腰椎滑脱症椎间植骨融合中3种植骨材料的远期效果对比

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.16.026

摘要/Abstract

摘要：

背景：椎间植骨融合术是治疗腰椎滑脱症的重要方法，不同植骨材料的植骨融合的效果不尽相同，值得观察探讨。
目的：探讨自体骨、同种异体骨、骨形成蛋白复合骨3种不同植骨材料在用于腰椎滑脱症椎间植骨时的优缺点。
方法：119例腰椎椎体间植骨患者，分为自体骨组40例、同种异体骨组41例、骨形成蛋白复合骨组38例，进行腰椎融合分别植入自体骨、同种异体骨和骨形成蛋白复合骨，比较融合后不同时间点的椎间隙高度、植骨融合率和远期临床疗效。
结果与结论：自体骨组、骨形成蛋白复合骨组对椎间隙高度维持显著优于同种异体骨组；3组融合速度骨形成蛋白复合骨组最快，自体骨组次之，同种异体骨组融合慢，自体骨组、骨形成蛋白复合骨组显著优于同种异体骨组(P < 0.05)，骨形成蛋白复合骨组在术后9个月及12个月显著优于自体骨组(P < 0.05)；Nakai评分标准3组间的优良率比较有显著性差异(P < 0.05)，自体骨组、骨形成蛋白复合骨组显著优于同种异体骨组(P < 0.05)。结果表明骨形成蛋白复合骨在椎间隙高度维持、植骨融合率及临床疗效等效于自体骨，优于同种异体骨。

关键词: 生物材料, 生物材料临床实践, 腰椎滑脱症, 植骨融合, 人工骨, 自体骨, 同种异体骨, 骨形成蛋白复合骨, 骨移植, 对比分析

Abstract:

BACKGROUND: Interbody fusion is an important method for lumbar spondylolisthesis. The effects of different bone materials require further studies.
OBJECTIVE：To compare the effects of autologous bone, allogeneic bone, bone morphogenetic protein composite bone in patients with lumbar spondylolisthesis.
METHODS: Totally 119 cases of lumbar spondylolisthesis were selected and randomly divided into three groups: autologous bone group (40 cases), allogeneic bone group (41 cases), bone morphogenetic protein composite bone group (38 cases). Intervertebral height and fusion rate were compared after fusion as well as long-term clinical efficacy.
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the allogeneic bone group, autologous bone group and bone morphogenetic protein composite bone group were better in the maintenance of intervertebral height. Postoperative fusion rates were ranked as follows: composite bone group > autologous bone group > allogeneic bone group (P < 0.05). At 9 and 12 months postoperatively, the fusion rates in the composite bone group were better than those in the autologous bone group (P < 0.05). Nakai scores in the autologous bone and composite bone groups were superior to that in the allogeneic bone group (P < 0.05). There was a significant difference in Nakai scores among the three groups (P < 0.05). These findings indicate that bone morphogenetic protein composite bone is similar to autologous bone but superior to allogeneic bone in the maintenance of intervertebral height, fusion rate and clinical efficacy.

Key words: biomaterials, biomaterial clinical practice, lumbar spondylolisthesis, interbody fusion, artificial bone, autologous bone, allogeneic bone, bone morphogenetic protein composite bone, bone graft, comparative analysis

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析 纳入119例患者，分为自体骨组、同种异体骨组和骨形成蛋白复合骨组。随访24个月，无脱落，按意向性处理分析，119例患者全部完成实验并进入结果分析。

2.2 基线资料比较结果见表1。
自体骨组、同种异体骨组、骨形成蛋白复合骨组的基线资料，性别、年龄、病程、Meyerding分级比较分析结果，其差异均无显著性意义(P > 0.05)，说明3组资料均衡性较好。

2.3 椎间隙高度的变化及比较见表2和图1。术前自体骨组、同种异体骨组、骨形成蛋白复合骨组的椎间隙高度比较差异无显著性意义(P > 0.05)，3组术后椎间隙高度相比术前显著增大，差异有显著性意义(P < 0.05)。术后椎间隙高度随着时间推移有所下降，术后12个月椎间隙高度趋于稳定。自体骨组、骨形成蛋白复合骨组术后各个观察时间点的椎间隙高度比较差异无显著性意义(P > 0.05)。术前与术后1个月，同种异体骨组椎间隙高度与自体骨组、骨形成蛋白复合骨组差异无显著性意义(P > 0.05)；术后6，12，24个月，同种异体骨组椎间隙高度比自体骨组、骨形成蛋白复合骨组低，差异有显著性意义(P < 0.05)。说明自体骨、骨形成蛋白复合骨对椎间隙高度维持显著优于同种异体骨，自体骨、骨形成蛋白复合骨2种植骨材料对椎间隙高度维持无明显差异。

2.4 植骨融合率的变化及比较见表3和图2。 自体骨、同种异体骨、骨形成蛋白复合骨3组在椎体间植骨融合术后6个月开始融合。从不同观察时间点比较，骨形成蛋白复合骨组融合最快，自体骨组次之，同种异体骨组融合慢。术后24个月自体骨组融合率与骨形成蛋白复合骨组比较差异无显著性意义(P > 0.05)；术后24个月同种异体骨组融合率比自体骨、骨形成蛋白复合骨组低，差异有显著性意义(P < 0.05)。随访24个月后仍未融合视为随访末未融合，自体骨组1例，同种异体骨组5例，骨形成蛋白复合骨组0例。

2.5 临床疗效比较见表4。根据Nakai评分标准：术后24个月，自体骨组临床疗效优良率87.50%，同种异体骨组为73.18%，骨形成蛋白复合骨组为89.47%。自体骨组与骨形成蛋白复合骨组临床疗效优良率比较差异无显著性意义(P > 0.05)，同种异体骨组临床疗效优良率比自体骨、骨形成蛋白复合骨组低，差异有显著性意义(P < 0.05)。

2.6 不良反应 自体骨组切口均Ⅰ期愈合，无排异反应、骨溶解吸收等并发症情况。同种异体骨组出现3例排异反应和骨溶解吸收。骨形成蛋白复合骨组出现1例伤口红肿渗液，未化脓，经换药引流处理后愈合，无排异反应、骨溶解吸收等并发症情况。

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引言

材料方法

设计：回顾性病例分析。
时间及地点：于2004年7月至2012年6月在广西中医药大学附属瑞康医院骨科完成。
对象：于2004年7月至2010年7月在广西中医药大学附属瑞康医院骨科就诊的患者。
诊断标准：行腰椎正侧位、双斜位片、过伸、过屈位片以及腰椎CT和MRI检查，明确腰椎间盘滑脱症者。
纳入标准：①经正规保守治疗无效者。②对治疗方案知情同意者。
排除标准：患严重内科疾病影响手术者。
最终纳入119例患者为研究对象，其中男性60例，女性59例；年龄30-82岁，平均(50.77±15.02)岁；病程6个月-12年，平均(42.88±17.59)个月。退变性滑脱83例，峡部裂性滑脱36例。腰椎滑脱节段：L₂-L ₃ 12例，L₃-L ₄ 16例，L₄-L₅ 68例，L₅-S₁15例，L₃-L^₄合并L₄-L₅8例。按Meyerding分级：Ⅰ度滑脱30例，Ⅱ度滑脱73例，Ⅲ度滑脱16例。合并体征有：间歇性跛行50例，下肢感觉障碍71例，腱反射减弱36例，肌力减弱46例。术前均常规行腰椎正侧位、双斜位片、过伸、过屈位片以及腰椎CT和MRI检查，明确腰椎间盘滑脱症者，合并有椎间盘突出48例。
材料：自体骨取自患者自体髂骨。同种异体骨为山西奥瑞生物材料有限公司制成的同种异体冷冻干燥骨条或骨块。骨形成蛋白复合骨为湖北联结生物材料有限公司制成的骨形成蛋白复合同种异体骨条或骨块。椎间融合器(矩形Cage)来源于美国强生公司。
实验方法：
基线资料评价：术前测量评价患者的基线资料，包括性别、年龄、病程、Meyerding分级。进行腰椎正侧位片或CT影像检查，Meyerding分级利用侧位X射线平片对滑椎的程度进行划分。分级基于滑椎的椎体对应其下一椎体滑移的百分比，椎体滑移越多则Meyerding分级越高。Ⅰ度滑椎小于25%，Ⅱ度滑椎介于25%-49%之间，Ⅲ度滑椎在50%-74%之间，Ⅳ度滑椎为75%-99%，如果椎体滑移至下一椎体水平以下则为Ⅴ度滑脱。
椎体间植骨融合：将119例患者根据填充植骨材料的不同分3组，自体骨组40例，同种异体骨组41例，骨形成蛋白复合骨组38例。采用气管插管全麻，腰椎后正中入路或前路腹膜外入路，后路采用俯卧位，前路采用侧卧位。手术显露滑脱节段及上下各一节段椎体，注意保护脊髓及神经根。植骨床准备时应该彻底去除椎间盘纤维环组织及上下椎体的终板，至可以看到松质骨，勿过多剥离椎旁肌肉软组织及小血管，保护血运。模具测量后选择合适大小椎间融合器，并在椎间融合内填充不同植骨材料。自体骨组采用自体髂骨，同种异体骨组采用同种异体骨条或骨块，骨形成蛋白复合骨组采用骨形成蛋白复合同种异体骨条或骨块。填充骨材料至融合器时尽量夯实避免留下空隙。充实植骨后安装好融合器，压紧并固定椎弓根系统。术后卧床5-7 d后可佩戴腰部支具下床活动。
椎间隙高度测量：于椎体间植骨融合术前、术后1，6，12及24个月5个时间点评价椎间隙高度。椎间隙高度测量采用Dabbs法^[12]分别测量手术前后椎间隙高度，即椎体上终板到下终板的距离，取椎体前缘、后缘、前后壁中线的垂直面高度，测量后取前中后高度的平均值。所有测量均由同一组医生完成。
植骨融合率评价：于椎体间植骨融合术后6，9，12，18，24个月5个时间点评价植骨融合率。植骨融合率采用Suk标准^[13]判断。坚强融合：融合节段间有连续骨小梁通过，过伸过屈位片椎体活动度小于4°；可能融合：融合节段间骨小梁通过不确切，过伸过屈位片椎体活动度小于4°；未融合：融合节段未见连续骨小梁，空白椎间隙清晰可见，或过伸过屈位片椎体活动度大于4°。植骨融合率等于坚强融合的人数除以总人数。所有测量均由同一组医生完成。如X射线片难以分辨，可借鉴CT检查鉴别。
临床疗效比较：术后24个月评价临床疗效，采用Nakai评分标准^[14]进行评价。优：症状和体征完全消失；良：症状和体征基本消失，劳累后又可出现；可：症状和体征明显改善，存在轻度腰痛或下肢不适，影响工作及日常活动；差：症状和体征无明显改善，不能正常工作和生活。优良率等于疗效为优和良的人数除以总人数。
不良反应观察：术后24个月内观察患者发生排异反应、骨溶解吸收等不良反应的情况。
统计学分析：采用统计软件SPSS 17.0进行统计分析，计量资料以x(_)±s表示，用单因素方差分析，组间两两比较用SNK法；计数资料以频数和百分数表示，用卡方检验；等级资料用非参秩和Kruskal-Wallis H检验，组间两两比较用Mann-Whitney检验，P < 0.05表示差异有显著性意义。

讨论

腰椎滑脱症采用腰椎融合术治疗时，除手术入路及植骨方式外，内植物材料也是影响手术治疗效果的重要因素。目前文献报道内植物主要有自体骨、同种异体骨、异种骨、骨形成蛋白复合骨及人工骨材料等^[9-17]。自体骨曾是骨移植的主要来源，取材方面，无需提前取骨，骨组织无需储存，无排异反应，成骨能力强，其缺点是取骨时对身体有创伤，影响术后康复，且取骨量少，不能大量植骨^[18] 。同种异体骨植骨无需额外手术取骨，供骨量大，但在储存过程中需采用超低温冷冻等处理，不但成骨作用和骨诱导活性减弱，植骨后骨融合速度减慢，而且存在一定程度上的免疫排异反应和潜在的交叉感染，增加手术风险。骨形成蛋白复合骨是近年来发展的一种新型的植骨材料，对膜内成骨和软骨内成骨具有诱导作用，能诱导产生与自体骨结构一致的骨组织，继而形成骨融合。骨形成蛋白复合骨具有良好的组织相容性、植骨量大等优点，其缺点是价格昂贵^[19-20] 。

研究以不同植骨材料为观察点，对119例腰椎滑脱症患者随机分组，分别采用自体骨、同种异体骨及骨形成蛋白复合骨为植骨材料。结果发现，术后6个月、术后12个月、术后24个月，同种异体骨组椎间隙高度比自体骨组和骨形成蛋白复合骨组2组小，说明自体骨和骨形成蛋白复合骨在维持椎间隙高度方面优于同种异体骨。骨形成蛋白复合骨组椎体间植骨融合术后24个月的骨性融合率为100%，明显高于同种异体骨组，差异有显著性意义；骨形成蛋白复合骨组虽略高于自体骨组，但差异无显著性意义。这可能与骨形成蛋白复合骨与正常骨组织具有高度相容性，能诱导软骨内成骨有关。自体骨组有1例未骨性融合，可能与患者创伤大、取骨量少有关。同种异体骨组织有5例未骨性融合，可能与储存时间过长，细胞成份被破坏，无骨生成诱导活性有关，还可能与机体对同种异体骨组织产生免疫排异反应，导致骨溶解吸收，最终造成未骨性融合。临床疗效方面，自体骨和骨形成蛋白复合骨优于同种异体骨，自体骨和骨形成蛋白复合骨比较无明显差异。术后不良反应方面，同种异体骨组存在一定的免疫排异反应和骨溶解吸收情况。

鉴于骨形成蛋白复合骨的诸多优点，作者检索了SCI数据库2002至2011年收录骨形成蛋白复合骨用于腰椎损伤治疗的相关文献。这些文献显示骨形成蛋白复合骨或其他含有骨形成蛋白的材料已经能比较成熟地运用于腰椎融合术。此领域主要研究的国家见表5。美国研究人员发表的文献数量最多，其次是日本和中国。全球和中国主要的研究机构见表6和表8。中国机构参与研究的高被引文献见表7。

对腰椎滑脱症患者实行腰椎植骨融合术时，应针对患者具体情况选择合适的内植物。对于经济紧张、植骨量少的患者宜采用自体骨填充，对于植骨量较大患者视期经济能力宜采用骨形成蛋白复合骨或同种异体骨为内植物。本文认为，骨形成蛋白复合骨在椎间隙高度维持、植骨融合率及临床疗效等效于自体骨，优于同种异体骨。且同种异体骨有免疫排斥及感染疾病风险，自体骨缺点是自体骨需要有创取材，骨形成蛋白复合骨疗效最佳，临床选择植骨材料应提倡使用骨形成蛋白复合骨。
作者贡献：袁振超进行实验设计，实验实施为袁振超和陈远明，实验评估为陈锋，资料收集为刘万祥，袁振超成文，陈远明审校，袁振超对文章负责。
利益冲突：课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。
伦理要求：实验获得广西中医药大学附属瑞康医院伦理委员会批注。
医生资质：临床实验参研人员均具有专业技术职称，经过相关培训。
知情同意：参与实验的患病个体及其家属自愿参加，所有供者、受者均对实验过程完全知情同意，在充分了解本治疗方案的前提下签署了“知情同意书”。
作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。