椎體內(nèi)植骨并未消除椎體內(nèi)的骨缺損，也不能有效避免骨缺損引發(fā)的多種并發(fā)癥。許多學(xué)者分析植骨治療失敗的原因，Grogan 等［42］認為，經(jīng)椎弓根植骨操作難度大，植骨量少，無法支撐前柱、促進骨性愈合。葉春萬等［43］對6 具新鮮尸體進行骨缺損建模及打壓植骨發(fā)現(xiàn)，打壓植骨能夠建立良好的生物力學(xué)。使用自體骨進行打壓植骨雖然可以獲得較好的充填效果，但是骨供應(yīng)量有限，且易引發(fā)多種供區(qū)并發(fā)癥。為解決植骨骨量的問題，部分學(xué)者采用同種異體骨、替代物進行植骨，取得較為滿意的療效。van Herck 等［44］用同種異體骨+自體骨治療胸腰椎爆裂性骨折，臨床療效滿意。印飛等［45］的隨機對照研究結(jié)果顯示，短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定聯(lián)合椎體內(nèi)同種異體骨和重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（rhBMP-2）打壓植骨，可有效恢復(fù)傷椎高度、降低傷椎骨缺損程度，療效滿意。

3.5 前路重建

葉晶華等［46］通過一期后路內(nèi)固定手術(shù)、二期前路傷椎椎體次全切除術(shù)并鈦網(wǎng)植骨解決骨折復(fù)位后的“空殼”改變，療效滿意。但此治療方法難度較高，創(chuàng)傷較大，僅適用于嚴重椎體爆裂性骨折伴脊髓神經(jīng)壓迫癥狀的患者。

4 結(jié)語與展望

根據(jù)目前的研究現(xiàn)狀，骨科醫(yī)師須充分了解胸腰椎骨折后傷椎內(nèi)骨缺損發(fā)生和預(yù)后的相關(guān)因素，認清骨缺損帶來的危害，謹慎選擇處理方式，實現(xiàn)有效防治。傷椎內(nèi)骨缺損正確處理須個體化區(qū)別對待，對于椎體骨折程度較輕的年輕患者，若骨密度正常，無其他嚴重的合并癥，傷椎內(nèi)骨缺損一般體積較小，后期可能自發(fā)愈合，可不予處理。對于高齡或伴骨質(zhì)疏松的患者，進行骨水泥填充是較好的選擇。對于嚴重的椎體壓縮性骨折或爆裂性骨折，前中柱破壞嚴重，容易產(chǎn)生體積較大的傷椎內(nèi)骨缺損，難以自發(fā)愈合，后續(xù)可能引發(fā)多種并發(fā)癥，采用后路椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定聯(lián)合傷椎重建術(shù)治療可有效消滅傷椎內(nèi)骨缺損，避免并發(fā)癥的發(fā)生。傷椎重建的首選方式為經(jīng)椎弓根傷椎椎體內(nèi)自體骨植骨，也可根據(jù)實際酌情選用其他植骨材料。此外，隨著微創(chuàng)理念的普及、手術(shù)設(shè)備的進步和新型植骨材料的發(fā)展，可供選擇的治療方案不斷涌現(xiàn)，如微創(chuàng)經(jīng)皮單平面椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)已成為微創(chuàng)治療胸腰椎骨折的首選方案，而復(fù)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）等生長因子的新型植骨材料將會為傷椎內(nèi)骨缺損的治療提供更為廣闊的發(fā)展前景。