注射型硫酸钙椎体成形结合椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折

【摘要】  ［目的］探讨经椎弓根注射硫酸钙椎体成形结合椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折的疗效。［方法］自2005年4月～2007年6月，采用经椎弓根注射硫酸钙椎体成形结合椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折43例。观察术后症状改善情况，并且在术前、术后和末次随访时拍摄胸腰椎正侧位X线片观察骨折复位和稳定情况。［结果］所有病例均顺利完成手术，术后Frankel分级神经功能均恢复至E级。其中38例获得完整随访，随访时间8～30个月，平均22个月。术前椎体前缘、中央和后缘高度丢失率分别为51.4%、41.5%和3.5%，Cobb′s角为16.3°；术后分别为11.7%、14.3%和1.7%，Cobb′s角为0.8°，两者相比存在显著差异(P<0.05)。末次随访椎体前缘、中央和后缘高度丢失率分别为13.6%、15.0%和2.0%，Cobb′s角为1.2°，与术后相比无显著性差异(P>0.05)，无断钉、内固定松动，VAS评分由术前8.5分降至1分。［结论］经椎弓根注射硫酸钙椎体成形结合椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折，是一种微创、安全、有效的方法。它可重建稳定，减少并发症，提高疗效。

【关键词】  硫酸钙； 椎体成形； 椎弓根螺钉固定； 胸腰椎骨折

Treatment of thoracolumbar fractures with injectable calcium sulfate vertebroplasty and shortsegment pedicle screw fixation∥XU Wei，SHEN Yixin,FAN Zhihai，et al.Department of Orthopaedics，The Second Affiliated Hospital of Suzhou University，Suzhou 215004，China

    Abstract：［Objective］To investigated the clinical result of transpedicle fixation combined with injectable calcium sulfate vertebroplasty in patients with thoracolumbar fractures.［Method］From April 2005 to June 2007,43 patients with thoracolumbar fractures were treated with vertebroplasty reinforced by calcium sulfate injection and shortsegment pedicle screw fixation.The symptom improvement was observed.Plain Xrays were taken at preoperation and postoperation and final followup to determine the improvement of the injured vertebral height and Cobb′s angle.［Result］All the patients underwent surgery uneventfully.Thirtyeight patients were followed up for an average of 22 months.After operation Frankel Grading System improved to Grade E.The loss rates of anterior,mid and posterior height were 51.4%，41.5%，3.5% before operation but 11.7%，14.3%，1.7% after operation.The Cobb′s angles were improved from 16.3°preoperatively to 0.8°postoperatively.The loss rates of vertebral height between preoperation and postoperation were significantly different (P<0.05).The final followup showed that the loss rates of anterior vertebral,mid and posterior height were 13.6%,14.8% and 1.9% and the Cobb′s angle was 1.2°,which was not significant compared with that of immediately after operation(P>0.05).There was no breakage of pedicle screw or loosening of instrument.Pain score by visual analog scale (VAS) reduced from 8.5 to 1.0.［Conclusion］The surgery of transpedicle fixation combined with injectable calcium sulfate vertebroplasty is a miniinvasive and effective method for the treatment of patients with thoracolumbar fracture.It can achieve and maintain kyphosis correction,decrease the instrument failure rate,and provide better postoperative outcomes.

    Key words：calcium sulfate;  vertebroplasty；  pedicle screw fixation；  thoracolumbar fractures

     胸腰椎是脊柱骨折的好发部位，短节段椎弓根内固定已被广泛应用于治疗胸腰椎骨折，但其术后可出现内固定失效和迟发性后凸畸形，导致后遗腰背部疼痛和迟发性神经损伤。本院从2005年4月-2008年4月，采用经椎弓根注射硫酸钙椎体成形结合短节段椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折，取得近期满意疗效。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料

    本组43例，男28例，女15例，年龄25～56岁（平均39.4岁）。均为单一节段不稳定性胸腰椎骨折，其中爆裂型23例，屈曲压缩型15例，屈曲分离型5例。骨折部位：T112例，T1210例，L19例，L28例，L34例。术前神经功能Frankel分级：D级2例，E级41例。CT提示28例椎体后壁破裂突入椎管，但L1水平以上椎管占位均小于椎管中矢径的1/3。

    1.2  特殊器械与材料

    注射型硫酸钙（minimally invasive injectable graft,MIIG）由美国Wright医疗技术公司生产，为高纯度α-晶体结构硫酸钙，配有专用椎弓根穿刺套管针。将硫酸钙粉末与固化液调匀后，在常温下1 min呈粘稠的液态，5～10 min固化，固化时不放热，抗压强度稍强于松质骨，生物降解性好易被骨替代。

    1.3  手术方法

    经后正中切口，显露骨折节段及上下邻椎棘突、椎板和关节突。先向相邻椎体安置椎弓根内固定系统，利用体位复位，结合内固定物撑开和牵张作用恢复病椎椎体高度。若复位不满意者，C型臂X线机透视监视下，可经伤椎椎弓根用探钩推顶椎体上下终板，直至复位满意。经单纯或双侧椎弓根向伤椎插入套管针至椎体中部，将注射型硫酸钙，1 min内注入病椎。对椎体后壁破损者，用C型臂X线机全程动态监测灌注过程，当硫酸钙接近椎体后壁时，停止灌注。最后安置内固定。手术结束在麻醉苏醒室观察患者双下肢活动及感觉的变化，若无神经功能恶化的表现，再返回病房。

    1.4  术后处理

    常规静滴抗生素3 d预防感染，术后3周带围腰下地活动，逐步加强腰背肌功能锻炼。术后3 d、3、6、12个月和末次随访时（病例总结时）摄X线片，有条件者同时CT检查。

    1.5  观察指标

    椎体高度丢失率和脊柱后凸Cobb′s角。测量患者术前、术后和末次随访时侧位X线片病椎前缘、中央和后缘高度；同时测量相邻上、下椎体相应部位高度，取平均值作为正常椎体高度。根据公式：椎体高度丢失率＝（正常椎体高度-病椎椎体高度）/正常椎体高度×100%，Cobb′s′s角=病椎上一椎体上终板与病椎下一椎体下终板连线的夹角。

    疼痛VAS(visual analog scale)评分。对患者术前、术后1周、术后6个月和末次随访进行评分。

    1.6  统计处理

    数据结果以±s表示，采用SPSS 12.0软件进行统计分析，两组间比较采用配对t检验，以P<0.05作为检验标准。

    2  结  果

    43例手术均顺利完成。手术时间50～70 min，平均60 min。术中出血量200～500 ml，平均350 ml。所有患者切口均Ⅰ期愈合，术后神经功能Frankel分级均恢复至E级。38例获得完全随访，随访时间8～30个月，平均22个月，内固定无松动断裂，术后腰背部无明显疼痛，末次随访VAS评分1分(术前8.5分)。术前、术后和末次随访椎体高度丢失率和Cobb′s角见附表1,2。术前与术后椎体前缘、中央椎体高度丢失率、Cobb′s角相比存在显著差异（P<0.05），术后与末次随访时椎体前缘、中央、后缘椎体高度丢失率和Cobb′s角相比无显著差异（P>0.05）。 表1  脊柱椎体高度丢失率%表2  椎体后凸Cobb′s角术前术后随访Cobb′s角16.28±5.060.79±5.87#1.23±6.54#注：与术前比较：#P<0.05；与术后比较：◇P>0.05

    3  讨  论

    脊柱的解剖特点决定了胸腰段椎体是骨折的好发部位。经后路短节段椎弓根内固定系统可通过病椎周围的韧带、纤维环间接复位，并经椎弓根这一“力核”三柱固定，也可重建脊柱稳定性，其创伤小、时间短、技术易掌握。这一特点使该手术在我国得以广泛开展。随着时间的推移和病例数的增加，单纯采用短节段椎弓根内固定术后，内固定失败和迟发性畸形的报道逐渐增多。经研究发现单纯后路撑开复位后，病椎并未恢复结构上的完整性，虽然矢状位上可以观察到椎体高度恢复，但经间接复位，骨折块往往不能完全回纳，加之椎体内松质骨骨小梁受挤压相互嵌插，必然会在椎体内形成一些腔隙或缺损，甚至会出现“蛋壳样”椎体。腔隙被纤维组织充填不会发生骨性愈合，使得病椎存在力学上的薄弱区，不具有负重能力，原本经前中柱载荷现主要通过后路椎弓根内固定系统传导，使后柱负荷大大增加，增加了内固定失败的机率，继而出现后凸畸形引起的继发性神经损伤和腰背部疼痛［1,2］，为此，必须通过植骨获得长期的稳定以降低内固定的负荷。传统的植骨方式有前路和后外侧植骨。前路切开复位，减压、植骨同时完成，但手术创伤大、出血多，很多医院难以开展，这也成为胸腰段骨折治疗经前路亦或后路争论的焦点之一；后外侧植骨因其侧方沟槽内缺乏如前路椎间植骨所承受的机械应力刺激，且软组织阻挡、骨皮质的存在以及植骨床的不充分，往往植骨较易吸收而融合率相对较低。近年来经椎弓根向病椎椎体内植骨即椎体成形术，理论上重建了椎体前中柱，恢复脊柱正常的载荷传导，减少了内固定的应力，体现脊柱内固定载荷分享原则，可有效地防止内固定失败和迟发性畸形的出现［3］，越来越受到人们的重视。

    随着椎体成形术的广泛开展，经椎弓根向椎体内植骨的材料亦各有不同—自体松质骨、异体骨、聚甲基丙稀酸甲酯骨水泥（poly methyl metha crylate,PMMC）、注射型自固化磷酸钙人工骨（calcium phosphate cemant,CPC）等等，各家报道反应不一。自体松质骨存在延长手术时间、增加手术创伤以及供区并发症等不足；同种异体骨其效果差于自体骨，且有传播疾病的潜在危险，以上二者受松质骨形态及椎弓根直径的限制，植骨往往不能充分填充腔隙（图1）。有文献报道它并不能降低内固定失败和矫正度的丢失的发生率［4、5］；PMMA不能被降解和进行骨替代，不适于青壮年骨折，聚合过程中产生的高温，容易灼伤周围组织，一旦渗漏对脊髓和神经会造成巨大损害［6］；CPC具有一定的力学强度，Mermelstein［７］报道经伤椎椎弓根注入磷酸钙骨水泥可增加前中柱稳定性，减少椎弓根钉的应力，但也有报道CPC吸收和降解时间太长，可诱发局部骨溶解及无菌性炎症，其安全性存在争议［8、9］。

    本组选用的硫酸钙人工骨作为植骨材料，它是美国Wright公司生产的可注射的α-硫酸钙，组织相容性好、生物安全性高，在体内能完全降解吸收，对周围组织不产生炎症和异物刺激作用，最初为液态，流动性好，便于注射并可向四周弥散（图2），在体内快速固化，固化后强度与松质骨相当，是专门为松质骨区域移植替代材料，主要应用于四肢干骺端骨缺损，在椎体内使用报道甚少。作者选用注射型硫酸钙作为植骨材料，利用其顺应性较好的这一特点，即使少量渗漏到椎管，初为液态，能流动，也不会局部突出压迫脊髓和神经，而且很快吸收（图3）。通过椎弓根内固定恢复脊柱初始稳定性和病椎的外形，经椎弓根注入MIIG可重建椎体的前中柱。患者术后3个月复查X-CT发现硫酸钙已基本吸收并为松质骨替代，说明其生物降解与新骨生成同步进行，可以达到骨重建的需要（图4）。这与姜星杰、Peters［10,11］等报道基本一致。本组获得随访的38例术后和末次随访X线片椎体高度丢失率和后凸Cobb′s角，没有明显差异，说明注射硫酸钙椎体成形结合椎弓根内固定恢复了胸腰椎骨折的力学强度，减少高度再丢失，降低内固定失败的发生，提高了手术疗效。

    图1  受椎弓根大小的限制，植骨不充分  图2  硫酸钙在病椎内均匀弥散填充腔隙  图3  硫酸钙注入过多椎管内渗漏  图4  术后3个月硫酸钙被吸收骨替代形成(注射通道仍可见，箭头所指)

    值得注意的是本组43例患者中，神经功能Frankel分级除2例D级外，其余均为E级L1水平以上椎管内占位不超过1/3，L2,3水平椎管内占位不超过1/2，2例D级经术前止血、甘露醇治疗后，症状缓解，手术的主要目的是重建脊柱的稳定，而不是减压恢复神经功能。所以均未行椎板切除及椎管减压，节省了手术时间，创伤小。在透视监测下，了解椎体后壁复位情况，用探针对椎体终板进行推顶使复位更加满意，同时探查椎体内空隙及四周是否有缺损，并根据推注时阻力大小不断调整注射硫酸钙的位置深浅，同时俯卧位因重力作用，液态硫酸钙使病椎前中部的填充更为满意(图2)，故仅1例出现椎管内渗漏、3例椎间隙渗漏、4例椎体前缘渗漏，均无临床症状的并发症出现。术后神经功能Frankel分级均为E级。对于伴有明显脊髓和神经功能损害的严重胸腰椎骨折，为保证减压手术效果和避免椎管内渗漏带来的并发症，建议椎板切除后再行椎体成形或经前路手术减压，所以对术式和适应证的选择甚为重要。

    综上所述，经椎弓根注射硫酸钙椎体成形结合椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折，可重建脊柱稳定，减少内固定的应力，提高了手术疗效，是一种微创、行之有效的方法。同时需要指出的是，即使胸腰椎椎体骨折可以恢复，但外伤所致的椎间盘退变，脊柱前中柱承载负荷的变化还不清楚，所以尽管平均随访时间已达22个月，但远期疗效有待进一步观察。

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作者单位：苏州大学附属第二医院，江苏省苏州市三香路1055号