椎体强化术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折的发展与术式的选择

董智瑞，赵明东

复旦大学附属金山医院骨科，上海201508

骨质疏松症是一种由于骨代谢异常和骨微结构破坏所导致的系统性骨骼疾病，其特征是全身骨骼疼痛、骨密度降低和骨脆性增加[1]。骨质疏松性椎体压缩性骨折（osteoporotic vertebral compression fractures,OVCFs）是骨质疏松症的临床后遗症，随着年龄的增加，全身骨量下降，骨折的概率增加，其治疗首选方案在现阶段认识是有限的，没有明确的金标准。保守治疗及相关的微创手术治疗是目前主要的医疗方式。急性OVCFs 的保守治疗被认为是主要通过短期卧床休息、止痛剂、抗骨质疏松药物、运动疗法和矫形器外固定等来缓解疼痛[2]。但保守治疗对于一部分老年患者是无效的，且可能导致进行性脱矿以及未来性骨折，长期卧床休息的并发症，结合阿片类、非甾体类镇痛剂的使用和相关不良反应，可能会导致恶性循环，进一步损伤身体机能[3]。椎体强化术（vertebral augmentation，VA）为其目前治疗的主流手术方式。经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty,PVP）、经皮椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）等已被广泛报道，但VA 的疗效仍存在争议和争议，目前尚无证据支持常规治疗OVCFs。虽然一般认为VA 在急性期有减轻疼痛的效果，但仍需在慎重考虑并发症后谨慎施行[2]，在相对落后或者是发展水平较低的区域应积极实施保守治疗[4]。

1 PKP 与PVP 的比较

虽然PKP 以及PVP 都是缓解疼痛的有效手术治疗，都可改善患者生活质量和临床状态，但PKP 与PVP 施行后患者之间未有显著性差异，如何选择仍是一个值得思考的问题。这两种技术都适用于镇痛治疗后疼痛控制不佳的早期患者，通常在骨折后4 个月内实施，当骨折是亚急性或慢性时，两种技术的使用更有争议[5]。PKP 与PVP 两种术式在Amans 等[6]的研究中显示具有相似的疼痛缓解效果，且都能减少椎体后凸角并适当恢复与骨折相关的椎体高度。Ma[1]等通过介入研究和观察性研究发现PKP 治疗后患者功能恢复优于PVP，PKP 患者的平均长期后凸角明显小于PVP，对于后凸角较大、椎体裂隙、椎体后缘骨折或骨折椎体高度明显丢失的患者，PKP 可能优于PVP。但也有研究表明术后椎体的高度恢复是不确定的，PKP 是否提供更高程度的后凸角度矫正或允许更大范围的骨折治疗尚需确定，缺乏足够的实验证明PKP 在更广泛的适应证和恢复椎体高度方面可能具有优势[1]。PKP 与PVP 相比有较低概率的并发症出现，且注射水泥量优于PVP，漏水泥率低，但是由于手术时间长、透视次数多、材料成本高等负面因素，仍需进行进一步的随机对照试验来探究两种术式的选择[7]。

2 骨水泥

骨水泥的用量应该是最优的，因为如果注射过少会导致填充不足，不能迅速缓解疼痛，容易导致治疗后椎体再次塌陷，注射过量的骨水泥则容易导致相邻椎体发生新的骨折并可能增加渗漏率[8]。Etemadifar 等[9]发现对于年龄小于60 岁、节段性后凸少于20 度、胸腰椎骨折和应用钢板的非重度骨折，注射水泥超过5 mL，患者疼痛程度降低。Wang 等[10]提出注射＞4 mL 骨水泥可以更好地缓解疼痛，但进一步增加骨水泥体积并不能提高疗效。最佳骨水泥用量现在仍存在争议，是提高骨水泥量得以完全填充椎体，还是降低骨水泥用量来获取更高的安全性。目前认为最完美的骨水泥的目的是既能实现椎体生物力学强度的恢复来预防再骨折，同时能保持适度的刚度使其不影响相邻的节段。

骨水泥黏度的选择也是值得思考的一个方面，Miao 等[11]3 组不同黏度骨水泥随机实验发现两种低黏度骨水泥的术中疼痛明显更小且具有更高填充率和弥散率，椎体高度恢复也具有一定的优势，但渗漏相关并发症发生率方面3 组没有明显差异。Wang 等[10]研究发现与传统的低黏度骨水泥相比，高黏度骨水泥可以明显缩短液相，以便医生更好地控制水泥注射过程，从而减少水泥渗漏。Li 等[12]提出高黏度骨水泥有更好的均匀性，与低黏度骨水泥相比，虽然在术后椎体高度的恢复、缓解疼痛和改善生活质量方面有同样的效果，但高黏度骨水泥具有更小的骨水泥渗漏率以及需要更少的水泥注射剂量。

骨水泥可改善的方面除了黏度和注射剂量外，骨水泥材料的进步也可以保证患者获得更好的预后，目前可用于椎体强化术的骨水泥包括碳酸盐磷灰石类水泥、生物活性类水泥、磷酸钙类水泥等。现在手术中最常用的骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)，使用方便，可以为椎体提供刚度以及强度，并且具有生物水泥缺乏的独特的镇痛效果[13]，但其刚性特点可能会使相邻椎体的机械负荷失衡，产生邻近节段骨折等并发症。骨水泥的材料自20世纪80年代以来也得到了新的发展，它们独特的特点以及可塑形，已经取得了显著的临床效果。仿生矿化胶原改良的PMMA 骨水泥[14]显著降低了术后邻近椎体骨折的发生率，从13.3%降至2%，并显著增加了治疗椎体的骨密度，与传统骨水泥相比，具有良好的临床效果和更好的力学性能。磷酸钙的力学性能不如PMMA，但由于其良好的生物相容性和骨结合行为已被用于治疗骨缺损和支持骨再生[15]。硫酸钙/磷酸钙复合材料和羟基磷灰石/胶原复合材料，都被证明具有良好的生物活性，并已在临床案例中得到证实[15,16]。尽管经过了几十年的探索，生物学和力学性能方面的两个主要限制仍然阻碍骨水泥获得更广泛的临床应用，仍需要进一步的研究和突破。

3 新型椎体强化系统

3.1 Spinejack Spinejack系统是一种用于后凸成形术的新型设备，该设备包括一个机械工作系统，允许渐进和控制复位椎体骨折，这一特点有助于恢复塌陷的椎体，并提供3D支持[17,18]。使用两个对称放置在椎体内部的设备可以使PMMA 均匀扩散，植入物的扩张使得PMMA 能优先流动到正确的位置，减少椎间盘间隙内渗漏的风险，降低相邻椎体继发骨折的可能性，该设备还可以减少骨水泥注射剂量，目前认为Spinejack 是一种安全的、有临床疗效的治疗椎体骨折的系统[17,18]。Noriega 等[17]通过前瞻性实验发现，在103 例植入Spinejack 的患者术后12 个月内，患者疼痛程度降低，后凸角减少，无与移植物相关的不良反应发生。其中只有2.9%发生邻近段新发骨折，从而得出结论Spinejack手术是一种有效的、低风险的手术，可使椎体骨折患者术后1年的生活质量得到快速和持续的改善。考虑到目前研究中随访时间较短和患者样本较少，对于Spinejack 系统的功能需要在未来继续关注长期的临床和放射学结果[19]。Chiang 等[20]发现Spinejack 优点在于恢复和维持椎体高度和后凸角度等放射学优势，可以为OVCF 患者提供长期的临床效益，但这种与患者预后正相关的优势只有在长时间的随访中才能发现。

3.2 射频后凸成形术 射频靶向椎体增强是后凸成形术的一个新的发展，可以使骨折椎体松质骨内形成多个通道，比传统的PKP 使用的膨胀性球囊保留了更完整的松质骨[21]。射频后凸成形术利用射频注入椎体内开辟通道，并利用射频的能量加热超高黏度骨水泥，从而加速其聚合[22]。Ali 等[23]观察了87 例经射频靶向椎体增强技术患者的预后，疼痛缓解，后凸角以及椎体高度均明显改善，患者骨水泥渗漏率仅为18%，新发骨折率仅为10%。Greven 等[24]观察了25例患者射频后凸成形术后恢复情况，疼痛情况和椎体高度得到改善，并提出射频靶向椎体增强有一定改善肺功能的效果，尤其是在膈肌脊柱主区骨折的情况下。虽然射频后凸成形术是一种安全的手术方式，能较好地改善患者的疼痛状况和生活质量，但未来还需要更大的患者样本量来验证这种新的手术系统。

3.3 Kiva 系统 Kiva 技术是一种新型技术，将镍钛合金导丝通过套管经皮推进，正确放置在椎体内松质部分后，将聚醚醚酮植入物逐步植入叠层线圈上，直到达到所需的骨折椎体高度的恢复，同时将骨水泥注入以减少渗漏。Olivarez等[25]对57 例持续性背痛患者行椎体增强治疗，患者的背部疼痛程度和功能障碍均有明显的临床改善，影像学显示仅有5 例骨水泥渗漏。Tutton 等[26]对患有疼痛性OVCFs的300 例受试者随机接受Kiva技术和后凸成形术盲法治疗，Kiva 在减轻患者疼痛水平，恢复身体机能方面不逊于PKP，且Kiva 系统在水泥使用以及预防骨水泥外渗方面具有一定的优势并且可能对减少邻近段骨折的发生具有一定的作用，值得近一步探讨。

3.4 Sky 后凸成形术 Sky-bone 扩张器是一种由高刚性高分子材料制成的用于PKP 的新型装置，可由直径4～5 mm 的收缩状态完全膨胀至14～16 mm，随着它在椎体内的膨胀，椎体的终板被抬高，从而形成一个相对明确的空隙，用于水泥注射。由于这种扩张器的辐射性不透明，骨科医生可以通过透视来监测扩张而无需使用造影剂。Folman 等[27]对45 例OVCF 患者进行前瞻性研究，14 例患者行椎体成形术，31 例患者行Sky 后凸成形术。Sky 系统成本偏高，虽然在平均压缩修复率和后凸畸形恢复率方面均高于PVP组，但两组疼痛严重程度平均降低了43%，在疼痛缓解这一最重要的预后评价因素上并没有明显的差异。Sky 系统是一种相对有效的替代方法，在缓解疼痛，改善身体功能，恢复塌陷椎体的高度等方面有较好的表现，但仍需后续大量研究证明术式的安全性以及探究术后并发症。

3.5 OsseofixⓇ系统 OsseofixⓇ系统是一种具有可膨胀性的钛网笼结构，将其植入椎体前三分之一处，然后缓慢扩张，骨折椎体的高度由于骨小梁被钛网笼向外压实而恢复，通过压缩周围骨小梁减少椎体骨折和减少后凸畸形，且钛网与骨小梁交错使系统本身得以稳定[28]。Ender 等[29]在一年半的时间内对32 例伴有骨质疏松性或肿瘤性VCFs的患者，使用该系统进行稳定。12 个月后，患者疼痛显著改善，平均ODI 显著减少，后凸角的Cobb 平均值也有显著改善，手术安全有效，无水泥渗漏，并发症发生率低。经过已有的研究证明，OsseofixⓇ系统可能需要较少的骨水泥量，并且能够减少骨水泥渗漏的风险，并且在减少椎体压缩骨折继发的疼痛和后凸畸形方面提供了即时和长期的疗效[28,29]。该系统目前只能与骨水泥一起使用，但由于OsseofixⓇ系统[28]的特殊结构，该种植体可能在未来的手术中作为无骨水泥种植体应用。

3.6 支架-螺钉辅助内固定 支架-螺钉辅助内固定(stentscrew-assisted internal fixation，SAIF) 是在椎体植入技术的基础上发展的可适应于不稳定程度较大的骨折一种新型的微创手术，代表了椎体压缩性骨折治疗的术式进展。SAIF技术可以提供额外的生物力学稳定性，使得许多传统VA 通常无法治疗的创伤性、肿瘤性和严重骨质疏松性椎体压缩性骨折的治疗成为可能[30]。治疗不稳定创伤因素的主要困难之一是传统手术治疗的显著并发症风险，SAIF 技术可能是现有技术的一个有价值的补充，可以通过两个小切口进行单节段多方位骨折修复并显著降低手术并发症风险[30]。

3.7 技术评价 Chang 等[31]通过研究经7 项措施干预的6974例患者的结果显示，从临床和影像学结果来看，各类型椎体增强技术在减少并发症方面均优于保守治疗，Sky 后凸成形术是降低疼痛评分、恢复椎体高度、改善患者生活质量的最佳干预措施；Spinejack 系统是恢复后凸角的最佳干预措施；Kiva 技术是避免骨水泥渗漏的最佳干预措施；射频后凸成形术在提高ODI 评分方面有显著的优势，并能更大限度地减少新骨折发生率，可能是安全性最高的手术方式。

4 总结与展望

治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折已经成为当代社会的公共卫生问题，不容忽视。首先，对社会老年群体进行适当的预防教育是极其重要的。其次，医生应对患者临床状态应进行全面细致的分析，选择最佳的治疗方法，并预测潜在的并发症，进行药物联合治疗等一系列措施。外科医生在术前应接受丰富的技术培训和模拟实践，找寻更适合患者的手术方式和最佳手术入路，改良患者的预后，在患者术后也应认真随访，及时发现并解决术后并发症。随着椎体增强系统的不断发展，手术将变得更加高效和安全，手术方式、术后长期治疗方案等不断优化，新型植入物以及兼容生物力学性能和生物活性的新型骨水泥的研发都将使得患者的生活得到改善。

对于高龄OVCFs 患者、具有严重并发症的患者以及在急性期疼痛不能缓解的患者在无禁忌证的情况下应当考虑进行椎体强化术的治疗。在PKP 和PVP 两种术式的选择上，在患者有相对的经济实力的情况下，应首选PKP 方式进行手术，确保更好的疗效。骨水泥的体积选择应选择4ml左右，在确保缓解疼痛的情况下，能更大程度上避免并发症的发生，可根据患者具体的椎体大小做出相对应的调整。对伴有不稳定风险的严重的OVCFs 患者，可考虑采用新型的SAIF 术式。射频后凸成形术应该是患者病情危重时为防治患者术后并发症引发严重后果从而保证患者安全的首选方式。在患者情况良好但疼痛严重时，为了更好的改善患者生活质量，则应首选Sky 后凸形成术。