伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨治疗胸腰椎骨折

陈嘉裕 刘展亮 李晓彬

·临床研究论著·

伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨治疗胸腰椎骨折

陈嘉裕 刘展亮 李晓彬

目的 分析伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨治疗胸腰椎骨折的临床效果。方法 2008年6月至2012年6月，我院脊柱外科应用伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨治疗胸腰椎骨折患者44例，对比术前、术后伤椎椎体前缘压缩比值(X线侧位片上伤椎前缘高度/伤椎相邻上下两椎体前缘高度的平均值)及脊柱后凸Cobb角；记录术前、术后的神经功能改变。结果 随访时间为1.0～4.0年，平均1.8年。患者术后3 d伤椎前缘的压缩比值为93.4%，与术前的46.9%比较，差异有统计学意义(P<0.05)；术后3 d的Cobb角为5.2°，与术前的30.4°比较，差异有统计学意义(P<0.05)。其中23例患者术后1年有1～3级神经功能改善。结论 伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨可以恢复伤椎高度并矫正脊柱后凸畸形，临床效果满意。

胸椎；腰椎；脊柱骨折；内固定器；骨移植

腰椎后路跨节段固定是目前治疗胸腰椎骨折最常用的手术方式，但是存在术后伤椎复位不佳、内固定松动或断裂等并发症[1，2]。我院脊柱外科自2008年6月至2012年6月采用伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨治疗胸腰椎骨折患者44例，取得较好的临床效果，现报告如下。

资料与方法

一、一般资料

本组胸腰椎骨折患者44例，男27例，女17例；年龄16.0～51.0岁，平均43.3岁。致伤原因：高处坠落伤15例，车祸伤20例，重物砸伤9例。患者均为单一椎体骨折：2例T10，4例T11，11例T12，18例L1，5例L2，3例L3，1例L4。术前按美国脊髓损伤协会(ASIS)分级标准进行分级：A级5例，B级7例，C级11例，D级13例，E级8例。受伤至手术时间间隔为2.0～10.0 d，平均4.5 d。

二、手术方法

麻醉成功后，患者俯卧于脊柱外科架，胸腰背后正中切口，沿棘突、椎板骨膜下剥离椎旁肌，显露关节突关节，于伤椎及上下节段常规连续置入椎弓根螺钉，安装预弯的连接棒，撑开复位伤椎高度，矫正后凸畸形。拧出伤椎椎弓根螺钉，异体骨经椎弓根植入椎体前、中柱处并压实，再次拧入伤椎椎弓根螺钉。有神经功能障碍的患者需行椎板切除减压及神经探查。

三、术后处理及观察指标

术后常规应用抗生素治疗以预防感染，根据患者需要给予激素治疗及胃黏膜保护剂。3周内进行床上腰背肌锻炼，3个月内开始在胸腰支具的保护下行走。

术前行X线、CT及MRI检查，术后3 d及术后1年复查胸腰椎X线检查，对比术前、术后伤椎椎体前缘压缩比值(X线侧位片上伤椎前缘高度/伤椎相邻上下两椎体前缘高度的平均值)及脊柱后凸Cobb角；记录手术前后所有病例的神经功能改变。

四、统计学处理

应用SPSS 13.0 统计学软件进行数据分析，术前、术后的各项计量资料的组间比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

本组病例手术时间45～150 min，平均95 min；术中失血量80～250 mL，平均158 mL。有5例出现硬脊膜破裂，均给予修补。44例患者均获得随访，随访时间为1.0～4.0年，平均1.8年。2例患者术后发生椎弓根螺钉松动和断裂(1例患者术后未遵医嘱行早期活动，1例患者术后第3个月发生车祸)，均行再次手术治疗。

术后3 d患者的伤椎前缘平均压缩比值为93.4%，与术前的46.9%比较，差异有统计学意义(P<0.05)；术后1年患者的伤椎前缘平均压缩比值为92.8%，与术后3 d的比值比较，差异无统计学意义(P>0.05)。术后3 d患者的平均Cobb角为5.2°，与术前的30.4°比较，差异有统计学意义(P<0.05)；术后3 d患者的平均Cobb角与术后1年的6.8°比较，差异无统计学意义(P>0.05)。有25例患者在术后1～2年返院拆除内固定。术后1年，有23例患者实现1～3级神经功能的改善。患者术前、术后脊髓功能ASIS分级比较见表1。典型病例的影像学资料见图1。

表1 患者术前、术后脊髓功能ASIS分级比较(例)

讨 论

一、伤椎置钉的优点

胸腰椎骨折椎弓根内固定术是在传统跨节段固定的基础上增加伤椎固定，可以增加脊柱的生物力学稳定性。Orchowski等[3]在椎弓根系统内固定的实验中发现螺钉的数量对于椎弓根系统的稳定性很重要，保持脊柱固定的长度不变，增加椎弓根螺钉的数量，能增强脊柱的稳定性。王洪伟等[4]在新鲜小牛标本上进行生物力学测试后发现伤椎置钉可以增加脊柱各运动方向的稳定性，尤其是屈曲、后伸及轴向旋转的稳定性。陈金传等[5]认为应用伤椎置钉联合经椎弓根椎体植骨治疗新鲜的胸腰椎骨折，能减少内固定的松动及断裂，更好地恢复伤椎的高度。

作者认为伤椎置钉的优点如下：

1.增强脊柱的稳定性 伤椎置钉较传统的跨节段置钉，内固定的强度提升，增强脊柱的稳定性。

2.分散应力 伤椎置钉在撑开棒中央增加一个支点，使伤椎上下两椎体之间的连接棒一分为二，连接棒变短，前屈的力臂减小，伤椎上下椎螺钉承担相应的应力降低，从而分散应力，避免“平行四边形效应”及“悬挂效应”。

3.有利于重建脊柱的解剖序列 伤椎一般是后凸的顶点，在伤椎增加一个支点，撑开时，棒可给予伤椎向前的推力，使伤椎解剖复位，避免对正常椎间盘的牵张，有利于恢复伤椎高度，重建脊柱的解剖序列。

在本组病例中，除了1例患者术后未遵医嘱行早期活动，1例患者术后第3个月发生车祸，导致内固定断裂及松动外，其余患者内固定均牢固。从术后随访中发现，伤椎置钉可以使伤椎前缘及后凸角近似解剖复位。

二、经椎弓根椎体内植骨

椎弓根内固定系统可以恢复伤椎的高度，但是骨小梁的支架结构被破坏。在伤椎复位后的CT扫描中，常常可以发现椎体内部存在着“蛋壳”样骨缺损，椎体内的空隙由纤维性组织填充，无负重能力。生物力学研究证实脊柱80%的应力通过前中柱传导[6]，如前中柱骨缺损未重建，易导致术后矫正高度再次丢失及内固定失败。有学者认为经椎弓根椎体内植骨数量有限，植入椎体的骨质可能被吸收，特别是对于空洞较大的伤椎进行植骨，难以达到满意的临床效果；况且椎体严重骨折时，经椎弓根打压植骨易掉出椎体外，甚至突向椎管内，反而加重椎体损伤和椎管狭窄，造成医源性损伤[7]。

图1 典型病例，女，38岁，车祸致L3椎体爆裂骨折 a：术前腰椎正位X线片示L3椎弓根增宽水平的马尾神经；b：术前腰椎侧位X线片示L3椎体高度丢失；c：术前腰椎MRI片示L3水平椎管骨块占位，压迫脊髓；d：术后腰椎CT片示椎管内突出压迫神经的骨块已经复位，椎管占位已经解除；e：术后腰椎三维重建示伤椎椎体形态恢复佳；f：术后1年正位X线片；g：术后1年复查腰椎侧位X线片示椎体高度无丢失，内固定无松动

作者认为术中经椎弓根向伤椎植入异体骨填充骨缺损，可形成蛋壳内的骨生长岛，易于成骨细胞的爬行替代，防止椎体内纤维化修复，促进骨折的骨性愈合，重建伤椎前、中柱的稳定性。在本研究中，术后CT扫描时可观察到伤椎植骨的骨性愈合，虽然本研究中也观察到有些病例发生植骨经椎体裂缝掉入椎体前方，但并未发现因植骨造成的椎管狭窄或损伤脊髓及神经的情况。目前大多数文献对植骨量的描述都比较模糊，基本由术中的情况和术者的经验来估定。植骨过多可能损伤椎管内和椎体前方组织，植骨过少达不到恢复椎体高度的目的。樊道斌等[8]提出植骨量至少应达到伤椎体的骨体积丧失量，其采取计算骨丧失量并经椎弓根打压植骨的方法治疗了17例胸腰椎压缩骨折，取得了满意的临床效果。

三、手术体会

临床上，脊柱外科医生普遍担心在骨折部位及椎管被侵占的神经脊髓旁进行置钉的安全性。伤椎置钉的风险主要来自于以下几方面：①椎弓根骨折使螺钉失去了夹持作用而容易偏离方向，进入椎管而损伤脊髓、马尾神经。②伤椎关节突及其附近骨折，使椎弓根进钉点判断困难或者进钉失败。③伤椎螺钉挤压椎弓根及椎体后份骨折块加重对椎管的侵占而损伤脊髓神经。④伤椎螺钉推顶复位时，在粉碎的椎体内向前移动造成复位丢失和前方软组织的损伤。

作者的手术体会是：①在术前应仔细阅读胸腰椎X线、CT平扫、三维重建片，观察伤椎及上下椎体，了解椎弓根的完整性、椎弓根的大小及倾斜角，应注意伤椎椎弓根不完整的病例不适合置钉。②胸腰椎骨折常常引起横突、关节突等椎体附件骨折，使得进针点无法通过单一的解剖位置确定，需结合人字脊定点法、Mager法或Roy-Camille法定位，通常可以成功置钉。③在选择伤椎椎弓根螺钉时选用短螺钉，过椎体椎弓根即可，这样既可以满足恢复椎体高度及生物力学坚强固定的要求，又不会阻碍伤椎骨折块复位。在进钉时应多留1～2个螺纹，可以在伤椎上施加顶推力复位，更好地恢复椎体高度。④对于术前神经功能正常的病例，若术前MRI检查显示后纵韧带完好，术中撑开复位、伤椎高度恢复良好者，无需椎板切除减压；有神经功能受损的病例，术中撑开复位后椎板开窗，神经根钩探查椎管前方是否有台阶感，若发现仍有椎管内占位骨块，通过骨窗放置“L”骨块打压器打压复位骨块。

伤椎置钉联合经椎弓根椎体内植骨治疗胸腰椎骨折可以更好地恢复椎体高度及矫正后凸畸形，增加脊柱前中柱的稳定性，且能防止术后椎体高度丢失、减少内固定物松动及断裂。

[1] Butt MF, Farooq M, Mir B, et al.Management of unstable thoracolumbar spinal injuries by posterior short segment spinal fixation[J].Int Orthop, 2007, 31(2):259-264.

[2] Dai LY, Jiang SD, Wang XY, et al.A review of the management of thoracolumbar burst fractures[J].Surg Neurol, 2007, 67(3):221-231.

[3] Orchowski J, Polly DW Jr, Klemme WR, et al.The effect of kyphosis on the mechanical strength of a long-segment posterior construct using a synthetic model[J].Spine (Phila Pa 1976), 2000, 25(13):1644-1648.

[4] 王洪伟，李长青，周跃，等.用于脊柱内固定器生物力学评价的牛脊椎A型骨折模型的建立[J].第三军医大学学报，2010，32(18)：1967-1969.

[5] 陈金传，王延玲，陈鸣，等.伤椎植骨并置钉治疗胸腰椎骨折[J].中国矫形外科杂志，2012，20(12)：1142-1143.

[6] Kopperdahl DL, Morgan EF, Keaveny TM.Quantitative computed tomography estimates of the mechanical properties of human vertebral trabecular bone[J].J Orthop Res, 2002, 20(4):801-805.

[7] Knop C, Fabian HF, Bastian L, et al.Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting[J].Spine (Phila Pa 1976), 2001, 26(1):88-99.

[8] 樊道斌，朱敏，甘业春，等.计算骨丧失量经椎弓根打压植骨治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学研究[J].中国矫形外科杂志，2010，18(8):654-658.

Transpedicular instrumentation of bone graft and vertebral pedicle screw in the treatment of thoracolumbar fractures.

CHENJiayu,LIUZhanliang,LIXiaobin.

DepartmentofOrthopaedics,People’sHospitalofMeizhou,Meizhou514000,China

Objective To evaluate the clinical outcome of thoracolumbar fractures with trans-pedicular instrumentation of bone graft and vertebral pedicle screw.Methods From Jun.2008 to Jun.2012, a total of 44 patients with thoracolumbar fractures were implemented with transpedicular instrumentation of bone graft and vertebral pedicle screw.Preoperative and postoperative vertebral body compression ratio, and pre-operative and postoperative Cobbs angle of kyphosis were compared.Pre- operative and postoperative neurological changes were recorded.Results The patients were followed up for 1.0-4.0 years (mean 1.8 years).There was significant difference between anterior vertebral compression ratio (93.4% ) at 3rd day after the operation and preoperative vertebral compression ratio (46.9%) (P<0.05).Also, there was significant difference between Cobbs angle at 3rd day after operation (5.2°) and preoperative Cobbs angle (30.4°) (P<0.05).One year after operation, 23 patients had neural function improvement.Conclusion Pedicle screws and pedicle bone graft can restore vertebral height and correct kyphosis.

Thoracic vertebrae; Lumbar vertebrae; Spinal fracture; Internal fixators; Bone transplantation

10.3969/j.issn.1674-8573.2015.01.005

514000 广东梅州，梅州市人民医院脊柱外科

陈嘉裕，E-mail:chenjiayu12345@163.com

2014-09-29