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【摘要】 目的 应用AF内固定系统加人工骨填塞椎体成形术治疗创伤后胸腰椎压缩骨折，探讨胸腰椎压缩骨折有效的治疗方法。方法 采用AF脊柱内固定系统将56例胸腰椎骨折复位，并在骨折椎体中填塞人工骨。X线片、CT检查评价临床效果。结果 56例患者X线片、CT示椎弓根钉位置满意，骨折复位良好，术后无神经根损伤及脊髓损伤加重情况。随访患者20～２６个月，平均24个月，临床症状明显好转，X线及CT片提示人工骨填塞胸腰椎矫正度的丢失明显减少，术后24个月遗留腰背痛减少。脊柱骨折复位效果：患者手术前、后Cobb’s角分别是22.8°（14°～43°）和4°（0°～8°），24个月后4.5°（0°～9°）；术前椎体前缘平均高度为42%（24%～70%），术后平均高度为96.4%（78%～100%）；术后24个月平均高度为96.2%（78%～98%）；术后24个月无疼痛者51例，轻度疼痛（偶尔在劳累后有轻微疼痛）4例，中度疼痛（经常有轻微的疼痛劳累后加重）1例。结论 采用AF内固定系统加人工骨填塞治疗创伤后胸腰椎压缩骨折能有效维持椎体的刚度、强度、高度，更好地防止后期脊柱后凸畸形的复发，减少腰背痛及其他并发症。
【关键词】 胸腰椎骨折；AF内固定；椎体成形；ACPC；疗效分析
The clinical analysis in treatment of thoracolumbar vertebral compression fractures with AF internal fixation systerm plus vertebroplasty by filling the injured vertebrae with artificial bones（autosetting calcium phosphate cement,ACPC）
LIU Zhi-an,DENG Bin,LIU Sheng-cai,et al.
Department of Orthopedics,Zhoushan GuangAn Hospital of Orthopdics and Traumatology,Zhoushan,316000,China
【Abstract】 Objective To study the clinical effect of AF internal fixation plus vertebroplasty by filling the injured vertebrae with artificial bones（ACPC） in the treatment of thoracolumbar vertebral compression fractures.Methods 56 cases of thoracolumbar vertebral compression fracture were treated with AF device fixation and vertebroplasty by filling the injured vertebrae with ACPC.The clinical results were analyzed with X-ray and CT etc.The loss of Cobb's angle and the front and back height of the fractured vertebral body were followed-up for 20～26 months（average 24 months）.Results All patients,who were checked with X-ray and CT scanning before and after operation,were perfectly recovered without notable correction loss or implant failure during the folow-up.And there was little loss of the normal spine curce and the spinal height of the injured vertebrae after 24 months.Cobb's angle was preoperatively 22.8°（14°～43°）,postoperatively 4.0°（0°～8°）,after 24 months 4.5°（0°～9°）.The anterior height of the fractured vertebral body was preoperatively 42%（24%～70%）,postoperatively 96.4%（78%～１００%）,after 24 months 96.2%（７８%～９８%）;back pain relief was occurrence in 91.1% patients（51/56）,light relief 7.1%（4/56）,no relief was 1.8%（1/56）.Conclusion The AF internal fixation plus vertebroplasty is an effective,convenient and valuable method in the treatment of thoraclumbar vertebral compression fracture.Through ACPC-grafting,the stiffness and the strength of the fractured vertebral body were significantly increased, the front height could be supported and kyphosis or back pain could be prevented or decreased,no severe complication occurred.
【Key words】 thoraciclumbar vertebral fracture;AF internal fixation;vertebroplasty;ACPC;effective analysis
目前，以椎弓根内固定系统经后路治疗胸腰椎压缩骨折的有Steffe、Dick、CD、Roy-Camille、RF、USS、RSS、Fj和AF等系统，各系统结构和作用机制不相同，效果不尽相同。由于AF椎弓根螺钉是椎弓根钉系统中抗轴向压缩、抗侧弯、抗前屈、抗扭转力最强处，且该技术具有创伤小，复位满意，固定可靠，操作简便，恢复脊柱生理曲度好，恢复椎管容积效果佳等优点。因此在胸腰椎骨折手术治疗中应用较多。而单纯采用AF治疗，术后长期随访表明：椎体的矫正度会有一定的丢失，致脊柱的生物力学平衡受到破坏，引起断钉、钉棒弯曲、脊柱不稳和腰椎病等并发症。为了更好地提高疗效，我院采用AF脊柱内固定系统对骨折进行复位并人工骨填塞椎体形成术治疗胸腰椎压缩骨折56例。现报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料 本院自2000年2月～2005年7月，采用AF脊柱内固定系统加人工骨填塞治疗胸腰椎压缩骨折56例，男36例，女20例；年龄17～６０岁，平均39.6岁。骨折部位：T１１ 3例，T12 8例，L1 20例，L2 14例，L3 7例，L4 2例，L52例，均为单椎体骨折。受伤原因：车祸22例，工伤（坠落伤）24例，压砸伤10例。新鲜骨折54例，陈旧性骨折2例。其中椎管内骨折占位合并有神经损伤症状者排外，对椎管内占位＞椎管矢径的1/2，有神经损伤症状者，我们用前路或侧前路手术；34例患者伤椎前缘压缩均为＞40%。
1.2 材料 自固化磷酸钙人工骨-松质骨颗粒由上海瑞邦生物材料有限公司生产。
2 手术方法
全麻成功后，患者俯卧于脊柱手术弓形架上，腹部悬空，消毒、铺巾。取后正中切口，显露伤椎及其上下椎板、上下关节突及横突起始部。椎弓根进钉遵循Weinstein的解剖定位法。植入椎弓根螺钉，钉长超过椎体80%。安装AF螺纹杆，然后旋紧自锁椎弓根螺钉上的螺帽，使之自动在三维空间进行复位。之后根据椎体后缘压缩情况适度旋转螺纹套筒，逐渐撑开螺钉间距，通过后纵韧带张力与弹性椎间盘的牵拉作用使椎体后壁骨折块得到复位，不要过度撑开。即可矫正创伤所致的脊柱后凸及侧凸畸形，同时可使大多数的患者椎体后壁骨折块获得良好复位。复位满意后，拆除一侧螺纹杆，暴露病椎侧的椎弓根，用一直径3mm尖端为钝圆的导针将椎弓根孔径逐渐扩大到5mm，再用推倒器（或髓核钳）进入到椎体，通过椎弓根将椎体内骨松质由中央向周围轻轻挤压，把中间的松质骨推向四周，使中间相对形成空洞，进行人工骨颗粒填塞。安置此侧螺纹棍杆，螺纹帽固定；再拆除对侧螺纹棍，按同样方法植入人工骨后安装好AF内固定器，有条件的患者同时置入BMP。用螺纹帽固定，最后安装横连杆，以提供更强的稳定。术中摄X线片或C臂机透视定位，确定骨折复位情况。在胸椎应选择直径较小椎弓根钉，以防椎弓根爆裂，如椎弓根爆裂可引起胸髓损伤等严重的并发症。
3 治疗结果
3.1 术后平均24个月腰背痛情况 见表1。
3.2 椎体高度及节段弧度恢复 手术前后X线片对比，测Cobb's角及椎体前后缘高度的变化，见表2。
表1 术后平均24个月腰背痛情况（略）
表2 椎体高度及节段弧度恢复（略）
3.3 术后经平均24个月随访 术后随访20～２６个月，平均24个月，无神经功能加重病例。
4 讨论
4.1 单纯AF后路内固定及保守治疗缺点 以AF为代表的后路内固定器矫正了后突畸形，恢复了椎体高度，提供了椎骨重建的空间，但不能重建脊柱前、中柱的稳定性，并恢复其生物学功能，其内固定终将有缺陷。长期随访也表明：单纯AF内固定脊椎Cobb's角当年丢失1°～８°，平均2.5°，丢失矫正度以伤椎上、下方椎间隙为主［１，２］；关节突在长期的内固定后会发生退变，即使日后将棒取出，恢复运动，亦会出现关节炎性疼痛和脊柱僵硬。而有文献认为单纯保守治疗的胸腰椎骨折病人伤后1年，CT检查纵行骨折线仍然存在，且无明显的变化，即便是椎体高度能够恢复，但微观结构及强度亦不能恢复至正常。其中，未充分植骨是重要原因，所以应强调植骨的重要性［３］。
4.2 椎体成形术的理论依据 脊柱前、中柱的稳定是防止内植物固定失败的关键。Kummer通过实验测定：椎间盘与后部关节突完整时，脊柱前中柱承受应力的80%～９０%，后柱为10%～２０%。而在椎体压缩性骨折情况下，后路内固定物就会持续、过度负载，导致脊柱胸腰段骨折后路手术中、远期内固定失败和矫正度丢失。而大部分出现角度丢失，是因为椎体未复位及成形，引起术后骨折不愈合［４］。
另外，AF对椎体的复位是通过前、后纵韧带及椎间盘纤维环的牵拉使散裂的骨皮质复位，压缩较为严重的胸腰椎骨折（椎体压缩骨折超过1/2或严重爆裂型骨折），虽然X线片上椎体高度恢复，但椎体内被挤压破坏的骨小梁并未完全复位，压缩的骨松质无法重新膨胀，复位后椎体内部存在一定的空隙。有文献报道［５］：骨折复位后椎体内空隙体积平均为5.25cm３，占椎体总体积的13.9%，由于椎体内存在空隙，骨密度也较骨折前降低。而且，挤入椎体内的髓核和破碎的终板等组织也影响骨折愈合，使后路内固定持续负载，这是内固定失败与矫正度丢失的重要原因。有学者认为，椎体内空隙不会发生骨愈合，而被纤维组织替代，从而不能及时重建前、中柱的稳定性，使后路内固定持续负载，椎弓根内植物承受着巨大的应力。当超出内植物承受能力时，许多并发症如矫正度丢失、断钉、断棒等的发生则难以避免。一般认为强度的恢复能阻止压缩性骨折的椎体在外力作用下进一步塌陷，而刚度的恢复则可使椎体内稳定，防止椎体内骨小梁微动，为骨折愈合提供稳定的环境，后者又可能是椎体成形术的止痛机制［６］。椎体刚度、强度、高度得到恢复，骨折愈合了，脊柱可有真正的永久性的稳定性。
4.3 椎体成形术的材料及其优缺点
4.3.1 PMMA的缺点 目前临床上椎体成形术常用PMMA作为灌注材料，但其诸多缺点如：（1）应用时有放热反应（温度在40℃～１００℃），可导致周围正常细胞死亡及附近组织灼伤；（2）经PMMA注射后的椎体力学强度不同于相邻未注射椎体，易使应力集中而引发邻近椎体骨折［７］。Belkoff等［８～１０］些实验研究表明，灌注PMMA的椎体成形术能恢复并往往超出椎体的刚度和强度；（3）PMMA粘滞性低，易泄漏到附近解剖结构中。据文献报道［１１，１２］，PMMA椎体成形术外漏率可高达38%～７２.5%，常见部位为椎旁组织、硬膜外或椎间孔、椎间隙及椎间盘，若进入椎静脉丛则可能发生肺栓塞和脑栓塞导致猝死；（4）PMMA的单体具有一定毒性；（5）后期骨水泥易与骨界面松动；（6）PMMA作为一种永久性植入物，无法进行生物降解，也不能被自体骨所取代，而且其长期的生物相容性也具有一定的有害作用。（7）注入骨水泥（PMMA）时，为了透视时充分显影，要添加一定比例的纯钡粉或钨粉或钽粉，这样会影响PMMA强度和注射性能。已有实验证明，硫酸钡可降低PMMA的拉力强度［１３］；（8）PMMA凝固过程中还可引起低血压或肺栓塞。Aebli［１５］等通过动物实验研究已经证实应用PMMA可以引起肺栓塞，其术中食管后超声监测到栓子通过肺动脉时的“暴风雪”征象。
4.3.2 ACPC的优点 ACPC克服了PMMA的诸多缺点并具有下列优点［１６］：（1）具有骨传导功能；（2）具有生物相容性、可塑性及良好密封性；（3）具有生物可降解性，易被机体吸收，最终可被宿主骨所替代；（4）固化时不放热或低放热；（5）是细胞因子及治疗药物的良好缓释载体；（6）其生物降解反应及机体成骨过程协调；（7）具有一定的生物力学强度等。（8）相比PMMA有较高的X线不透射性。
4.3.3 ACPC存在的不足 （1）缺乏成骨诱导活性。（2）注射型ACPC可自椎体后方静脉窦溢出至椎管内，也可自皮质骨折线或滋养血管孔溢出至椎旁，或通过终板血管孔渗漏至椎间盘部位，造成周围组织压迫是椎体成形术的主要并发症。在爆裂型骨折中的应用注射型ACPC尚有争议，因椎体后壁的完整性受到破坏，ACPC易渗漏至椎管和椎间孔内，大多数学者把其列为禁忌证。（3）采用ACPC强化椎体，克服了PMMA界面松动及体内长期生物相容性差等不足，故被视为PMMA的良好替代品，但对于高龄患者，骨质量及骨折后预后、塑形能力往往较差，ACPC如若不能在一定时间内被宿主骨完全爬行替代，而新生骨又不能完全有效恢复力学性能，将导致椎体高度的进一步丢失。因此，我们把年龄＞60岁或严重骨质疏松患者排外。另外，为了避免注射型ACPC向椎体周围溢漏产生一系列并发症，而充分利用ACPC的优点，我们在术中用器械撬拨伤椎上终板和前中柱，挤压周围松质骨，使骨折塌陷椎体复位，恢复脊柱序列，并在椎体内形成一空腔，然后向病椎体内填塞松质骨颗粒型ACPC。
相关研究表明，在与骨诱导活动有关的成骨因子中，BMP的成骨作用尤为明显，可通过加快骨化过程来促进椎体内骨质生成的速度和质量，充填损伤骨小梁的空隙，并瞬间和持久地恢复椎体的生物力学性能。但由于BMP植入机体后可被很快吸收，单独使用易受限制，因此寻找理想的BMP载体势在必行。实验证明ACPC能基本满足充当BMP载体的需要，且国内已完成rhBMP-2的基因工程制品，采用负载rhBMP-2的ACPC，ACPC固化后可形成微孔结构，新骨长入，使材料既具有骨传导活性又具有骨诱导活性，大大提高此材料的临床价值［１７］。我们在患者压缩性椎体中加入了BMP和松质骨型ACPC，相关的疗效正在观察中。
4.4 积极避免其他引起内固定失败的原因，防止植骨失败 引起内固定失败的原因是多方面的，应高度重视。否则，也会影响内植人工骨在椎体中的作用。如适应证选择不当、术中操作不当、椎弓根钉位置不当、脊柱定位失误、复位时撑开过度、患者活动过早及内固定取出过迟等均应避免。
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（编辑：文 静）
作者单位：316000 浙江舟山，舟山市广安骨伤医院
330006 江西南昌，江西中医学院2004级研究生