椎体成形术在骨质疏松性椎体压缩骨折中的应用进展

周红云 综述 许 超 审校

(浙江中医药大学第二临床学院，杭州 310053)

骨质疏松症是一种全身代谢性疾病，其特征在于骨密度降低及骨组织微结构恶化，导致骨脆性增加，使骨折风险上升。随着人口老龄化的发展，继发于骨质疏松症的椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)已成为常见疾病，发生率是髋部骨折的2倍[1]。有症状的骨折常伴有持续性疼痛，影响生活质量或工作能力。传统保守治疗以卧床休养为主，辅以支具固定、物理治疗等，但卧床时间长，初期可能需要服用止痛药物，老年患者易出现骨量流失、肌肉萎缩、肺炎、泌尿系感染、压疮、深静脉血栓形成等并发症[2,3]。相比保守治疗，椎体成形术最大的优点在于缓解疼痛及利于早期活动，自应用于OVCF以来，在手术操作、手术器械和骨填充材料方面不断发展。本文对椎体成形术临床应用方面的问题进行分析总结，以期为初入临床的骨科医师提供一些指导。

1 手术指征和患者选择

经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)及经皮球囊扩张椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty，PKP)的常见适应证[4,5]包括药物治疗超过3周的难治性OVCF，Kummell病(骨质疏松性椎体骨折不愈合)，症状性血管瘤，广泛骨溶解或继发于恶性肿瘤(转移瘤、多发性骨髓瘤等)的侵袭性疼痛椎骨，急性创伤性骨折等。从分类上看，Magerl A1型椎体压缩性骨折(包括椎体终板嵌压、楔形嵌压、椎体塌陷)是PVP的主要适应证[6]。严重压缩性骨折和有症状的非急性骨折常可受益于手术治疗，椎体压缩且其骨折裂隙含气的病例手术效果可能更好[7]，因为这些裂隙表明骨折块不连贯，通过椎体成形术，将这些碎片粘合在一起，多能缓解疼痛。

椎体成形术禁忌证包括无症状椎体压缩性骨折，肿瘤累及椎管，妊娠状态，不可纠正的凝血障碍，骨水泥或显影剂过敏，椎体严重压缩超过75%，粉碎性爆裂性骨折，存在局部或全身感染[4,5]。后壁骨折和椎弓根骨折可有神经根受压，多数不能以填充骨水泥来缓解症状，故存在神经根症状可能是椎体成形术的相对禁忌[8]。

对于有腰背疼痛症状者，需尽量获取详细的病史资料及相关影像学检查，并特别注意OVCF的风险因素，这对之后的治疗选择及预后至关重要。无论是OVCF还是血管瘤或者其他椎体恶变，往往会出现腰背疼痛，对于症状初起的患者，行X线检查确定疼痛部位与影像学结果是否一致，若提示椎体骨折，可评估椎体后凸畸形程度及丢失高度，结合CT横断面影像可清晰显示骨折移位尤其椎体后壁的裂缝及缺损情况。MRI检查对于判断骨折新旧必不可少，由于出血、水肿，急性、亚急性椎体骨折在T1W1图像上呈低信号，T2W1和STIR序列呈高信号。此外，MRI还有利于对椎体周围软组织病变的把握，若存在多节段相邻椎体骨折，有时可能难以确定哪一节段是责任椎体，MRI显示周围水肿严重的椎体对治疗的反应最敏感。

2 手术要点

PVP：①手术在C臂X线机透视监视下进行，患者取俯卧位，两侧椎弓根在后前位对称显示，穿刺点为椎弓根外缘体表投影外侧1～2 cm处。②理想的针尖位置为透视侧位时在椎体前中1/3交界处，正位时在椎体中央。针尖到达椎体后缘时必须确保不超出椎弓根内缘，以免进入椎管导致灾难性后果。③把握骨水泥凝固时间，当骨水泥呈黏稠状时缓慢注入椎体内，发现骨水泥渗漏时立即停止推注，修正穿刺位置或方向，当椎体恢复适当高度且骨水泥均匀地分布在椎体和终板的横向边界之间时停止注射。④将穿刺针套管内残留的骨水泥推入椎体内，旋转退针，避免拖尾现象。将患者从手术台转移前需等待水泥硬化，搅拌碗中的硬化水泥可供参照。

PKP操作方法同PVP，在穿刺成功后通过球囊扩张穿刺通道，在椎体内形成腔隙恢复适当高度并注入骨水泥。

通常骨水泥的注入量为胸椎3 ml，腰椎5 ml。国外尸体造模研究显示2 ml骨水泥注入量即可恢复椎体强度[9]。一般认为骨水泥注入量与疗效并无正相关关系，反而剂量越多可能引起的并发症越多[10]。

3 并发症

骨水泥渗漏是椎体成形术最常见的并发症，其渗漏途径有神经孔、椎管内硬膜囊外、椎旁软组织、椎间盘、椎旁静脉丛及穿刺针道。主要原因与骨水泥黏度及注射量、骨折原因及压缩程度、手术操作等因素有关[11～13]。一般骨水泥渗漏到椎旁软组织及椎间盘无明显症状，渗漏到神经根管和椎旁静脉可引起神经根痛，渗漏到椎管致脊髓或马尾神经受压有瘫痪风险，但极罕见。若骨水泥稀薄、量大而渗漏到椎旁静脉，进一步回流至肺动脉，将导致肺栓塞，出现低氧血症、休克、肺动脉高压，甚至导致死亡[14]。因此，预防骨水泥渗漏相关并发症必须合理选择适应证，完善影像学检查和术前准备，掌握手术技巧，精细操作。一旦发现骨水泥渗漏，无症状者密切关注病情，症状轻微者口服非甾体抗炎药物治疗，严重情况下积极手术摘除渗漏硬化的骨水泥或采取相应抢救措施。

骨水泥填充后椎体刚度增加，应力负荷传导不平衡会增加邻近低刚度椎体尤其是骨质疏松椎体骨折的风险，由于类似的原因，骨水泥渗漏与邻近椎体骨折较高的发生率有关[15]。尽管进行了大量的临床研究和生物力学体外研究，但相邻椎体再骨折风险仍然是一个有争议的话题。关于尸体脊柱的生物力学研究[16]表明，椎体骨折或椎体形变造成应力负荷传导变化对邻近椎体都有不利影响，但椎体成形术可以部分逆转这些效应。可以确定的是，骨质疏松或骨矿物质缺乏已被证实为继发性椎体压缩性骨折的预测因素，且与非手术治疗相比，PVP或PKP再骨折率无统计学差异[17,18]。

与术中穿刺有关的主要并发症有穿刺损伤神经根、椎弓根骨折、肋骨骨折、椎管内水肿等，这些并发症发生率低，与术者操作熟练度及精细度有关，可通过提高手术水平减少此类损伤。总体而言，骨质疏松性椎体骨折的并发症较其他原因椎体骨折术后并发症发生率较低，Chiras等[19]报道骨质疏松患者椎体成形术并发症发生率为1.3%，椎体血管瘤和转移瘤并发症发生率更高，分别为2.5%和10%。并发症多与骨水泥渗漏有关，使用高黏度骨水泥可降低骨水泥渗漏风险。Zhang等[13]对PVP、PKP治疗椎体压缩性骨折进行系统回顾和meta分析，共纳入5项研究，高黏度组307个椎体，渗漏51个，低黏度组405个椎体，渗漏160个，认为高黏度可降低骨水泥渗漏风险(RR=0.38,95%CI:0.29～0.51,P<0.000 01)。

4 选择PVP还是PKP

4.1 适应证选择

2种技术在操作方法和作用机制上大同小异，适用条件基本相同，PKP治疗非急性期椎体压缩骨折甚至骨折已部分愈合时作用不明显，但此情况下选择PVP仍可获得满意疗效。

4.2 疗效

在回顾性比较研究[20～22]中，2种技术对于OVCF的功能恢复和疼痛缓解同样有效，无论是用球囊注射还是无空腔注射，OVCF在椎体强化后7～10天内疼痛症状会得到75%～90%的缓解，尽管PKP似乎具有更好的影像学结果，但是临床疗效如缓解疼痛方面并没有突出优势，长期结果可能受基础骨质疏松症的严重程度和再骨折的影响。不同的是PKP通过球囊扩张作用，对改善椎体后凸Cobb角及椎体高度恢复效果更理想, 同时可降低骨水泥渗漏风险[23,24]。Liu等[25]将100例OVCF患者随机分为PKP组和PVP组，每组50例，均采用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)骨水泥进行椎体强化治疗，PKP组PMMA用量是PVP组的1.13倍，Cobb角PKP组减小8.0°，PVP组减少3.3°，术后随访5年，均未出现明显并发症，2组5年内椎体高度、后凸Cobb角、疼痛VAS评分均无明显变化，可见2种术式均有远期疗效持久、稳定的优点。

4.3 并发症

PVP通常使用低黏度骨水泥，PKP可选择较高黏度骨水泥，这样骨水泥可注射时间长，固化温度更低，填充更均匀，可明显减少骨水泥渗漏[26]。系统回顾研究[27]结果显示，PKP和PVP治疗椎体骨折的骨水泥渗漏发生率分别为2.6%～15.8%(1486个椎体，18项研究)和32%～50%(2283个椎体，27项研究)。Zhang等[28]对椎体创伤后再骨折问题进行meta分析，纳入12项研究共1328例，其中768例接受椎体成形术(PKP或PVP)，560例为非手术治疗，结果表明手术组不会增加椎体再骨折的风险(新发椎体骨折P=0.55，邻近椎体再骨折P=0.5，原椎体再骨折P=0.24)。徐建成等[29]的研究也得出与之相似的结果。目前尚无大数据分析表明两种手术方式在术后再骨折方面存在差异，但手术治疗并非再骨折发生的关键因素。

4.4 手术时间和费用

由于手术技术和工具的发展，两种手术方式在操作时间上相差无几。PKP的治疗费用相对高，但更具性价比，因此在临床上并不一定影响患者或家属以及术者选择PKP治疗老年OVCF。

5 磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)骨填充材料

Kim等[30]对PVP 69例(121个椎体)进行平均5.7年的随访，用影像学表现评价注入椎体内的PMMA骨水泥的长期变化，由于椎体与骨水泥的相互作用，远期出现4例骨水泥解离断裂伴椎体塌陷，2例骨水泥邻近区域骨密度降低。PMMA是一种相对稳定的骨水泥，已经得到广泛应用，但其在椎体内不会吸收，仍然是一种外来物质，生物相容性较低，可能会出现与骨吸收有关的不良结果。Heo等[31]对14例OVCF采用CPC骨水泥进行椎体成形术，随访2年观察CPC形态学变化及其效应，其中6例骨水泥部分降解吸收，2例出现椎体内成骨，1例骨水泥断裂，3例异位骨化(与骨水泥渗漏有关)，可见CPC作为骨替代材料，具有良好的生物学活性。

CPC是由一种或多种磷酸钙化合物的粉末相与含水或含钙或含磷酸盐的液相组成的混合物，最初应用于牙科，因其避免陶瓷型羟基磷灰石不易塑形、难降解的缺陷，在骨修复和骨填充领域得到进一步研究和应用。研究表明[32,33]，CPC具有以下特点：①等温固化反应。CPC混和物在室温或体温下经历溶解-再沉淀过程，一般需10～15 min，较PMMA骨水泥固化时间长，但其发生固化结晶时无产热反应，对周围组织不会产生热损伤，且无单体毒性。②具有生物可降解性和相容性。在体内，CPC会发生吸收现象。Libicher等[34]的研究显示，CPC填充术后12个月磷酸钙吸收比率为2%。磷酸钙多孔晶体网络结构类似于天然骨组织中的羟基磷灰石(hydroxylapatite，HA)，具有一定程度的骨诱导作用，结合其可降解性，有利于后期血管侵入和骨重塑。③机械性能高。CPC具有骨样弹性模量，可保持足够的韧性以防止循环载荷下的疲劳断裂。磷酸钙的力学强度介于骨质疏松椎体与正常椎体之间，治疗椎体的抗压缩负荷与邻近椎体相当，可减少术后邻近椎体再骨折风险。④具有载药作用。CPC的多孔微观特性允许其表面发生物质交换或作为控制药物输送的载体，复合骨形态发生蛋白或抗骨质疏松成分(如阿仑膦酸钠、鲑鱼降钙素)的磷酸钙骨水泥，具有促进骨生成、抑制骨吸收的作用，此类载药磷酸钙骨水泥材料对治疗骨质疏松性椎体骨折具有增强效应。

CPC也存在一些不足：①磷酸钙的黏度较高，配制和注射操作有待改进；②聚合力和抗冲刷力不足，由于其亲水性和低密度特征，在注射填充过程中可能随血液分散甚至渗漏；③机械强度低于PMMA，CPC为多孔隙结构，其降解速度慢于新骨生成，不利于远期骨强度的维持。

对CPC粉末相的颗粒细化或添加低结晶颗粒如海藻酸钠、甲基纤维素和柠檬酸根离子，提高CPC混合物的粉液融合度，可实现良好的注射性能，同时能增强骨水泥注射阶段的聚合和抗冲刷力，缩短固化时间[35,36]。CPC固有孔隙率能保证其载药能力和促进骨传导、骨修复的作用，但也削弱了其机械强度。Ogasawara等[37]的实验研究显示，在CPC混合物中添加乳酸-乙醇酸共聚物可使水泥孔隙更加致密，显示出良好的纤维桥接，添加生物活性玻璃或锶元素，能提高材料固化后的强度，后期可加速材料降解并促进新骨形成。可见，在材质研发上对CPC扬长避短尤为重要，复合CPC材料若具有适当的降解率、良好的机械性能和较好的促成骨作用，将有利于其应用。

6 小结

经皮椎体成形术是目前胸腰椎OVCF公认的治疗方式，具有创伤小、手术时间短、疗效显著、不良结果少的特点，不仅能够快速缓解疼痛，还能避免患者因保守治疗引发的并发症。目前尚不清楚邻近椎体骨折是由椎体强化后引起的机械变异导致，还是骨质疏松症自然进展的结果，与保守治疗相比，PKP或PVP治疗不会导致新发椎体骨折的总发生率升高。PKP和PVP操作方法相似，疗效相当，通过选择适当患者，完善术前准备，提高技术水平，可以减少相关并发症。由于手术技巧日趋完善，未来可能以操作工具和骨水泥材料为研究热点。CPC优势突出，能弥补其生物、机械性能和应用缺陷的复合型CPC已经涌现，下一代骨水泥旨在改善注射性和显影性能、生物活性和骨修复能力，并可作为药物载体扩大应用范围和疗效。另外需要注意的是，20%～35%的OVCF在接受椎体强化治疗后会出现其他椎体骨折[25]，这种重复性骨折风险会随着时间的推移而不断增加，因此，对于有骨质疏松症病史或既往有骨质疏松性骨折的患者，椎体成形术后仍有必要进行长期的抗骨质疏松治疗。