椎弓根螺钉强化技术在腰椎退行性疾病伴骨质疏松症中的应用

冯友成，贾长青，梁峰，付勤

（中国医科大学附属盛京医院脊柱关节外科，沈阳 110004）

骨质疏松患者骨组织中骨量减少、骨组织显微结构改变，导致骨的脆性增加，从而易发生骨折。这种骨量和微结构改变较早且广泛发生在椎体中［1］，骨质疏松常伴有间盘退变、椎体骨折、腰椎管狭窄症。这些因素能引发脊柱变形，造成腰背部疼痛、下肢放射性疼痛及麻木、间歇性跛行等，严重影响患者生活和工作。骨质疏松导致的椎体压缩性骨折能够引起患者骨折部位疼痛、身体活动度减退，最终使患者活动不便，甚至卧床不起，生存质量严重下降［2］。

目前，腰椎融合手术已成为腰椎手术的金标准，然而手术使用普通的椎弓根螺钉进行椎弓根内固定不能满足骨质疏松患者的需求。主要原因是螺钉与骨小梁把持不足，术后出现螺钉松动、椎体切割、椎体骨折及加速退变等并发症［3］。有报道［4］指出骨质疏松导致螺钉松动、手术失败的发生率为0.6%～25.0%。

近年来针对骨质疏松患者手术方式主要在椎弓根螺钉的基础上强化钉道或者改变钉子设计。本研究选取我科2016年9月至2017年9月收治的腰椎退行性病变患者 42 例，使用骨水泥强化钉道或膨胀螺钉来增加螺钉与骨小梁的把持力，最终取得了满意的疗效。现报道如下：

1 材料与方法

1.1 临床资料

选取我科室2016年9月至2017年9月收治的随访完整的腰椎退行性病变患者 42 例。纳入标准： （1）临床表现和影像学证实为腰椎退行性病变； （2） 所有腰椎退行性变疾病患者 （间盘突出、椎管狭窄、椎体滑脱等） 均经正规保守治疗 （严格卧床休息、脱水及止痛） 3个月以上，患者腰腿疼痛麻木及瘫痪等症状及体症无改善或改善不明显，严重影响生活质量。排除标准： （1） 既往有腰椎手术史、脊柱肿瘤、脊柱部位创伤史； （2） 术前腰椎退行性改变症状不明显，诊断不明确； （3） 伴有严重心、脑、肺、肝、肾等重要器官疾病，对腰椎手术不能耐受； （4） 病例失访。

根据WHO推荐的双能X线吸收法 （DXA） 测定患者腰椎椎体骨密度值，骨质疏松，-3.5＜T＜-2.5；重度骨质疏松，T≤-3.5。将骨质疏松 （T＜-2.5） 的腰椎退行性病变患者分为A组，不伴有骨质疏松 （T≥-2.5）的腰椎退行性病变患者分为B组。A组12例，男4例，女8例；年龄45～75岁，平均63.9岁。退行性滑脱5例，腰椎管狭窄症7例。B组30例，女17例，男13例；年龄46～80岁，平均63.6岁，退行性滑脱10例，腰椎管狭窄症20例。所有患者及家属术前均签署知情同意书及手术同意书。A组在置入空心侧孔椎弓根螺钉后向螺钉内注入骨水泥或后路膨胀椎弓根螺钉内固定手术；B组行标准后路椎弓根内固定手术。2组均行椎管及神经根管减压、神经根松解及椎间混合植骨融合术。

1.2 手术方法

1.2.1 A组： （1） 骨水泥强化，患者采取全身麻醉，屈髋屈膝体位。腰背部后正中切口完全显露椎板及椎小关节，以上关节突外缘切线与横突中线交点为进钉点，打孔后探针探查钉道无误后经椎弓根拧入空心椎弓根螺钉，C臂X线透视角度及深度满意，沿导管向经螺钉内向椎体注入骨水泥（约2 mL）强化，凝固后C臂X线透视证实骨水泥扩散满意，切除相邻侧椎板及两侧关节突关节大部，暴露椎管，拉开神经根及硬膜，取出间盘组织，扩大神经根管减压神经根，撑开椎间隙，植入Cage后加压，透视无误后逐层关闭切口。 （2） 膨胀椎弓根螺钉，患者采取全身麻醉，胸腹部悬空，屈髋屈膝体位。取后正中切口逐层分离直至完全显露椎板及椎小关节，以上关节突外缘切线与横突中线交点为进钉点，打孔后探针探查钉道无误后经椎弓根拧入椎弓根螺钉，C臂X线透视角度及深度满意后置入内心使螺钉前端膨胀。切除相邻侧椎板及两侧关节突关节大部，暴露椎管，拉开神经根及硬膜，取出椎间盘组织，扩大神经根管减压神经根，撑开椎间隙，植入Cage后加压，透视无误后逐层关闭切口。

1.2.2 B组：患者采取全身麻醉，屈髋屈膝体位。取后正中切口逐层分离直至完全显露椎板及椎小关节；以上关节突外缘切线与横突中线交点为进钉点，打孔后探针探查钉道无误后经椎弓根拧入空普通椎弓根螺钉，C臂X线透视角度及深度满意。切除相邻侧椎板及两侧关节突关节大部，暴露椎管，拉开神经根及硬膜，取出椎间盘组织，扩大神经根管减压神经根，撑开椎间隙，植入Cage后加压，透视无误后逐层关闭切口。

1.3 术后处理

术前30 min及术后应用抗生素预防感染，定期复查血象，引流＜50 mL/d或72 h内拔除切口引流管。术后第1天常规复查影像，指导患者床上进行腰背部肌肉及双下肢功能锻炼；术后3 d过伸位腰部支具保护下限时下床行走活动。术后3个月影像学许可情况下去除支具，加强腰背部肌肉功能锻炼。A组患者抗骨质疏松治疗。2组患者术后即刻，术后1、3、6个月及末次随访，门诊定期复查。

1.4 观察指标及疗效评价

记录2组手术时间、术中出血量、手术并发症（术中脑脊液漏、神经根损伤、骨水泥渗漏、术后切口感染、下肢静脉血栓及肺栓塞等） 。术前、术后1周，术后1、3、6个月及末次随访，采用疼痛视觉模拟评分 （visual analogue scale，VAS）［5］、Oswestry功能障碍指数 （Oswestry disability index，ODI）［6］、生存质量评分 （the MOS item short from health survey， SF-36）［7］评价患者术后功能改善情况。术后1周，术后1、3、6个月及末次随访评价椎间高度、生理曲度维持及椎间植骨融合情况。 （1） 椎间高度评价：X线侧位片上测量椎间孔高度、椎间隙高度，椎间隙高度= （椎间隙前高度+椎间隙后高度） /2。 （2） 腰椎曲度评价：测量腰椎侧位片的腰椎矢状Cobb角［腰椎前凸角，以L1及S1上终板作两条平行线，分别作两条平行线的垂线，使两条线相交，测量交角即为腰椎前凸角。正常腰椎生理前凸是60°±12°。 （3） 椎体间植骨融合评价：术后3、6、9个月及末次随访拍摄腰椎正侧位X线片和过伸过曲位的X线片。根据影像学将腰椎融合情况分为：①坚强骨融合，椎间隙内骨痂连续，无异常活动节段；②椎间融合不确切，椎间无异常活动，但骨小梁连续性不明显；③椎间隙内假关节形成，椎间隙之间有异常活动，椎弓根螺钉周围有缝隙或螺钉有松动。

1.5 统计学分析

所有数据均采用SPSS 19.0 进行分析及处理。计量资料采用表示。组间计量资料比较采用独立样本t检验，P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者一般情况比较

2组患者年龄、性别、手术时间、术中出血量比较差异无统计学意义 （均P＞ 0.05） ，见表1。2组患者手术顺利，术中无神经根、硬膜损伤。所有患者术后未出现切口脂肪液化或者切口感染等情况。术后患者获得12～24个月随防，平均随访时间16.7个月。A组术中1例出现骨水泥椎管内及椎前静脉渗漏，考虑术中骨水泥未达面团期提前注入导致，术后给予对症处理未见异常。A组术后2例、B组术后5例出现患肢麻木加重情况，考虑术中神经根过分牵拉所致，术后给予脱水及营养神经药物治疗，症状均有所缓解。

表1 A、B组患者一般及手术情况比较

2.2 2组VAS、ODI、SF-36及影像学融合情况比较

结果显示，2组患者术后下肢VAS、ODI、SF-36、椎间隙高度及生理曲度维持均较术前均有明显改变 （均P＜ 0.05） 。2组患者术前、术后下肢VAS、ODI、SF-36均无统计学差异 （均P＞ 0.05） ，见表2、表3。A、B组患者椎间平均融合时间［ （6.00±0.94） 个月、（5.60±0.55） 个月］也无统计学差异 （P= 0.85） 。

表2 A、B组患者下肢VAS、ODI比较

表3 2组患者下肢SF-36、椎间高度、生理曲度比较

3 讨论

骨质疏松患者椎体中骨小梁及骨量明显减少，患者术中存在螺钉切割椎体的风险，术后螺钉把持力不够导致脱钉螺钉松动或脱出、椎体间活动导致椎间植骨不融合，最终导致手术失败［8］。影响螺钉把持力因素主要有螺钉的螺纹直径、外形、进钉点及方向、角度以及周围骨质状况［9］。如果螺钉直径超过椎弓根会出现椎弓根崩裂［10］；增加螺钉长度容易损伤椎体前缘大血管［11］。

目前腰椎退行性疾病伴骨质疏松患者手术方法主要有骨水泥强化技术，膨胀螺钉技术及中线螺钉技术。本研究结果显示，腰椎退行性疾病伴骨质疏松患者采用骨水泥强化或膨胀螺钉的方式能够增加螺钉把持力，使得椎体间达到骨性融合，明显改善患者腰腿痛症状，提高患者生存质量。

骨水泥强化技术在椎体中形成“螺钉-骨水泥-骨小梁”的复合结构［12］，使椎体获得稳定性，有利于植骨融合。另外，骨水泥的热效应及毒性可破坏椎体周围的神经末梢，减轻患者术后疼痛的症状。目前新型可注射骨水泥空心椎弓根螺钉具有3个侧孔，由钉尾至钉的头部侧孔按从小到大顺序排列，当注射骨水泥时能够使各侧孔流出阻力基本相同，且患者术后影像学显示各侧孔中均有骨水泥流出，但是骨水泥流出的部位主要集中于螺钉远端，距椎管较远，减少骨水泥向椎管内渗漏［13］。

骨质疏松患者行骨水泥强化螺钉内固定术中最常见并发症为骨水泥渗漏，骨水泥向椎间孔方向及椎管内渗漏最为多见。研究［14］显示，由于椎体骨小梁之间的间隙有限，当骨水泥量过多时骨水泥泄漏风险明显升高。一旦发生骨水泥渗漏，可引起神经损伤、血管损伤，更为严重者可引起肺栓塞。此外还可出现过敏、气胸、感染等并发症［15］。因此应该注意以下几个方面： （1） 在注入骨水泥时最好将骨水泥注入椎弓根区域，椎弓根区域可提供3/5的抗拔出力。 （2） 骨水泥注入量为2～3 mL，注入剂量为2 mL时可达到最佳抗拔出力，同时也可减少渗漏的发生。 （3） 在面团期 （牙膏状） 通过工作套管向螺钉内注入骨水泥。聚甲基丙烯酸甲酯在调制过程中存在面团期、糨糊期及硬化期，其中面团期的强化作用最强，硬化期强化作用最弱。 （4） 术中在注射骨水泥同时应利用C型臂进行监视，防止发生外漏，如果发生渗漏立即使用激素治疗［9］。 （5） 利用明胶海绵填塞技术以及乙烯醇膜可以有效预防骨水泥渗漏，减少神经损伤。 （6） 术中使用抗过敏药物可减轻骨水泥渗漏引起的不良反应。

2001年，COOK等［16］首次报道应用膨胀式椎弓根螺钉治疗腰椎疾病。最初的EPS均为单轴设计，由于受力不均导致植入后断钉率较高，而且由于螺钉尾部活动不便使得术中调棒困难。GAZZERI等［17］报道应用OsseoScrew膨胀式椎弓根螺钉固定治疗合并骨质疏松症的胸腰椎疾病患者，术后2年随访断钉率为0.6%。

目前使用的膨胀螺钉技术采用万向轴设计，明显减少应力，降低断钉率。膨胀螺钉技术是在改变螺钉结构的基础上提高固定强度，同时可有效降低因增加螺钉的直径和长度带来的诸多风险，有效防止了螺钉的松动和退出，有利于椎间隙植骨的融合。

综上所述，对于腰椎退行性疾病伴骨质疏松的老年患者，在椎管、神经根管减压及椎间植骨融合的基础上，通过更加牢固的内固定方式，采用椎弓根螺钉骨水泥强化或膨胀螺钉的方式增加螺钉把持力，避免了螺钉松动及拔出而导致的椎间植骨融合不佳，患者术后症状均明显缓解，且达到坚强的骨性融合。本研究不足之处是样本量较少，需增加样本量进行进一步验证。