经皮椎体成形术/后凸成形术术后邻近椎体继发骨折危险因素的研究进展

栾昊鹏，邓 强，盛伟斌

新疆医科大学第一附属医院，乌鲁木齐 830054

随着全球人口老龄化加重，骨质疏松椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)的发病率越来越高，经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)或后凸成形术(percutaneous kyphoplasty，PKP)因其迅速缓解疼痛，部分恢复椎体高度并提供生物力学稳定性而被广泛应用于治疗OVCF。但患者成功行PVP/PKP术后常因继发椎体骨折引起疼痛而影响疗效[1]。有研究报道PVP/PKP术后1年内再发椎体骨折率高达19.59%。而其中继发邻近椎体骨折(adjacent vertebral compression fracture，AVCF)占再骨折总人数的55.17%[2]。同时多个研究也指出PVP或PKP术后患者邻近椎体继发骨折的发生率较高，且通常发生在PVP/PKP手术治疗后的1个月内[3]。而PVP或PKP术后邻近椎体继发骨折的具体原因尚未明确。导致PVP/PKP术后邻近椎体继发骨折可能与诸多因素有关，例如患者的年龄、性别、骨密度、初始骨折部位、矢状位失衡程度、椎体高度恢复程度、单侧或双侧注射骨水泥以及骨水泥是否渗漏等，以上危险因素仍然存在一定的争议。笔者通过回顾国内外文献，对PVP/PKP术后邻近椎体继发骨折研究进展进行综述。

1 骨密度

骨密度(bone mineral density,BMD)T评分一定程度上反映骨质疏松症的程度，当骨密度T评分>-2.5SDS时，按WHO骨质疏松诊断标准诊断为骨质疏松[4]。Villarraga等[5]通过有限元模型分析发现PVP/PKP术后邻近椎体再骨折的发生是骨质疏松的自然进程。Kaufman等[6]认为骨折患者与BMD值密切相关，BMD值每增加1%，患者邻近椎体再骨折的发生率会下降3%。Mazzantini等[7]对PVP/PKP术后的115例患者进行39个回顾性研究后发现低BMD值增加AVCF的风险。Movrin[8]研究报道骨质疏松的严重程度(T值<3.0)是导致AVCF的主要危险因素之一。因此，既往的研究认为进行性骨质疏松症往往会导致骨质的进一步恶化、椎体的退行性改变，从而继发OVCF。Shi等[9]对发生椎体压缩性骨折合并骨质疏松95例患者随访发现，PVP/PKP术后患者行5mg/年唑来膦酸静脉注射治疗能够进一步减轻患者疼痛，增强骨密度，降低邻近椎体再骨折的发生率。另一项研究发现[10]每天使用20μg的甲状旁腺激素(parathyroid hormone，PTH)和甲状旁腺素相关肽(PTH-related peptide，PTHrP)合成类似物能够降低脊柱骨折的风险。Bawa等[11]进行大样本回顾性研究发现骨质疏松性骨折的患者行PVP/PKP术后，接受抗骨质疏松治疗，邻近椎体再骨折的风险会降低40%。目前，国内外大多数临床学者认为，PVP/PKP术后患者抗骨质疏松治疗对降低邻近椎体再骨折的发生率尤为重要。

2 初始骨折部位

脊柱胸腰段部位的定义区间为T10～L2，相关研究报道初始骨折部位在胸腰段交界处(T10～L2)是邻近椎体继发骨折的危险因素之一[12]。Liu等[13]对111个术后再骨折的椎体进行回顾性研究发现，胸椎中段(T5～T8)再骨折总发生率和相邻椎体再骨折的发生率均低于胸腰椎交界处或腰椎，可能因为胸椎有胸壁的支撑，胸椎中段的重量小于胸腰椎交界处或腰椎的重量所致。Ji等[14]一项回顾性研究共纳入317例患者，出现邻近椎体继发骨折43例，多元Logistic回归分析中，L1为初始骨折部位时，是邻近椎体继发骨折的独立危险因素。另一方面夹心椎(即通过PVP/PKP术后增强的两个椎体之间未经治疗的椎体)也是邻近椎体再骨折的危险因素之一，Chiu等[15]一项回顾性研究中发现OVCFs 1 347例患者中，PVP/PKP术后夹心椎骨折发生率高达21.3%，并且指出夹心椎发生再骨折的时间平均为术后1.5个月。Hierholzer等[16]通过大样本回顾性研究发现PVP/PKP术后1年内远隔椎体再骨折的发生率1.1%，邻近椎体再骨折的发生率4.7%，而夹心椎骨折的发生率11%，他们认为这是PVP/PKP术后两个增强椎体的僵硬和周围软组织的弹性丧失导致。当骨折发生在胸腰段区间时更容易造成邻近椎体再骨折，这可能是因为脊柱的屈曲和伸展在胸腰椎交界处达到最大值，容易出现应力集中，从而导致AVCF的发生。

3 术中椎体高度恢复率

近些年来国内外相关文献指出塌陷椎体高度的恢复与邻近椎体再骨折发生有一定的关联性，通过球囊的扩张，PKP可以提供更大的球囊体积(balloon volume，BV)、水泥体积(cement volume，CV)和更好的椎体高度恢复率(recovery rate of vertebral height，RRVH)。理论上手术目的需要将椎体高度恢复到初始状态，然而，塌陷椎体高度的过度恢复会增加前柱的负荷，较大BV和CV必然会增加邻近椎体的应力负荷；另一方面，术中扩张塌陷椎体时骨水泥集中在前柱，容易造成骨水泥渗漏(bone cement leakage，BCL)继而导致相邻椎体的再骨折[17]。Iida等[18]研究发现当RRVH恢复至初始高度时，就会引发椎体终板严重膨胀，破坏了正常椎体终板略向内凹的特点，致使相邻椎体的应力负荷增加。Li等[19]认为Cobb角过度恢复也是危险因素之一，虽然术中恢复较高的塌陷椎体前高度和Cobb角修复可以矫正椎体后凸，从而获得满意的影像学效果和脊柱的生物力学功能，但这会导致椎体应力失衡，给相邻椎体带来额外的负荷，最终会导致邻近椎体的损伤。因此，PVP/PKP术中，应优先考虑足够的RRVH，而不是恢复到初始高度，同时在保证足够的RRVH的前提下，应将CV限制在最小的容积内。

4 骨水泥的用量

Graham等[20]建议临床上使用的骨水泥用量：胸椎平均2～3mL，腰椎平均3～5mL。Molly等[21]发现只有使用最高骨水泥剂量(24%填充，平均7mL)才会对椎体的机械刚度或强度产生影响，并且这些刚度和强度的改善显著依赖于BMD，因此他们认为较大剂量的骨水泥有助于塌陷椎体的较大程度恢复，可有效缓解疼痛，而低剂量的骨水泥不能为恢复塌陷椎体和矫正椎体后凸提供足够的支撑。但Li等[22]认为过多骨水泥可能会导致骨水泥渗漏，损伤脊神经根，并增大邻近椎体再骨折的风险。Kim等[23]通过对行PVP/PKP 166例患者进行随访调查发现，再骨折患者的骨水泥使用量(平均6.45mL)显著高于未再骨折组(平均5.71mL)，其中邻近椎体再骨折占到再骨折组63.5%，其根本原因是过多骨水泥改变椎体间的生物力学平衡，成为术后邻近椎体再骨折的隐患。Li等[22]研究发现3.5mL(占骨折椎体体积的15%)的骨水泥足以恢复骨折椎体的强度与刚度。因此，恰当的骨水泥用量可以增加手术椎体的强度与刚度，稳定椎体，矫正脊柱后凸，防止塌陷。但目前对于最佳的骨水泥注射量仍然存在争议，确定具体的骨水泥注射量的标准仍是今后需要研究的方向。

5 骨水泥的分布

Yu等[24]研究发现固体块状骨水泥的分布模式是邻近椎体再骨折的危险因素之一，由于固体块状骨水泥很少或没有与周围的松质骨接触，骨水泥可能会将负荷转移至邻近椎体，从而导致相邻椎体的再骨折。He等[25]研究发现当骨水泥呈“H”形分布时，骨水泥与椎体内松质骨有较宽的接触面积，可减少化学放热对配合面的不利影响，增强骨水泥与骨小梁的“结合”功能，除了注入的骨水泥体积之外，骨水泥的分布或位置也可能影响脊柱的强度和刚度：(1)接触面积：与“O”形分布相比，“H”形分布在松质骨上的接触面积要大得多。因此，在相同的载荷压力下，后者较大的接触面积可以通过阻止椎体的塌陷来减少对周围椎体的损伤;(2)相互作用：“H”形分布可以实现更充分的松质骨与骨水泥之间的相互作用，并提供更好垂直支撑力;(3)平衡：Chen等[26]通过实验发现不平衡水泥分布在术后会导致椎体的机械负荷失衡，进而受损椎体内的异常负荷转移会增加邻近椎体再骨折的发生率。因此，骨水泥呈“H”形态分布能够极大的降低邻近椎体再骨折的发生率。Yan等[27]研究得出单侧PKP中较外侧的关节穿刺点外倾角较大，在椎体的前、中段形成骨水泥的分布，这种分布可以更好恢复损伤椎体的后凸角度，降低对邻近椎体机械负荷。因此，恰当骨水泥分布能够增加椎体的强度与刚度，降低邻近椎体的应力转移，进而减少邻近椎体再骨折的风险。

6 骨水泥椎间盘渗漏

骨水泥渗漏是PVP/PKP术后邻近椎体再骨折的危险因素之一，其主要分为椎间盘渗漏、椎管内渗漏、椎旁软组织渗漏、椎旁静脉渗漏四种[28]。Chen等[29]研究发现椎间隙内渗出的骨水泥改变椎间盘细胞的内环境和生物力学特性，从而导致相邻椎体的退变。Gao等[30]认为骨水泥的椎间隙渗漏降低椎间盘的负荷分配能力，此外，随着骨质疏松症的发展，低骨密度还会增加整体水泥渗漏的风险，导致邻近椎体再骨折的出现，术前根据影像学数据准确判断椎体后壁完整性，术中适度牵张塌陷椎体和注射骨水泥，可进一步降低骨水泥渗漏和邻近椎体再骨折的发生率。Chen等[31]研究发现当椎体终板皮质缺损或塌陷时，球囊扩张后的空洞可能连接骨折和椎间裂隙，增加骨水泥渗漏的风险，骨水泥渗入椎间盘会影响椎间盘的养分吸收和代谢，进而引起椎间盘退行性疾病或邻近椎体骨折。因此，在术中骨水泥的注射量及分布就尤为重要。

7 术中单侧或双侧注射

与单侧经皮椎体后凸成形术(unilateral percutaneous kyphoplasty，UPKP)相比，双侧经皮椎体后凸成形术(bilateral percutaneous kyphoplasty，BPKP)理论上需要2倍于UPKP的骨水泥注入量，就会对椎体产生更强的稳定性。Wang等[32]研究结果表明BPKP在恢复椎体高度和矫正后凸畸形方面比UPKP有更大的优势。但BPKP手术中通过两个椎弓根注入骨水泥，这需要2倍的骨水泥体积。与接受UPKP的患者比较接受BPKP的患者将有更高的骨水泥渗漏和邻近椎体骨折的发生率。Yin等[33]通过研究发现UPKP与BPKP治疗OVCF在VHRR、视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)、功能障碍指数(oswestry disability index，ODI)、SF-36评分并无显著差异，而UPKP具有手术时间短、骨水泥体积小、骨水泥渗漏率低等特点，因此，他们认为UPKP是治疗OVCF一种安全有效的方法。目前为止对于最佳的治疗方式仍然没有达到共识，一些研究人员主张BPKP入路在恢复椎体高度更具有优势。Yang等[34]对850例患者进行系统回顾显示没有足够证据发现单侧和双侧方法之间有任何临床差异，对于单侧和双侧治疗OVCF的两种手术方式仍然需要进一步探讨。

8 其他因素

患者的一般特征包含年龄、性别、激素水平、体重、生活饮食习惯等，Takahara等[35]进行一项回顾性研究，发现年龄>85岁的患者具有更高的邻近椎体再骨折的发生率。Feng等[36]研究发现绝经后妇女的雌激素水平大幅下降，并伴随成骨细胞成脂分化和骨吸收高代谢的出现，导致骨密度逐渐下降，进而引起邻近椎体继发骨折。Inose等[37]对225例患者进行回顾性分析，15例(6.7%)48周随访中发生邻近椎体继发骨折，65～85岁女性新鲜OVCFs术后继发椎体骨折的年发生率68.8/1000人年。73.3%的患者6个月内发生继发椎体骨折，认为新鲜OVCF的女性在次年内发生邻近椎体继发骨折的风险更高。另一方面，Cheng等[38]研究发现体质量指数(body mass index，BMI)高人群接受PVP或PKP手术后有较高的严重骨质疏松和邻近椎体再骨折的发生率。Ren等[39]研究发现PVP术后邻近椎体继发骨折组BMI(23.7±4.0)kg/m2，无骨折组(21.6±3.5)kg/m2，组间比较差异有统计学意义(P=0.01)，认为高BMI是PVP术后邻近椎体继发骨折的危险因素(OR=1.268，P=0.004)。Faloon 等[40]回归分析发现糖尿病、吸烟、使用非类固醇消炎药，同样也是继发邻近椎体压缩性骨折的危险因素。

9 总结与展望

目前，PVP/PKP已成为治疗OVCF的主要方式之一，但术后继发骨折会导致患者疼痛、椎体不稳、神经功能受损进而影响治疗效果。高龄、骨质疏松、体重指数、初始骨折部位、塌陷椎体高度的过度恢复、骨水泥在椎体的分布及用量、骨水泥椎间盘渗漏等危险因素会增加邻近椎体继发骨折的风险，临床中应重视危险因素，做好预防性治疗，规范治疗骨质疏松，完善手术方式，确定最佳骨水泥的用量和分布以及建立椎体高度恢复率的标准，这将是今后继续研究的方向。

作者贡献声明：栾昊鹏：研究设计、文献检索、论文撰写；邓强：研究指导、论文修改；盛伟斌：研究指导、论文修改