经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗转移性肿瘤所致长骨濒临骨折

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0948

中国组织工程研究 ›› 2018, Vol. 22 ›› Issue (34): 5413-5418.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.0948

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经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗转移性肿瘤所致长骨濒临骨折

叶勇，刘训伟，王志国，李尊勇，谢志勇，孙钢

中国人民解放军济南军区总医院医学影像科，山东省济南市 250031

收稿日期:2018-04-06 出版日期:2018-12-08 发布日期:2018-12-08
通讯作者: 孙钢，主任医师，博士，教授，博士生导师，中国人民解放军济南军区总医院医学影像科，山东省济南市 250031
作者简介:叶勇，男，1984年生，山东省济南市人，汉族，主治医师，主要从事医学影像诊断及介入治疗研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助(81671799)

Percutaneous osteoplasty combined with multiholed catheter bone cement injection for metastatic tumor-induced impending fracture of the long bone

Ye Yong, Liu Xunwei, Wang Zhiguo, Li Zunyong, Xie Zhiyong, Sun Gang

Department of Medical Imaging, Jinan Military General Hospital, Jinan 250031, Shandong Province, China

Received:2018-04-06 Online:2018-12-08 Published:2018-12-08
Contact: Sun Gang, MD, Professor, Chief physician, Doctoral supervisor, Department of Medical Imaging, Jinan Military General Hospital, Jinan 250031, Shandong Province, China
About author:Ye Yong, Attending physician, Department of Medical Imaging, Jinan Military General Hospital, Jinan 250031, Shandong Province, China
Supported by:
the Natural Science Foundation of China, No. 81671799

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

经皮骨成形：是经皮椎体成形的技术延伸，即在影像引导下经皮穿刺骨骼并将骨水泥注入到病变骨骼内，用来治疗转移瘤、骨囊肿、骨坏死等引起的压缩性骨折和骨破坏的一种介入技术，其主要作用是增加骨强度、止疼、防止骨折等。

长骨濒临骨折：随着抗肿瘤技术的发展及多学科综合治疗的运用，恶性肿瘤患者生存期得到一定程度的延长，骨转移发病率随之上升，同时“厌骨性”胃肠道肿瘤骨转移的发病率也逐渐升高，因此长骨转移的发病率相应增加。长骨发生溶骨型转移后，其物理性状、力学性能均发生改变，应力主要集中在骨质缺损区，因此在受到外力作用时易形成骨折，导致患者剧烈疼痛及功能障碍。

背景：长骨是骨转移瘤较常见发病部位，在外力作用下易导致骨折。经皮骨成形可达到加固局部骨骼强度、杀伤肿瘤的目的，但对长骨整体强度作用不大，难以避免长骨骨折的发生。

目的：比较经皮骨成形和经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗转移性肿瘤所致长骨濒临骨折的临床疗效。

方法：将42例长骨转移瘤患者按治疗方案分为2组，对照组21例进行经皮骨成形骨水泥灌注治疗，试验组21例进行经皮骨成形术联合多孔导管骨水泥灌注治疗，统计术中骨水泥渗漏情况。治疗后1周、1个月、3个月，检测两组目测类比评分、Karnofsky功能状态评分及长骨骨折发生例数。

结果与结论：①两组患者均顺利完成穿刺并骨水泥灌注，对照组骨水泥外溢7例，实验组骨水泥外溢8例，两组骨水泥外溢率比较差异无显著性意义(P > 0.05)；②两组患者治疗后不同时间点的目测类比评分、Karnofsky功能状态评分均较治疗前明显改善(P < 0.05)，两组组间治疗后不同时间点的目测类比评分、Karnofsky功能状态评分比较差异均无显著性意义(P > 0.05)；③对照组病变部位发生骨折5例，试验组未发生骨折；④结果表明，经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗转移性肿瘤所致长骨濒临骨折，可预防病变部位骨折的发生。

ORCID: 0000-0001-5751-3964(叶勇)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 经皮骨成形术, 骨水泥, 肿瘤, 骨转移, 溶骨性, 长骨, 骨折, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: The long bone is the recurrent site of metastatic tumors. Broken sclerotin weakens the support strength of long bone, which leads to fracture under external force. Percutaneous osteoplasty can reinforce local bone strength and kill tumor cells. But it cannot fortify the whole long bone enough to avoid fracture occurrence.

OBJECTIVE: To compare the efficacy of percutaneous long bone cementoloplasty with and without embedding a cement-filled catheter in the medullary canal for painful long bone metastases with impending fracture.

METHODS: Forty-two patients were divided into two groups according to the treatment schedule. Patients in control group were treated with percutaneous osteoplasty combined with bone cement injection and the other patients in experimental group were treated with percutaneous osteoplasty combined with multiholed catheter bone cement injection. Rate of bone cement leakage was statistically analyzed. Visual analogue scale score, Karnofsky function score and number of cases of long bone fracture were detected and compared between the two groups.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) All the patients completed puncture and bone cement injection. There were seven cases of bone cement leakage in the control group and eight cases of bone cement leakage in the experimental group, and no difference existed in two groups (P > 0.05). (2) The visual analogue scale score and Karnofsky function score in each patient were both improved after treatment (P < 0.05), but there was no difference between the two groups (P > 0.05). (3) Five cases of bone re-fracture were found in the control group, but no case in the experimental group. To conclude, the use of percutaneous osteoplasty combined with multiholed catheter bone cement injection for metastatic tumor-induced impending fracture of the long bone can prevent bone fracture at the lesion site.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Fractures, Bone, Fractures, Spontaneous, Neoplasm Metastasis, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

叶勇，刘训伟，王志国，李尊勇，谢志勇，孙钢. 经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗转移性肿瘤所致长骨濒临骨折[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(34): 5413-5418.

Ye Yong, Liu Xunwei, Wang Zhiguo, Li Zunyong, Xie Zhiyong, Sun Gang. Percutaneous osteoplasty combined with multiholed catheter bone cement injection for metastatic tumor-induced impending fracture of the long bone[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(34): 5413-5418.

图/表（结果） 5

参考文献

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引言

材料方法

1.1 设计对比观察实验。

1.2 时间及地点试验于2003年10月至2016年9月在中国人民解放军济南军区总医院医学影像科完成。

1.3 对象选择2003年10月至2016年9月在中国人民解放军济南军区总医院行长骨转移瘤行经皮骨成形和经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗的患者，共计42例。所有病例术前均经病理证实，患者及家属对治疗同意并签署知情同意书，试验经中国人民解放军济南军区总医院伦理委员会批准。将42例长骨转移瘤患者按治疗方案分为2组，对照组21例进行经皮骨成形骨水泥灌注治疗，试验组21例进行经皮骨成形术联合多孔导管骨水泥灌注治疗。

纳入标准：①失去外科手术指征者；②长骨呈溶骨性改变，病变累及长骨周径 1/3-2/3，Mirels评分^[13]≥8者；③顽固性疼痛者，常规治疗后仍有应力性持续性疼痛，且估计患者生存期可超过6周者；④患者对治疗方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

排除标准：①严重恶病质者；②已发生病理性骨折者；③穿刺部位皮肤缺损或感染者；④严重肝肾功能障碍者；⑤资料不完整者。

1.4 材料文中所使用的穿刺器械及骨水泥灌注器械为山东冠龙医疗用品有限公司生产，穿刺器械采用不锈钢材料制成，具有较高的力学强度保证了器械不会在体内发生变形、断裂。灌注的骨水泥为天津市合成材料工业研究所制备的聚甲基丙烯酸甲脂骨水泥Ⅱ型，该骨水泥在X射线下显影，利于术中、术后观察。所用导丝为日本TERUMO公司产0.035inch超滑导丝，导丝头端“J”型结构，利于选择方向，尾端的加硬设计，利于导丝通过骨髓腔内松质骨及病变处肿瘤的阻挡。导管为美国Cordis公司产5F造影导管，导管具有一定的硬度，可以在髓腔内支撑导丝前行。多孔引流管为美国COOK公司产8.5F胆道引流导管，导管采用聚亚氨酯或聚乙烯材制成，可长时间留置在人体内不发生老化降解，同时具有良好的柔韧性，利于髓腔内置管。

1.5 方法治疗前1 d和治疗后1周、1个月及3个月进行问卷调查及影像检查，通过目测类比、Karnofsky功能状态评分等数据观察患者临床症状改善程度，通过X射线平片观察骨水泥渗漏及治疗长骨有无骨折情况。治疗前进行影像资料复习，确定穿刺部位。所有手术均在心电监护下进行。

对照组治疗方法：患者仰卧于手术台上，DSA透视下确定穿刺位置。常规行消毒铺巾并穿刺点局部麻醉后，在透视监视下将穿刺针刺入病变部位，并经多角度透视验证针尖已进入预定位置。应用骨水泥灌注器将拉丝后期骨水泥注入，并根据灌注情况调整穿刺针尖的位置，使病变部位尽可能多的填充骨水泥，骨水泥弥散良好或骨水泥外溢出骨皮质后停止灌注。待骨水泥初步凝固后再撤出穿刺针(图1)，穿刺点压迫止血后无菌纱布包扎。

试验组治疗方法：患者仰卧于手术台上，靠近病变位置的关节一方作为穿刺部位，穿刺点需避开病变部位，于正常骨皮质处进入。常规行消毒铺巾并穿刺点局部麻醉后，在DSA透视下经穿刺点经穿刺针经骨皮质进入长骨髓腔内，撤出针芯，引入5F造影导管和0.035inch超滑导丝，在导管导丝的共同作用下，将导丝在髓腔内跨过病变部位并超过约10 cm以上，撤出导管，引导置入支撑软管的多孔引流管，通过支撑导管向髓腔内灌注拉丝早期状态的骨水泥，在骨水泥通过多孔导管向髓腔内弥散后，后撤支撑导管至下一个侧孔位置，再次灌注骨水泥，至支撑导管后撤至病变位置后。在透视状态下增加骨水泥的灌注量，至骨水泥有外溢倾向时停止，后撤支撑导管并灌注骨水泥至穿刺针部位后停止，引入环形骨锯截断导管，撤出穿刺针。在病变部位再行穿刺，补入适量骨水泥，以达到完全填充病变部位的目的(图2)。穿刺点压迫止血后无菌纱布包扎。

治疗后处理：术后患者术侧肢体制动约20 min，待骨水泥初步凝固后再返回病房。术后4 h在病床上进行试探性运动，并根据恢复情况进行相应性功能锻炼。

1.6 主要观察指标患者均为恶性肿瘤长骨转移，因此数据采集时间点为治疗前和治疗后1周、1个月及3个月。观察指标包括：①两组患者临床疗效：通过手术前后患者在目测类比评分表上的选择记录分数，利用Karnofsky功能状态评分标准，考察治疗前后长骨转移对生活质量的影响，以目测类比评分分数降低和Karnofsky功能状态评分升高为有效。②对比两组骨水泥渗漏例数；③对比两组手术后发生骨折的病例数。

1.7 统计学分析采用SPSS Statistics 19.0统计软件(SPSS公司，美国)进行统计学分析，数据采用x(_)±s表示。术前两组患者年龄、Mirels评分、目测类比评分、Karnofsky评分采用单因素方差分析，性别分布、病变部位、骨水泥渗漏及术后骨折发生例数采用卡方检验。P < 0.05提示差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

讨论

随着抗肿瘤技术的发展及多学科综合治疗的运用，恶性肿瘤患者生存期得到一定程度的延长，骨转移发病率随之上升^[14-18]，同时“厌骨性”胃肠道肿瘤骨转移的发病率也逐渐升高^[19-22]，因此长骨转移的发病率相应增加。长骨发生溶骨型转移后，其物理性状、力学性能均发生改变，应力主要集中在骨质缺损区，因此在受到外力作用时易形成骨折，导致患者剧烈疼痛及功能障碍，严重影响患者生活质量，甚至缩短生存时间。因此，转移性肿瘤所致长骨频临骨折的治疗应以加固长骨、恢复长骨力学性能、预防骨折的同时兼顾杀灭肿瘤、减轻或缓解临床症状的作用。

外科手术通过截肢、内固定等手段治疗长骨转移瘤^[2^，⁵^，^23-26]，但肢体的缺失及肿瘤治疗手段的缺乏，导致患者难以承受。全身化疗和放射治疗可杀伤肿瘤细胞，但不能改善骨组织缺失导致的濒临骨折状况，对于缓解疼痛效果也不满意^[27-32]，Mirels^[33]研究证实非手术治疗对缓解或恢复受影响的肢体功能方面无效。

经皮骨成形和经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗长骨转移瘤，是通过微创的方法向病变长骨内灌注骨水泥，利用骨水泥的特性加固长骨和治疗肿瘤。而不同的手术方式对治疗效果也会产生一定的影响。

3.1 不同手术方式对临床症状改善程度的影响试验组和对照组均是将骨水泥灌注到长骨内，通过骨水泥的聚合释热性能和单体毒性，造成局部肿瘤细胞坏死。同时利用骨水泥块的占位效应挤压软组织肿块，破坏和阻断肿瘤供养血管，导致肿瘤组织缺血坏死，软组织肿块缩小。转移性肿瘤所致长骨濒临骨折的患者在灌注骨水泥以后，通过骨水泥的热效应、细胞毒性及占位效应使周围组织的神经末梢敏感性降低或丧失，减少了骨破坏区对局部神经的刺激，达到缓解或解除患者疼痛，恢复活动能力，提高患者的生存质量的效果。

两组患者治疗后疼痛都得到缓解或解除，功能改善明显，术后目测类比评分和Karnofsky 功能状态评分与治疗前比较差异有显著性意义(P < 0.05)，而治疗后组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)，说明经皮骨水泥灌注和经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注对患者临床症状的改善均有较好效果。

3.2 不同手术方式对骨水泥渗漏的影响对照组出现骨水泥渗漏8例，发生率为38%；试验组出现骨水泥渗漏7例，发生率为33%。试验组骨水泥渗漏发生率稍高于对照组，考虑与通过多孔导管灌注的骨水泥为拉丝早期，骨水泥流动性较大，易出现外溢，同时试验组在行经皮骨成形时，先前灌注的骨水泥影响观察也有一定的关系。但两组骨水泥渗漏例数比较差异无显著性意义(P > 0.05)。

长骨转移瘤多发生于长骨干垢端，而较少发生于骨干中段。此次课题所遇病变部位均无肿瘤突破骨端侵犯关节病例。因此骨水泥渗漏主要是渗漏到肌肉组织间隙，未发现骨水泥进入关节间隙影响肢体运动的情况。同时，渗出的骨水泥也无明确压迫血管、神经，导致肢体出现远端供血不足或肢体麻木等症状。

3.3 不同手术方式对长骨稳定性的影响试验组和对照组均是将骨水泥灌注到长骨内，利用骨水泥的黏合加固作用稳定骨结构，增加骨骼强度，减少病理骨折的发生。对照组是将骨水泥直接灌注到病变位置，因穿刺位置和软组织肿块的阻碍，骨水泥难以进入髓腔内与骨组织相结合，更多是位于软组织肿块中或包裹病变区的部分骨皮质，同时穿刺针的多次调整导致骨水泥灌注欠连续，骨水泥块在体内结合度差，抗折性能较整体灌注的骨水泥块差。而长骨的特性说明长骨较椎体等承重骨承受更多的剪切力，其受力的范围更广，单纯局部加固不能改变受力聚集在病变处。术后对照组病变长骨发生骨折时，显示骨质和骨水泥块同时离断(图4)。因此经皮骨成形对长骨的加固作用不如经皮椎体成形对椎体的加固作用，不能长期保持长骨的稳定性。

而经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注，使通过穿刺正常骨皮质进入髓腔，引入多孔导管，利用多孔导管灌注骨水泥，骨水泥通过侧孔溢出进入髓腔，与髓腔内的骨松质相互嵌插结合，在髓腔内形成一边缘不规整的棒状结构，起到髓内钉的作用，对长骨的支撑加固作用明显。同时在病变部位再次灌注骨水泥，灌注的骨水泥与原有骨水泥黏相融合，利用骨水泥的特性加强对病变部位肿瘤的治疗，同时进一步增加长骨的力学强度，达到防止骨折的目的。对照组病变部位发生骨折5例，占病例数的24%，试验组未发生骨折，两者比较差异有显著性意义(P < 0.05)，说明试验组可长期保持转移性肿瘤所致长骨濒临骨折的稳定性，预防骨折作用明显。

综上所述，经皮骨成形联合多孔导管骨水泥灌注治疗转移性肿瘤所致长骨濒临骨折，尤其在预防骨折方面较经皮骨成形较好的疗效。目前因研究样本量较少和患者生存期较短，还不能充分证明结论的准确性，尚需要通过更多的病例证实。

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