经椎弓根植骨椎体成形结合椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折远期疗效观察

【摘要】  ［目的］探讨经椎弓根植骨椎体成形结合椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折的远期疗效。［方法］回顾2003年3月-2008年６月经椎弓根自体骨混合（Osteoset）人工骨植骨椎体成形结合椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折并获得平均3年随访的38例患者，对其影像学、神经功能和临床症状进行评价。评价标准:(1)影像学评价:包括椎体压缩率、椎管侵占率及脊柱矢状面Cobb′s角的恢复。采用多个样本均数间的两两比较，SNKq检验方法进行统计学分析；(2)神经功能和临床评价:按美国脊髓损伤协会（ASIS）分级标准进行分级，26例合并神经损伤,ASIS分级提高1级为改善。［结果］本组获得随访的38例患者，优良率达87%，患者均在术后2～3周早期离床活动，无断钉、断棒、椎体再压缩等并发症。术后椎体高度及生理弧度恢复满意，无1例出现神经症状加重。33例患者椎体骨折基本达到解剖复位，远期复查椎体高度无丢失情况。［结论］自体骨混合（Osteoset）人工骨植骨椎体成形结合椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折有良好的复位和固定作用，可有效的消除伤椎的“蛋壳”效应，能即时增加椎体的骨容量和脊柱前柱的抗压稳定性，使病人能早期活动，减少内固定物因应力过大造成的断钉、断棒、椎体再压缩等并发症，效果满意，值得临床应用。

【关键词】  胸腰椎骨折； 椎弓根钉； 自体骨； Osteoset人工骨； 经椎弓根椎体内植骨； 椎体成形

Treatment of thoracolumbar vertebral fracture with transpedicle bone fusion vertebroplasty and screw fixation:a longterm followup∥ YANG Fei,WU Yonggang.Postgraduate Department,Baotou Medical College,Neimenggu 014010,China         

    Abstract：［Objective］To analyze the long term effect after treatment of thoracolumbar vertebral fracture with transpedicle bone fusion vertebroplasty and screw fixation.［Method］From March 2003 to June 2008,38 cases of thoracolumbar fractures were treated with autogenous and allogenic (Osteoset) bone fusion vertebroplasty and screw fixation.All patients were followed up for an average of 3 years and fluoroscopy,neoropathicfunction and clinical symptom were analyzed.The evaluation criteria were:1.Fluoroscopy included packing ratio of vertebral body,invasion ratio of vertebral canal,and Cobb's angle of spinal sagittal plane.SNKq check of multiple comparison was used as statistical analysis.2.Neuropathic function and clinical evaluation adopted American Spinal Injury Society(ASIS) classification standard.Twentysix cases had nerve injuries,their improvement was defined as ASIS grade improvement.［Result］The goodtoexcellent rate reached 87%.All patients began to ambulate 23 weeks postoperatively.No postoperative complications were found such as nails breaking,shaft breaking and second vertebral body compression.The body height and physiological curve recovered satisfactorily.All fractures reached anatomical reduction and no loss of vertebral height was found in the longterm followup.［Conclusion］Treatment of thoracolumbar fracture with autogenous and allogenic (Osteoset) bone fusion vertebroplasty and screw fixation is effective and can eliminate the effect of "eggshell",and can increase the capacity of vertebral body and stability of the spine.Patients could do exercises earlier with less possibility of nail breaking and shaft breaking or other complications.It is worth of clinical application.

    Key words：thoracolumbar fracture;     vertebral screw;     autogenous bone;     osteoset synthetic bone;     transpedicle bone graft;     vertebroplasty

    胸腰椎压缩性骨折是骨科常见病，严重影响患者生活质量。椎弓根短节段固定技术治疗胸腰椎骨折已有40多年的历史，近20年材料力学、生物力学等研究及临床应用实践，有了较大的发展和改进，已被多数学者推荐和认同。单纯椎弓根固定远期断钉、断杆、螺钉松动、弯曲、Cobb′s角增加等并发症高达21%［1］。自2003年3月-2008年６月对胸腰椎骨折的52例患者，采用经椎弓根自体骨混合Osteoset（含骨形态生发蛋白BMP）人工骨植骨椎体成形结合椎弓根钉固定进行治疗，其中38例患者均获得3年的随访，无上述并发症，取得良好临床效果。现报告如下。

    1     临床资料

    1.   1     一般资料

    本组男32例，女6例，年龄19～64岁，平均41岁。高空坠落伤14例，车祸伤20例，压砸伤4例。损伤节段:T11 2例，T12 12例，L11 6例，L2 7例，L3 1例，均为单椎体损伤。骨折类型按Magral分类法:A1型骨折(压缩型)25例，A2型骨折(爆裂型)9例，B型(骨折脱位)2例，C型(旋转脱位、侧方压缩)2例。合并神经损伤26例，按美国脊髓损伤协会（ASIS）分级:A级3例，B级7例，C级9例，D级7例，E级12例。全部病例都测量伤椎手术前、后椎体前、中、后缘的高度，伤椎椎管前后径，脊柱后凸的Cobb′s角。观察并比较手术前后神经功能恢复及腰背痛情况。

    1.   2     手术方法

    常规术前准备,采用全麻，患者俯卧于脊柱手术支架上进行手术。以伤椎棘突为中心，纵行切开皮肤及皮下组织，紧贴棘突两侧剥开腰背筋膜，行椎板骨膜下分离显露双侧椎板、小关节突,根据“人字嵴”法定位进钉点，C型臂X线机定位椎体，椎弓根探子探测椎弓根四壁完整后顺序拧入椎弓根螺钉，进行椎体复位并经透视证实复位良好安装后路椎弓根内固定系统。CT证实伤椎椎体后缘完整及椎管侵占＜25%的病人，不切除椎板，直接撑开复位，Osteoset人工骨植骨。余损伤均切除伤椎椎板彻底减压，若发现仍有骨块突入椎管，脊髓用神经拉钩保护后，向前挤压和锤击使骨块复位。同法定位伤椎椎弓根入点并用椎弓根探子证实孔四壁完整，将孔扩大至6 mm。植骨推注器为一特制的外径6 mm，内径5 mm，长100 mm带刻度未端呈喇叭口状的钢筒和与之匹配的带刻度推注栓组成。将植骨套管沿推注栓插入椎弓根骨道内，套管进入骨道深度约4.   5～5 cm ，拔出推注栓将自体松质骨和Osteoset人工骨骨粒通过套管植入椎体内并夯实，边退套管边植骨。术中根据椎体压缩程度植入不同的骨量，压缩＜30%的椎体植入10 g，压缩在30%～50%的椎体植入15 g，压缩在50%～75%的椎体植入20 g，压缩＞75%的椎体植入25 g，自体骨与Osteoset人工骨骨粒交替植入，人工骨所占的比重在50%左右，保证伤椎的强度及即可稳定性。透视伤椎复位满意后关闭切口，24～48 h拔除引流管。术后1周内常规照片，术后2～3周佩戴腰部支具下地，告知患者避免做弯腰动作，腰围保护3～6个月。

    2     评定标准

    根据影像学、神经功能及临床症状进行评价:手术治疗效果分为:优、良、中、差4个等级，具体标准为，优:椎体高度恢复，椎管容积恢复，无后凸畸形，临床无症状，恢复正常工作;良:椎体高度压缩<5%，椎管侵占<5%，Cobb′s角<4°，临床无症状或仅有轻微腰背痛，能胜任较轻工作;中:椎体压缩6%～10% ，椎管侵占6%～10%，Cobb′s角 5°～10°,有神经损害症状体征;差:椎体压缩>10%，椎管侵占＞10%,Cobb′s角>10°或有脊髓神经损伤及腰背痛。

    3     结     果 

    患者全部获得随访，时间为1.   8～4.   0年（3.   00±0.   54）年。伤椎术前、术后及随访时椎体压缩率及椎管侵占率的恢复情况，脊柱后凸Cobb′s角的恢复情况见（表1）。统计学分析采用多个样本均数间的两两比较，SNKq检验结果见（表2），手术前、后的P＜0.   05有显著性差异，即椎体高度、椎管侵占率及脊柱后凸Cobb′s角有明显恢复。随访前、后的P＞0.   05无统计学意义，既椎体高度及脊柱后凸Cobb′s角无明显的丢失，椎管无再狭窄。术后均无脊髓损伤加重，术前有不完全脊髓损伤的23例，术后ASIS分级神经功能恢复一级或以上20例，其中术前ASIS A级3例，术后无变化2例；术前无脊髓、神经根损伤12例，术后也无脊髓和神经根损伤，神经恢复情况见（表3）。随访期间无内固定松动、断裂，随访发现伤椎前缘及后缘高度无明显丢失，伤椎上下椎间隙无塌陷，Cobb′s角丢失较小。本组38例患者优26例，良7例，中3例，差2例，优良率87%。本组无断钉、断棒、螺钉松动等并发症，长期随访无明显椎体再压缩，神经功能恢复良好。典型病例：男，31岁，L3椎体爆裂骨折合并脊髓不完全损伤，2004年8月急诊行经椎弓根植骨椎体成形椎弓根钉复位固定治疗手术，术前、术后X线片（图1～2）。表1手术前后影像学测量情况手术前后椎体压缩率表2     有意义的两两比较的P值比较组术前表3 前后ASIS分级情况术前分级例数术后分级及例数

    4     讨     论

    胸腰椎压缩性骨折是骨科常见病，严重影响患者生活质量。近年来，脊柱内固定器械的不断涌现，椎弓根螺钉内固定系统由于其解剖复位、短节段固定和三维固定等优点而成为目前应用最广泛的脊柱后路内固定系统，成为主要治疗手段，但经过大量临床观察，椎体矫正度的丢失、内固定物的断裂等并发症逐渐为临床所重视，人们认识到早期恢复椎体内部支撑是防止上述并发症的关键。

    张贵林等［1］报道109例脊柱胸腰段骨折椎弓根钉内固定有23例发生断钉、断杆、松动、弯曲，认为主要原因是骨折节段未做植骨融合或融合不佳。翁习生等［2］报道胸腰椎骨折椎弓根螺钉固定的同时后外侧融合72例，棒钉断裂、松动、弯曲的发生率为6.   4%。胸腰椎骨折后是否植骨融合及植骨的方法对手术效果和并发症的发生有显著性差异，另外，椎体内是否植骨，对远期椎体高度的丢失，椎管侵占率有明显影响［3］。椎弓根螺钉复位后，虽然X线片上高度恢复，但椎体内被挤压破坏的骨小梁系统不能同时恢复产生椎体内空隙，对椎弓根螺钉复位后的椎体行CT扫描发现，即使椎体外形几乎恢复正常，但在椎体内部特别是椎弓根层面的前部依然存在约为椎体体积1/4左右的骨缺损［4］，这种所谓的“蛋壳”样骨缺损成为椎体矫正高度再次丢失，甚至断钉等内固定失败的直接原因，因此有效填充伤椎内骨缺损成为解决上述问题的关键。陶笙等［5］报道了32例胸腰椎骨折内固定手术失败原因中指出重视脊柱前柱稳定性的重建是消除椎体内“蛋壳”现象及椎弓根螺钉固定后出现的“悬臂效应”的重要措施，从而预防椎体矫正度丢失、内固定物断裂。各种数据表明，脊柱的稳定性其前中柱占有80%的作用，后柱仅占20%左右。因此恢复脊柱前柱的稳定性是防止内固定术后各种并发症出现的重要手段。椎体成形术的椎体增强作用正是通过向伤椎椎体内骨缺损区内植入填充材料，恢复其力学性能，从而减轻内植物的应力负荷，以减少术后并发症，它对脊柱运动节段无干扰，为脊柱矢状序列的重建及稳定创造了条件。Julie等［6］通过对尸体的研究证明椎体成形术能明显增强椎体的强度。

    为解决上述问题，国内外学者尝试了多种方法， Cho等［7］使用PMMA椎体成形术结合椎弓根钉治疗胸腰椎爆裂骨折，收到较好的效果，但PMMA强度高，渗入椎管内可能导致灾难性后果，且固化过程中放热，对周围组织产生热损伤，而PMMA单体的毒性及栓子的静脉栓塞等副作用一旦发生则可能危及患者生命。Verlaan等［8］对20例胸腰椎爆裂骨折患者在椎弓根钉复位后，利用椎体后凸成形术将伤椎塌陷的终板进行复位，再注入CPC，收到满意的效果，但CPC不具备成骨作用，降解缓慢，不能从根本上恢复椎体的生物性能。球囊后凸成形术高昂的费用也是制约临床发展的主要原因之一。近年来许多学者对Osteoset人工骨在脊柱融合术中的应用进行了研究［9］，效果满意。目前已广泛应用于骨科和口腔颌面外科等领域并取得了良好临床效果［10,11］。

    自体骨混合Osteoset人工骨行椎体成形治疗胸腰椎骨折具有以下的优点：(1)人工骨弥补了自体骨量的不足，避免取骨区并发症，提供了一条可靠的补充植骨途径；(2)人工骨（含骨形态发生蛋白BMP）和自体骨混合应用具有间接和BMP复合的性质，提高了骨的诱导能力，其协同作用所形成的骨量比单独使用其中一种更多；(3)人工骨能够提供伤椎即刻的抗压强度，使患者能够早期下床活动，避免长期卧床带来的并发症；(4)术中在C型臂X线机监视下将植骨套管置于伤椎椎体的前缘空壳处，可保证植入的颗粒骨能准确的到达需要植骨的部位，使椎体前中柱的支撑力大大增强。术后CT证实人工颗粒骨在椎体内分布满意，融合效果确切；(5)Osteoset人工骨具有良好的生物相容性、骨传导性和可降解性，无患者出现排斥、过敏和毒性反应。

    总之，作者认为Osteoset人工骨是一种可应用的安全可靠的骨移植材料，与自体骨混合植骨具有广阔的临床应用前景。采用自体颗粒骨混合Osteoset人工骨行椎体成形术治疗胸腰椎骨折在临床上收到了良好的效果。椎体内植入自体颗粒松质骨，具有良好的骨诱导作用， Osteoset人工骨组织相融性好，无其它植骨材料的不良反应问题。在植骨充分的情况下能即时获得与正常椎体相似的强度，二者混合植骨是最理想的植骨材料。

【参考文献】
  ［1］ 张贵林，荣国威，丁占云，等.脊柱胸腰段骨折术后椎弓根螺钉断裂及弯曲松动的原因分析［J］.中华骨科杂志，2000，8:470-472.

［2］ 翁习生，邱贵兴，张 嘉，等.椎弓根内固定技术的远期疗效评价［J］.中华骨科杂志，2001，11:662-665.

［3］ 胡有谷，党耕町，唐天驷，等主译.脊柱外科学［M］.北京:人民卫生出版社，2000，1685-1789.

［4］ 刘团江，郝定均，王晓东，等.胸腰段骨折椎弓根钉复位固定术后骨缺损的CT研究［J］.中国矫形外科杂志，2003，10:706-707.

［5］ 陶 笙，王惠先，等.胸腰椎骨折内固定手术失败原因分析［J］.中华创伤骨科杂志，2006，8:740-743.

［6］ Julie G，Setti S.The role of vertebroplasty in metastatic spinal disease［J］.Neurosurg Focus，2001，6:9.

［7］ Cho DY，Lee WY，Sheu PC.Treatment of thoracolumbar burst fractures with polymethyl methacrylate vertebroplasty and shortsegment pedicle screw fixation［J］.Neurosurgery,2003,6:1354-1361.

［8］ Verlaan JJ，Dhert WA，Verbout AJ，et al.Balloon vertebroplasty in combination with pedicle screw instrumentation:a novel technique to treat thoracic and lumbar burst fractures［J］.Spine，2005，3:73-79.

［9］ 宋元进，朱晓东，李 明.生物植骨材料在脊柱融合术中的应用［J］.中国矫形外科杂志，2005，22:1742-1744.

［10］Kelly CM,Wilkins RM,Gitelis S,et al.The use of a surgical grade calcium sulfate as a bone graft substitute:results of a multicenter trial［J］.Clin Ortho Relat Res,2001,12:42-50.

［11］Watson TJ.The use of an injectable bone graft substitute in tibial metaphyseal fractures［J］.Orthopedics,2004,1:103-107.

作者单位：1.包头医学院研究生部，内蒙古 014040； 2.巴彦淖尔市医院骨科，内蒙古 015000