微创经椎间孔入路椎间融合术治疗腰椎退行性病变中两种植骨材料的疗效比较

杜 源，王思迪，张 沛，孙承军

腰椎融合术是治疗腰椎疾病终末期的重要方法之一[1]，术中自体骨打压植骨需求量大时，咬除的椎板和棘突骨粒常无法满足植骨需求，需取自体髂骨进行植骨融合[2-3]。骨形态发生蛋白-2(BMP-2)作为自体髂骨的替代品，具有诱导成骨作用，在诱导脊柱融合方面与自体髂骨作用相当[4]。为保证融合率一般需要大剂量使用BMP-2，但有促发积液、血肿和神经根炎的风险。理论上将自体髂骨粒与BMP-2混合时可延缓BMP-2释放速度，能促进骨愈合和减少相关并发症的发生，增加安全性和植骨融合。本研究分析2013年1月～2018年9月武汉科技大学附属华润武钢总医院采用微创经椎间孔入路椎间融合术(MIS-TLIF)治疗的169例腰椎退行性病变患者资料，比较自体髂骨粒混合重组人BMP-2和单纯自体髂骨粒2种植骨材料的临床疗效，报道如下。

1 材料与方法

1.1 病例资料纳入标准：① 确诊为腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄、退行性腰椎不稳等腰椎退行性病变。② 影像学检查证实病变节段与相应疾病症状相符。③ 腰部疼痛不适或伴下肢放射痛、感觉异常或间歇性跛行，严重影响患者生活质量。④ 非手术治疗3个月以上疗效不佳，患者要求行MIS-TLIF治疗。本研究纳入169例，按照使用植骨材料不同将患者分为BMP组(采用局部自体髂骨粒混合BMP-2椎间植骨，83例)和LABG组(采用局部单纯自体髂骨粒椎间植骨，86例)。① BMP组：男46例，女37例，年龄35～83(65.7±12.9)岁。腰椎退行性病变：腰椎间盘突出症42例，腰椎管狭窄29例，退行性腰椎不稳12例。损伤节段131个：L1～21个，L2～36个，L3～421个，L4～549个，L5～S154个。病程4～55(36.7±14.6)个月。② LABG组：男50例，女36例，年龄41～84(63.1±14.3)岁。腰椎退行性病变：腰椎间盘突出症43例，腰椎管狭窄34例，退行性腰椎不稳9例。损伤节段134个：L1～22个，L2～36个，L3～426个，L4～552个，L5～S148个。病程4～59(38.9±15.3)个月。两组术前一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会批准，患者或其家属均签署知情同意书。BMP-2由杭州九源基因工程有限公司生产。椎弓根钉内固定系统和椎间融合器(cage)由天津正天医疗器械有限公司生产。

1.2 手术方法全身麻醉。患者俯卧位，双髂骨垫高悬空腹部。C臂机侧位透视定位手术节段，并在体表相应处标记切口。C臂机透视下在非减压侧经皮置入椎弓根螺钉,在减压侧于脊柱正中旁开3～4 cm处做纵向切口，依次切开皮肤、皮下组织，探查最长肌和多裂肌肌间隙并钝性分离。经肌间隙沿椎间孔下缘准确置入定位导针并安装工作通道。显露并切除减压节段的上、下关节突关节及部分椎板棘突，然后小心扩大椎间孔中下部，切除下方部分黄韧带以及部分硬膜外脂肪，显露硬膜囊和相应节段行走根，将行走根自肩部牵向中央以显露突出的椎间盘。将1枚克氏针拧入椎间隙后，采用纤维环开口器顺克氏针方向切除部分纤维环，用髓核钳和环形刮勺分次逐层切除髓核及上、下终板软骨组织，直至暴露上、下终板软骨下骨。试模后确定椎间隙高度，选择大小合适的cage并将自体髂骨粒剪碎成黄豆大小置入或与4 mg/每节段BMP-2混合后置入。将含有植骨材料的cage装入椎间隙后撤出工作通道，沿肌间隙在减压侧安装椎弓根螺钉，并安装长度适宜的双侧连接棒，双侧依次纵向加压后固定。两组均经C臂机透视确认螺钉长度和cage位置良好后，放置1根引流管，逐层缝合切口。

1.3 术后处理两组均给予二代头孢菌素类抗生素3 d预防切口感染，术后1 d引流量<50 ml或最迟术后2 d拔除引流管，术后14 d拆线。术后两组患者均在可耐受疼痛下开始双下肢肌等长收缩锻炼、踝泵锻炼和腰背肌功能锻炼，拔除引流管后在腰背部支具保护下逐渐下床活动。

1.4 观察指标及疗效评价① 手术时间，切口总长度，术中透视次数，术中出血量，术后引流量，住院时间,手术并发症及MIS-TLIF相关并发症发生情况。② 采用疼痛VAS评分、ODI评分、椎间隙高度评价临床疗效。③ 骨性融合情况：a) 骨性融合：腰椎动力位X线片显示椎体活动度<4°，腰椎正、侧位X线片或矢状位CT三维重建可见上、下终板间有连续性骨小梁；b) 可能融合：腰椎动力位X线片显示椎体活动度<4°，但终板间未见连续性骨小梁；c) 未融合：腰椎动力位X线片显示椎体活动度≥4°，且终板间未见连续性骨小梁。骨性融合率=(骨性融合节段+可能融合节段)/总节段。

2 结果

患者均获得随访，时间24～75(42.6±15.8)个月。

2.1 两组手术情况、疼痛VAS评分和ODI评分比较见表1。① 手术情况：手术时间、切口总长度、术中透视次数、术中出血量、术后引流量、住院时间两组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。② 疼痛VAS评分和ODI评分：两组术后各时间点均明显低于术前(P<0.05)，且随时间延长逐步降低，差异均有统计学意义(P<0.05)；术后各时间点两组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

表1 两组观察指标比较

2.2 两组影像学结果比较① 椎间隙高度：见表1。两组术后各时间点均较术前明显增加(P<0.05)，且随时间延长逐步降低，差异均有统计学意义(P<0.05)；术后各时间点两组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。② 骨性融合情况：BMP组121个节段(92.4%)获得骨性融合，LABG组106个节段(79.1%)获得骨性融合；BMP组10个节段(7.6%)可能融合，LABG组18个节段(13.4%)可能融合；BMP组无节段未融合，LABG组10个节段(7.5%)未融合。骨性融合率BMP组明显高于LABG组,差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3 两组并发症发生情况比较① 手术并发症：BMP组发生9例(10.8%)，其中肺栓塞1例、新发神经症状2例、新发癌症2例、深部感染1例、血肿3例；LABG组发生11例(12.8%)，其中邻近节段骨折3例、心脑疾病2例、新发神经症状2例、新发癌症1例、深部感染2例、血肿1例。手术并发症发生率两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。② MIS-TLIF相关并发症：BMP组发生9例(10.8%)，其中脊神经根炎7例、血清肿2例，未发现骨溶解、异位骨化及cage下沉；LABG组发生2例(2.3%)，均为脊神经根炎，未发现血清肿、骨溶解、异位骨化及cage下沉。MIS-TLIF相关并发症发生率BMP组明显高于LABG组,差异有统计学意义(P=0.025)。

2.4 两组典型病例见图1～6。

图1 患者，男，65岁，L4～S1椎间盘突出，采用MIS-TLIF行局部自体髂骨粒混合BMP-2椎间植骨治疗 A～C.术前X线片、CT及MRI，显示L4～S1椎间盘向后突出致椎管狭窄并压迫椎管神经根，部分突出组织钙化；D.术后3个月X线片，显示L4～S1椎间隙高度恢复，内固定位置良好；E.术后2年X线片,显示椎间隙高度未见明显丢失，内固定位置良好 图2 患者，女，66岁，L4～5椎间盘突出，采用MIS-TLIF行局部自体髂骨粒混合BMP-2椎间植骨治疗 A～C.术前X线片、CT及MRI，显示腰椎L4～5和L5～S1椎间盘退变伴L4～5 Ⅰ度不稳，L4～5椎间盘向后突出致椎管狭窄并压迫神经根；D.术后3个月X线片，显示L4～5椎间盘融合术后改变，椎间隙高度恢复，内固定位置良好；E.术后2年X线片,显示椎间隙高度未见明显丢失，内固定位置良好 图3 患者，男，77岁，L4～5椎间盘突出，采用MIS-TLIF行局部自体髂骨粒混合BMP-2椎间植骨治疗 A～C.术前X线片、CT及MRI，显示L4～5椎间盘退变伴Ⅰ度不稳，椎间盘向后突出压迫椎管；D.术后3个月X线片，显示L4～5椎间盘融合术后改变，椎间隙高度恢复，内固定位置良好；E.术后2年X线片,显示椎间隙高度未见明显丢失，内固定位置良好

图4 患者，男，71岁，L4～5椎间盘突出，采用MIS-TLIF行局部单纯自体髂骨粒椎间植骨治疗 A～C.术前X线片、CT及MRI，显示L4～5椎间盘退变，并向后突出压迫椎管，部分突出组织钙化；D.术后3个月X线片，显示L4～5椎间盘融合术后改变，椎间隙高度恢复，内固定位置良好；E.术后2年X线片,显示L4～5椎间盘融合术后改变，椎间隙高度未见明显丢失，内固定位置良好 图5 患者，男，56岁，L4～5椎间盘突出，采用MIS-TLIF行局部单纯自体髂骨粒椎间植骨治疗 A～C.术前X线片、CT及MRI，显示L4～5椎间盘退变，并向后突出压迫椎管，致椎管狭窄并压迫神经根；D.术后3个月X线片，显示L4～5椎间盘融合术后改变，椎间隙高度恢复，内固定位置良好；E.术后2年X线片,显示椎间隙高度未见明显丢失，内固定位置良好 图6 患者，女，58岁，L3～5椎间盘突出，采用MIS-TLIF行局部单纯自体髂骨粒椎间植骨治疗 A～C.术前X线片、CT及MRI，显示L3～5椎间盘退变，脊柱侧弯，椎体不稳，L3～4椎间盘向后突出压迫椎管；D.术后3个月X线片，显示L3～5椎间盘融合术后改变，椎间隙高度恢复，内固定位置良好；E.术后2年X线片,显示椎间隙高度未见明显丢失，内固定位置良好

3 讨论

3.1 MIS-TLIF入路优势开放腰椎融合术需广泛锐性剥离腰部肌肉，会直接破坏肌肉组织及其血供，术后常出现不同程度肌萎缩和瘢痕化。而且腰部肌肉由单节段单一神经分支支配，术中一旦损伤分支，势必会造成该神经支配腰部肌肉失神经性肌萎缩，腰肌力量减弱，腰部稳定性变差，这为术后腰背部慢性疼痛埋下了隐患[5-6]。MIS-TLIF通过工作套管直达椎间孔，术中无需广泛锐性剥离软组织，也无需拉钩长时间过度牵拉造成局部软组织压力增高，减少了椎旁肌破坏及其支配神经血管损伤[2，7-9]。同时，经皮椎弓根内固定能减少腰部肌肉损伤，进一步降低术后慢性腰背痛的发生风险。

3.2 BMP-2的特性及优势BMP-2具有独立诱导成骨的作用，可诱导成骨细胞分化、血管周围未分化间充质细胞和骨髓基质细胞分化为成软骨细胞和成骨细胞，此外，还可促进骨细胞的增殖和具有合成胶原、钙盐沉积形成钙化的骨组织和原位或异位成骨作用[10-11]。BMP-2在后路脊柱融合术中的应用效果已被证明相似于或优于自体髂骨移植，具有减轻供体部位疼痛和降低感染风险的优点[7-8]。Meta分析[4]发现，单独使用BMP-2较自体髂骨移植能显著降低骨融合失败风险。自体骨移植混合BMP-2进行MIS-TLIF，自体骨移植可限制和控制BMP-2向外渗透，从而减少使用BMP-2而引起的脊神经根炎和血清肿等风险。Parajón et al[12]分析40项研究中1 533例接受MIS-TLIF治疗的患者资料后发现，融合率BMP组(96.6%)较非BMP组(92.5%)高。本研究中，骨性融合率BMP组明显高于LABG组,差异有统计学意义(P<0.05)。

3.3 BMP-2使用的潜在并发症BMP-2的使用存在一系列潜在并发症的风险，例如脊神经根炎、血清肿、异位骨化、新发神经根损伤、伤口积液、感染、骨溶解等，这可能与BMP炎症机制相关[13]。最初，BMP-2主要在前路腰椎间融合术(ALIF)中使用，经多年的安全性评估后逐步用于TLIF[8]。本研究中，手术并发症发生率两组比较差异无统计学意义(P>0.05)；MIS-TLIF相关并发症发生率BMP组明显高于LABG组(P=0.025)。但使用BMP-2会导致TLIF相关并发症风险的增加结论仍存在争议。Crandall et al[13]研究认为，BMP-2是一种可用于TLIF的安全生物制剂，并不会增加并发症。Khan et al[14]发现,能够促进融合并预防并发症的BMP安全剂量为每节段4～6 mg，剂量若超过10 mg并发症发生率会明显上升。本研究中使用BMP-2剂量为每节段4 mg，其中发生脊神经根炎7例、血清肿2例，未发现骨溶解、异位骨化及cage下沉，其可能原因是BMP-2联合自体骨移植进行MIS-TLIF，自体骨移植可限制和控制BMP-2向外渗透，从而减少使用BMP-2引起的并发症风险，也可能由于在随访期间缺乏常规CT检查，仅凭X线片很难评估cage下陷或骨溶解情况。

综上所述，BMP-2联合自体髂骨移植进行MIS-TLIF治疗腰椎退行性病变与局部单纯自体髂骨粒椎间植骨相比，自体髂骨移植可限制和控制BMP-2向外渗透，从而能降低使用BMP-2引起的并发症风险，且能相对有效地实现骨性融合，并能明显缓解疼痛、恢复椎体高度、改善患者生活质量，但需注意有可能增加脊神经根炎和血清肿发生的风险。