复合富血小板血浆植骨在微创椎间融合术治疗腰椎退变性疾病中的疗效观察

张廷伟，刘峻*，林海朋，孙秀琛，李金健，黄明利，王晓波

(1.山东省文登整骨医院脊柱脊髓二科，山东 文登 264400；2.山东省文登整骨医院创伤整复二科，山东 文登 264400；3.山东省文登整骨医院四肢创伤一科，山东 文登 264400)

随着人口老龄化的进程加快，腰椎退变性疾病导致的腰腿痛发病率逐年增高。目前微创经椎间孔椎体间融合术(minimal invasive surgery transformen lumber interbody fusion，MIS-TLIF)被广泛应用于治疗该类脊柱疾病[1]。椎间植骨快速而坚固的融合，才能保证临床疗效。切取自体髂骨植骨进行椎间植骨能够获得较满意的融合，是椎间植骨的“金标准”。但取髂骨增加了手术创伤及术后感染风险，术后易出现取骨部位疼痛[2-3]。因此目前多使用术中切除的椎板、关节突植骨，但是植骨量及质量不如自体髂骨，椎间融合速度和融合率降低[4-5]。人工骨材料可以补充植骨数量不足，但骨替代材料仅具有骨传导作用，而无骨诱导功能。重组人骨形态发生蛋白具有良好的诱导成骨能力，能够促进椎间融合。但其高额的费用及较多的并发症，限制了临床广泛应用。近年来有文献报道富血小板血浆(platelet rich plasma，PRP)可以分泌多种细胞生长因子诱导成骨，促进骨折愈合及骨缺损的修复与重建[6-10]。但目前国内关于PRP促进腰椎植骨融合效果的报道较少，PRP是否有效尚存争议。本研究采用MIS-TLIF治疗单节段腰椎退变性疾病，将PRP复合植骨，通过比较两组患者临床资料，探讨PRP应用腰椎椎间融合的临床疗效及安全性，报告如下。

1 资料与方法

1.1 患者选择标准 选择2012年1月至2014年1月，我科收治的腰椎退变性疾病患者。纳入标准：a)年龄28～60岁，性别不限；b)有严重的腰腿痛或间歇性跛行症状；c)影像学表现为单节段腰椎间盘突出或腰椎管狭窄。向患者说明手术的优缺点后，患者要求手术治疗，并签署手术治疗知情同意书。研究方案经山东省文登整骨医院伦理委员会审核通过。排除标准：a)多节段腰椎退变性疾病；b)身体质量指数(body mass index，BMI)>28 kg/m2；c)合并有腰椎结核、肿瘤等其他脊柱疾病者等；d)过去1年有酗酒、吸烟>20支/d或滥用激素类药物者；e)骨密度T值≤-2.5。满足上述条件的151例患者纳入本研究。

1.2 PRP制备 全麻生效后手术开始前，使用预装了20 mL枸橼酸钠抗凝剂的注射器抽取患者外周静脉血150 mL，无菌状态下注入离心管中。2 000 r/min，离心10 min，试管内全血分为：上层是上清液(血浆层)、下层红细胞及两层交界处菲薄的PRP层。打开离心管通气孔，弃去下层红细胞，剩液以2 000 r/min再次离心10 min。弃去上层血浆，获得约5 mL的PRP，放置于4℃冰箱短期保存备用。

1.3 手术方法 采用MIS-TLIF术式，椎间隙使用特制锯齿工具，刮除软骨终板，骨性终板表面搔刮至微微出血。将切除的自体椎板、关节突骨质去除软组织，修成小骨粒，与人工骨粒充分混合后留作椎间植骨用。

观察组取出术前制备好的PRP，与0.5 mL牛凝血酶(5 000 IU/mL)和2.5 mL的10%氯化钙(100 mg/mL)混合后，立即与骨粒充分混合后静置1 min，然后将混合PRP的骨粒填满适宜型号Cage椎间融合器，剩余骨粒及PRP凝胶植于椎间隙前侧及减压侧的对侧，然后斜行置入填满骨粒的单枚Cage，使用可吸收海绵封堵椎间盘纤维环切口。安装长度合适并预弯的连接杆，螺钉间适度加压后锁紧螺帽固定。术中使用的人工骨为骼金骨粒，规格为2 cm3；椎弓根螺钉钉棒为钛合金材质，Cage为PEEK透光材料。

1.4 术后处理 术后第2天开始行腰背肌功能锻炼。术后3 d佩戴腰围下地活动，共佩戴3个月，避免腰部前屈及左右旋转。

1.5 疗效评价

1.5.1 临床评价指标及方法 记录两组手术时间、术中及术后总失血量，记录术后并发症，记录术前、术后3个月、6个月、1年及末次随访时VAS及ODI。

1.5.2 影像学评价指标及方法 术前及术后1周、3个月、6个月、1年及末次随访时拍摄腰椎X线片，侧位X线图像上分别测量融合节段椎间隙前缘高度a、中点高度b及后缘高度c，取平均值，即椎间隙高度=(a+b+c)/3。融合率评定方法：按照改良的Brantigan标准[11]在3D-CT上评价融合效果。判定为融合后，在层厚3 mm的CT矢状位及冠状位图像上计数融合层数。

2 结 果

实际获得完整随访患者144例，其中观察组60例，对照组84例。两组患者基线资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性(见表1)。

表1 两组患者一般资料比较

所有手术均顺利完成，两组患者手术时间、术中术后总失血量、术后并发症比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表2)。观察组4例、对照组7例术后切口局部发红，有渗液，行细菌培养+药敏检查均为阴性。观察组2例、对照组1例发生泌尿系感染，经积极抗感染及对症治疗后治愈。两组各出现1例脑脊液漏，经过对症处理后愈合。两组均无下肢疼痛及麻木加重等神经损伤并发症，对照组出现1例钉棒断裂。

表2 两组患者围手术期指标

144例患者获得36～49个月随访，平均42.5个月。两组间各时间点下肢痛差异无统计学意义(P>0.05)。术后3个月、6个月及1年时腰痛VAS评分组间差异无统计学意义(P>0.05)；末次随访时，观察组与对照组腰痛VAS评分分别为(2.2±1.3)分、(3.2±1.9)分，两组间比较差异有统计学意义(P<0.05，见表3～4)。

表3 两组患者腰痛VAS评分(分)

表4 两组患者下肢痛VAS评分(分)

两组术后各随访点ODI与术前比较，均有明显改善，差异均有统计学意义(P<0.05)。两组间比较差异无统计学意义(P>0.05，见表5)。

表5 两组患者ODI评分(%)

末次随访时，观察组与对照组的CT判定融合率分别为93.33%(56/60)、90.47%(76/84)；融合的层数及末次随访椎间隙高度，两组间差异均有统计学意义(P<0.05，见表6)。

表6 末次随访时两组患者影像学资料比较

典型病例为一56岁女性患者，因“腰痛伴有左下肢放射痛6个月”入院，诊断为：L5S1椎间盘突出症，术前腰痛VAS评分为6分，下肢痛VAS评分为8分。采用MIS-TLIF术式，椎间植骨复合PRP，手术顺利，未出现手术并发症。末次随访时腰痛VAS评分为1分，下肢痛VAS评分为0分(见图1～2)。

图1 术前MRI示L5S1椎间盘突出

图2 CT冠状位及矢状位图像可见椎间植骨融合

3 讨 论

随着脊柱外科技术水平的提高，MIS-TLIF已成为治疗腰椎退行性疾病的一种重要手段[12]。Kornblum等[13]通过长期随访后认为，椎体间若未达到骨性融合，会增加脊柱不稳，加速椎体退变，进而增加再次手术风险。因此快速而良好的融合是保证手术疗效的关键。采用自体椎板关节突植骨，不增加额外费用及手术创伤，受到了临床医师的青睐。但松质骨少，骨质量较差，会影响椎间植骨融合。自体髂骨联合Cage植骨能提高融合率[14]，是理想的椎间融合植骨材料[10]，但是自体髂骨移植存在取骨区疼痛、血肿、感染等并发症[2-3]，增加手术创伤且来源有限。人工骨材料能够弥补植骨量的不足，但仅存在骨传导作用，却无诱导成骨能力。近年来关于生长因子促进融合的研究逐渐深入，BMP-2具有良好诱导成骨能力，可明显增加脊柱椎间植骨融合速度，获得了优于自体髂骨的融合率，但也出现了异位骨化、神经根病、椎骨骨溶解以及癌症风险等不良反应报道，同时高额的费用限制了其临床推广。PRP中含有血小板衍生长因子、转化生长因子-β、胰岛素类生长因子、表皮生长因子及血管内皮生长因子，在体外环境下，能够诱导骨髓基质细胞向成骨细胞分化，促进成骨[15-16]。PRP来源于自体没有免疫排异反应，获取方便，且不存在伦理方面的限制，目前较多应用于口腔颌面骨缺损修复及骨折不愈合[6-7]。PRP用于腰椎手术融合效果尚存争议。Sys等[17]认为PRP用于椎间植骨融合，无促进作用，也无明显抑制作用。而Kubota等[18]则认为PRP能够增加腰椎融合速度，提高融合率。不同的研究结果可能与PRP的数量及生长因子浓度不同有关。本研究采用二次离心方式，从150 mL血液中获取约5 mL PRP，在PRP凝固之前先与植骨材料充分混合，使PRP充分渗入植骨材料内部，然后稍静置，待PRP形成凝胶后再混合植骨材料植入椎间隙内，通过二次复合方式，提高植骨局部PRP浓度及数量，为植骨融合提供良好的生长环境。末次随访时，观察组融合率为93.33%，高于对照组的90.47%，差异有统计学意义。使用PRP后能够增加椎间植骨融合率。观察组融合层数优于对照组，融合层数可以反映植骨融合面积，融合面积越大，范围越广泛，椎间融合越坚固，脊柱稳定性越高。末次随访时，观察组椎间隙高度优于对照组，对照组出现1例植骨吸收，椎间隙高度塌陷导致钉棒断裂。末次随访时，两组腰痛VAS评分出现统计学差异，观察组优于对照组。此时腰部疼痛可能与椎间隙高度塌陷、螺钉切割及融合节段局部稳定性差有关。观察组的优势可能是在椎间隙内环境中，PRP提供的生长因子能够促进成骨细胞生长及植骨局部再血管化，发挥促进成骨作用，增加局部稳定性。因此在MIS-TLIF术中使用PRP复合植骨，能够改善局部微环境，促进植骨生长，降低术后中远期腰痛发生率。

PRP应用于脊柱椎间融合的安全性，也是我们需要关注的重点。PRP来源于自体血液，不存在排异反应，适应证非常广泛，几乎所有部位的软组织创面，骨折骨缺损均可应用，目前尚未见PRP应用后出现不良反应的报道。PRP需要使用凝血酶混合，局部应用凝血酶可能产生凝血因子Ⅴ及Ⅺ抗体，导致人体凝血因子Ⅴ和Ⅺ缺乏，引起严重凝血功能障碍[19]，虽然发生率极低，但需引起注意。本研究中观察手术时间及术中术后总失血量，观察组与对照组之间差异无统计学意义，因此认为使用PRP凝胶并未导致患者凝血功能障碍。手术后观察组出现4例，对照组出现7例切口局部发红，有渗液，更换敷料时留取渗出液行细菌培养+药敏检查均阴性。观察组出现2例、对照组出现1例泌尿系感染，经过对症抗感染治疗后痊愈。移植完成后，使用止血海绵封堵纤维环破口处，将PRP凝胶与硬膜囊隔开，避免对硬膜囊及神经造成影响，术后两组均出现1例脑脊液漏，经过对症处理后治愈，均无下肢疼痛加重，感觉肌力减弱等神经损伤表现。随访期间两组均未发生椎管内异位骨化及肿瘤。两组下肢痛VAS评分均较术前明显改善，且两组间差异无统计学意义。PRP凝胶应用于腰椎融合手术安全性满意。

目前文献报道椎间植骨融合率存在较大争议，其中一个重要的原因是评估方法不同。高志强等[20]通过荟萃分析比较X线及CT两种方式判定椎间融合的价值，认为CT判定结果更加可靠，因为X线标准存在投照角度、肥胖、骨质密度及髂骨遮挡等问题，存在较高的假阳性率，因此CT应作为脊柱融合影像学判定的“金标准”。笔者采用改良的Brantigan标准，随访时在3D-CT图像上观察融合结果，末次随访观察组与对照组的融合率分别为93.33%和90.47%，这与Parajon等[21]报道的融合率类似，两组间融合率差异有统计学意义。对于已经判定为融合的患者，继续在3 mm层厚CT图像上观察融合层数，衡量植骨融合面积，观察组与对照组融合层数分别为(4.5±2.1)层、(2.7±1.4)层，观察组植骨生长更优，获得了更大的融合面积，达到更高的稳定性。因此PRP应用于MIS-TLIF，能够促进椎间植骨融合，提高椎间融合率和融合质量，并获得更加坚固地融合。

PRP凝胶能够促进MIS-TLIF术式椎间植骨融合，临床应用的安全性满意。但本研究仍然存在一些不足，如PRP组仍然存在尚未融合病例，如何进一步提高融合率，充分发挥PRP中细胞因子的作用，提升PRP的应用价值，是我们未来研究的重点。