抗生素人工骨结合自体骨植入联合病灶清除联合CBT螺钉内固定治疗腰椎椎间隙感染的效果

陈洪柱,林松,陈钱,吴强

(河南省洛阳正骨医院/河南省骨科医院 脊柱外二科,河南 郑州 450000)

腰椎椎间隙感染(lumbar intervertebral space infection,LISI)是由病原微生物感染引起的以高热、寒战和腰背部肌肉痉挛压痛为主要表现的化脓性脊椎炎症性病变[1-2],可引发肢体活动受限,严重时出现截瘫,需及时采用有效方案进行治疗[3-4]。目前临床治疗LISI的主要方法是在足量抗生素彻底清除感染病灶基础上进行皮质骨钉道(cortical bone trajectory,CBT)螺钉内固定治疗,但部分患者因感染导致腰椎椎骨与软组织缺损、临近关节僵硬和关节面塌陷,对其腰椎功能恢复造成严重影响[5-6]。抗生素人工骨结合自体骨植入是临床修复感染所致骨关节面塌陷的有效方法,其中抗生素人工骨是由人工合成硫酸钙或磷酸钙复合物添加抗生素、固化物后固化成型的人工骨材料,结合自体骨植入人体后在感染病灶处自行转化释放抗生素,达到修复骨缺损和杀灭残留细菌的双重效果[7-8]。本研究旨在探讨抗生素人工骨结合自体骨植入联合病灶清除连联合CBT螺钉内固定治疗LISI的临床效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2020年1月至2022年12月医院收治的120例LISI患者,采用随机数字表法分为A组和B组,各60例。纳入标准:符合LISI诊断标准[9],经穿刺活检后细菌培养确诊;患病节段L2～S1;病灶累及1～2个椎体;经保守治疗无效或疗效差;临床资料完整。排除标准:肢体严重破坏、后凸畸形;合并腰椎旁脓肿;合并全身其他组织器官急慢性炎症;合并严重的骨质疏松症;手术或骨破坏性疾病导致椎板或峡部区域骨质破坏或缺如;合并脊柱肿瘤或其他组织器官恶性肿瘤;无法耐受手术治疗。A组接受抗生素人工骨结合自体骨植入联合病灶清除联合CBT螺钉内固定治疗,B组接受自体骨植入联合病灶清除联合CBT螺钉内固定治疗。A组年龄33～75岁,平均(47.19±3.46)岁;男38例,女22例;病灶部位L2～L313例,L3～L424例,L4～L517例,L5～S16例;病因腰椎手术感染33例,腰椎融合内固定术感染19例,椎间孔镜术后感染8例。B组年龄33～75岁,平均(47.24±3.78)岁;男41例,女19例;病灶部位L2～L315例,L3～L427例,L4～L513例,L5～S15例;病因腰椎手术感染36例,腰椎融合内固定术感染17例,椎间孔镜术后感染7例。两组LISI患者一般资料差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院医学伦理委员会审核通过。

1.2 手术方法

A组。(1)患者取腹部垫空、腰椎前屈的俯卧位,根据病变椎间隙调整C臂机使其平行于感染椎间盘上下终板,标记棘突中线与髂棘上缘范围,沿椎间隙中心标记椎旁皮肤入口点。全麻后于病变脊柱节段做后正中切口,沿棘突切开皮肤、深筋膜,骨膜下剥离椎旁肌肉,充分暴露椎板和关节突关节及椎旁感染组织,清除椎旁感染组织。(2)CBT螺钉内固定。准确定位后,于病变节段腰椎双侧椎弓根各置入1枚皮质骨轨迹螺钉,进钉点选取关节突中央垂线与横突下方1 mm处水平线交点,观察内固定位置良好。(3)病灶清除。双侧切除上位椎体的下关节突和下位椎体部分上关节突,去除部分外侧黄韧带后,显露硬膜囊和神经根,彻底清理椎管内及椎间隙内脓液、感染组织及坏死组织,将清除感染组织送病检和细菌培养、药敏试验,轻刮终板直至暴露新鲜组织,彻底止血,采用大量生理盐水对感染病灶部位进行彻底冲洗。(4)抗生素人工骨结合自体骨植入。评估骨缺损量,取自体髂骨松质骨剪成微粒,与混合敏感抗生素的思迪硫酸钙人工骨以1∶1的比例混合植入骨缺损处,抗生素和自体骨按体积比例设置为10∶1,通常在40 g的骨水泥中加入4 g的抗生素。在双侧皮质骨螺钉上分别安装连接杆,安装螺帽并锁紧,常规留置引流管,缝合伤口。

B组。病灶清除步骤同A组,病灶清除结束后,评估骨缺损量,取自体髂骨松质骨,根据需要的形状制作成条状或块状并植入骨缺损处,然后进行CBT螺钉内固定治疗,具体方法同A组。两组手术结束后均根据细菌分离培养结果选取敏感抗生素和支持对症治疗,3～5 d后根据术中细菌培养和药敏试验结果调整抗生素。

1.3 观察指标

两组患者手术时间、术中出血量、术后引流持续时间、抗生素应用时间和住院时间。采用疼痛视觉模拟(visual analogue scale,VAS)评分量表[10]评估两组疼痛反应程度。采用日本骨科协会腰椎功能(japanese orthopaedic association,JOA)评分量表[11]及简体中文版腰椎功能障碍指数(the Oswestry disability index,ODI)评分[12]评估两组腰椎功能恢复情况。定期行X线和CT、MRI检查,测量病变椎体节段后凸Cobb角。两组红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)和血清C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平。并发症发生情况,包括脊髓或神经根损伤、动脉损伤、切口愈合不佳和感染复发。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 感染病原菌分布

120例LISI患者共检出病原菌110株,以金黄色葡萄球菌为主,其次为白葡萄球菌和铜绿假单胞菌。两组LISI患者感染病原菌菌种差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组LISI患者感染病原菌分布比较[n(%)]

2.2 手术一般指标

两组LISI患者术中出血量、术后引流持续时间差异无统计学意义(P>0.05);A组手术时间长于B组,抗生素使用时间和住院时间短于B组(P<0.05)。见表2。

表2 两组LISI患者手术一般指标比较

2.3 VAS评分、JOA评分和ODI评分

术前,两组LISI患者VAS评分、JOA评分和ODI评分差异无统计学意义(P>0.05);术后1、6个月,两组VAS评分、ODI评分下降,JOA评分升高,其中A组VAS评分、ODI评分在各时间点均低于B组,JOA评分高于B组(P<0.05)。见表3。

表3 两组LISI患者手术前后VAS评分、JOA评分和ODI评分分)

2.4 ESR和CRP水平

术前,两组LISI患者术前ESR和CRP水平差异无统计学意义(P>0.05);术后1、6个月,两组ESR和CRP水平下降,其中A组ESR和CRP水平在各时间点低于B组(P<0.05)。见表4。

表4 两组LISI患者手术前后ESR和CRP水平比较

2.5 Cobb角

术前,两组LISI患者Cobb角差异无统计学意义(P>0.05)。术后1、6个月,两组Cobb角减小,其中A组Cobb角在术后1个月小于B组(P<0.05),术后6个月两组Cobb角差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 两组LISI患者手术前后Cobb角比较

2.6 LISI患者并发症发生率

A组出现2例切口愈合不佳和1例褥疮,B组出现6例切口愈合不佳和2例褥疮。A组患者并发症发生率(5.00%)与B组(13.33%)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

LISI是病原微生物侵及腰椎间盘及相邻软骨板的感染性疾病,病变主要累及腰椎前、中柱[13-14]。目前临床以病灶清除联合CBT螺钉内固定治疗为主,以期重建脊柱结构的稳定性、彻底清除炎症病灶[15-16]。蔡阳雄等[17]研究提出,原发性化脓性胸腰椎感染患者常伴随椎关节面塌陷,术中植骨可在填补骨缺损的基础上,形成稳定的腰椎结构,有利于患者腰椎功能的恢复。

本研究结果显示,术后细菌培养共检出病原菌110株,以金黄色葡萄球菌为主,其次为白葡萄球菌和铜绿假单胞菌。两组LISI患者感染病原菌菌种差异无统计学意义。A组手术时间长于B组,抗生素使用时间和住院时间短于B组,这可能与病灶清除联合CBT螺钉内固定手术具有软组织暴露范围小、生物力学稳定效果好和术后恢复快等优势有关[18]。LISI主要由葡萄球菌侵袭椎体导致腰椎局部化脓性炎症反应,感染所致的炎症刺激影响椎管周围血供,使全身应用抗生素在病变椎体局部很难达到杀菌浓度[19]。本研究中A组实施的抗生素人工骨结合自体骨植入可在LISI患者缺损的椎体骨质处释放较高浓度的敏感抗生素,有利于感染灶杀灭病原菌,降低了严重不良反应发生的概率,达到缩短患者术后抗生素使用时间和住院时间死亡作用。

本研究中,术后两组VAS评分、ODI评分和ESR、CRP水平及Cobb角下降,JOA评分升高,且A组VAS评分、ODI评分和ESR、CRP、ESR、CRP水平和术后3个月的Cobb角均低于B组,但术后6个月两组Cobb角差异无统计学意义,A组下腰痛JOA评分则高于B组,说明抗生素人工骨结合自体骨植入联合病灶清除联合CBT螺钉内固定可有效缓解LISI患者下腰疼痛程度,改善腰椎功能障碍。LISI患者病变椎体坏死组织可对脊髓产生缓慢性压迫作用,使患者出现下腰部疼痛等脊髓神经功能受损症状,部分患者甚至出现脊椎侧凸,表现为VAS评分增高和Cobb角增大及ODI评分降低、JOA评分升高[20]。ESR、CRP水平在LISI患者血清中呈现显著升高趋势,其中ESR加快是评估患者感染严重程度的重要依据[21]。抗生素人工骨是在人工合成硫酸钙中添加抗生素及固化液后固化形成的植骨复合物,可转化吸收形成对骨缺损及短节段骨具有良好修复效果的新生骨质,避免局部低浓度抗生素导致的耐药性,缓解了炎症介质产生的疼痛反应[22],联合CBT螺钉内固定对脊柱侧凸具有较好的矫正效果。本研究中,A组与B组LISI患者并发症发生率差异无统计学意义,提示抗生素人工骨结合自体骨植入联合病灶清除联合CBT螺钉内固定治疗LISI患者可在确保疗效的基础上,不增加并发症发生率,治疗安全性较好。

4 结论

抗生素人工骨结合自体骨植入联合病灶清除联合CBT螺钉内固定治疗LISI效果确切,可有效清除感染病灶,缩短抗生素使用时间和住院时间,缓解疼痛反应,促进腰椎功能恢复,安全性好。