骨填充网袋灌注骨水泥修复椎体压缩骨折：可降低骨水泥椎体外渗漏率

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.03.006

中国组织工程研究 ›› 2015, Vol. 19 ›› Issue (3): 358-363.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.03.006

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骨填充网袋灌注骨水泥修复椎体压缩骨折：可降低骨水泥椎体外渗漏率

李东华¹，刘训伟²，彭湘涛³，王志国²，王备成²，金鹏²，谢志勇²

¹郓城县人民医院放射科，山东省郓城县 274700；²解放军济南军区总医院医学影像科，山东省济南市 250031；³解放军第401医院放射科，山东省青岛市 266071

出版日期:2015-01-15 发布日期:2015-01-15
通讯作者: 刘训伟，主治医师，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:李东华，男，1974年生，山东省郓城县人，泰山医学院毕业，主治医师，主要从事影像诊断和介入诊疗研究。
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)资助(2013AA032203)；国家自然科学基金资助(51073173)

Bone filling mesh container for treatment of vertebral compression fractures can reduce the leakage of bone cement

Li Dong-hua¹, Liu Xun-wei², Peng Xiang-tao³, Wang Zhi-guo², Wang Bei-cheng², Jin Peng², Xie Zhi-yong²

¹Department of Radiology, Yuncheng County People’s Hospital, Yuncheng 274700, Shandong Province, China; ²Department of Medical Image, General Hospital of Jinan Military Region, Jinan 250031, Shandong Province, China; ³Department of Radiology, the 401^st Hospital of Chinese PLA, Qingdao 266071, Shandong Province, China

Online:2015-01-15 Published:2015-01-15
Contact: Liu Xun-wei, Attending physician, Department of Medical Image, General Hospital of Jinan Military Region, Jinan 250031, Shandong Province, China
About author:Li Dong-hua, Attending physician, Department of Radiology, Yuncheng County People’s Hospital, Yuncheng 274700, Shandong Province, China
Supported by:
the National High-Technology Research and Development Program of China (863 Program), No. 2013AA032203; the National Natural Science Foundation of China, No. 51073173

摘要/Abstract

摘要：

背景：利用骨填充网袋包裹骨水泥，可使少量骨水泥通过网眼渗入到骨小梁间隙，形成微观绞锁，达到加固椎体的目的，但尚未见骨填充网袋治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的报道。

目的：比较应用骨填充网袋与经皮椎体成形和经皮椎体后凸成形治疗骨质疏松性椎体楔形压缩骨折的临床疗效。

方法：将90例单椎体骨质疏松性楔形压缩骨折患者随机分为3组，分别应用骨填充网袋、经皮椎体成形和经皮椎体后凸成形灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥Ⅱ型，统计并比较3组的骨水泥类型、椎体抬升、骨水泥渗漏率、目测类比评分、Oswestry功能障碍指数和Cobb角。

结果与结论：所有患者均顺利完成手术，穿刺成功率为100%。经皮椎体成形组骨水泥外溢2例，经皮椎体后凸成形组骨水泥外溢1例。3组治疗后3 d的椎体抬升、目测类比评分、Oswestry功能障碍指数和Cobb角均较治疗前改善(P < 0.05)；经皮椎体后凸成形组与骨填充网袋组抬升椎体和矫正后凸畸形的效果优于经皮椎体成形组(P < 0.05)，前两组组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)；3种方法缓解疼痛和恢复行动的效果无差异。表明应用骨填充网袋灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥治疗骨质疏松性椎体压缩骨折，在改善疼痛、抬升伤椎高度、矫正后凸畸形等方面具有满意效果，并可降低骨水泥椎体外渗漏率。

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

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关键词: 生物材料, 骨生物材料, 骨填充网袋, 骨质疏松症, 椎体压缩骨折, 经皮椎体成形术, 经皮椎体后凸成形术, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: By using the bone filling mesh container, a small amount of bone cement can be penetrated to the trabecular space to form a microscopic twist, thereby strengthening the vertebral body. But there is no report about bone filling mesh container for treatment of osteoporotic vertebral compression fractures.

OBJECTIVE: To compare the vertebral uplift and cement leakage of bone filling mesh container, percutaneous vertebroplasty and percutaneous kyphoplasty for the treatment of wedge-shaped osteoporotic vertebral compression fractures.

METHODS: Ninety patients with wedge-shaped osteoporotic vertebral compression fractures were randomly divided into three groups. Polymethylmethyl acrylic bone cement type II was perfused into these three groups by bone filling mesh container, percutaneous vertebroplasty and percutaneous kyphoplasty, respectively. Bone cement type, vertebral uplift, leakage rate, visual analogue scale score, Oswestry disability index and Cobb’s angle were calculated and compared among the three groups.

RESULTS AND CONCLUSION: The operation was successful in all patients. The success rate of puncture was 100%. There were 2 cases of bone cement leakage for percutaneous vertebroplasty and one case for percutaneous kyphoplasty. The vertebral uplift, visual analog scale score, Oswestry disability index and Cobb’s angle were improved significantly in the three groups after treatment (P < 0.05). Percutaneous kyphoplasty and bone filling mesh container were superior to percutaneous vertebroplasty on the aspect of vertebral uplift and kyphosis correction (P < 0.05), but there was no significant difference between the former two groups (P > 0.05). No difference in pain relief and action recovery was found among the three groups. These findings demonstrate that the bone filling mesh container with polymethylmethyl acrylic bone cement for treatment of osteoporotic vertebral compression fractures can have a promising result in relieving the pain, lifting the injured vertebral height, and the correction of kyphosis, which can also reduce the leakage rate of bone cement.

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

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Key words: Vertebroplasty, Methylmethacrylates, Osteoporotic Fractures

中图分类号:

R318

李东华，刘训伟，彭湘涛，王志国，王备成，金鹏，谢志勇. 骨填充网袋灌注骨水泥修复椎体压缩骨折：可降低骨水泥椎体外渗漏率[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(3): 358-363.

Li Dong-hua, Liu Xun-wei, Peng Xiang-tao, Wang Zhi-guo, Wang Bei-cheng, Jin Peng, Xie Zhi-yong. Bone filling mesh container for treatment of vertebral compression fractures can reduce the leakage of bone cement[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(3): 358-363.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析 90例患者均进入结果分析。

2.2 基线资料比较术前3组患者年龄、性别、骨密度T值、骨折椎体分布、骨折椎体高度丢失率等比较，差异均无显著性意义。各组患者性别、年龄及椎体分布见表1。

2.3 治疗结果 90例患者均单侧跨中线穿刺，穿刺成功率100%，灌注骨水泥2.5-4.0 mL，骨水泥在椎体内分布良好。经皮椎体成形组骨水泥外溢2例(7%)，呈线状自回流静脉溢出(图4A)；经皮椎体后凸成形组骨水泥外溢1例(3%)，自破裂的上终板外溢至椎间盘内(图4B)；骨填充网袋组无骨水泥外溢情况发生。3例骨水泥外溢患者均未出现临床症状，3组手术方式骨水泥渗漏率比较差异无显著性意义。3组术后骨水泥灌注类型及数量见表2。

2.4 椎体高度抬升及Cobb角变化术后3 d，经皮椎体成形组、经皮椎体后凸成形组和骨填充网袋组椎体前缘与中部抬升的百分比数分别为(3.56±2.84)%、(5.37±4.51)%；(12.17±11.54)%、(22.58±15.72)%；(12.67±10.69)%、(21.02±14.83)%。Cobb角变化见图5。

各组治疗后椎体高度及Cobb角均较治疗前改善(P < 0.05)，经皮椎体成形组与经皮椎体后凸成形组、骨填充网袋组比较差异有显著性意义(P < 0.05)，提示经皮椎体后凸成形组、骨填充网袋组对椎体抬升和矫正后凸畸形作用优于经皮椎体成形组；经皮椎体后凸成形组和骨填充网袋组组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)，证明两者对椎体抬升和矫正后凸畸形的作用相同。

2.5 临床评估手术前后目测类比评分、ODI指数改变见表3。3组患者组内手术前后目测类比评分、ODI指数比差异有显著性意义(P < 0.05)，说明手术对患者疼痛的缓解和行动恢复作用显著；术后两两比较差异无显著性意义(P < 0.05)，说明3种方法对疼痛缓解和行动恢复效果无差异。

参考文献

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引言

材料方法

设计：随机对照研究。

时间及地点：于2010年6月至2014年9月在解放军济南军区总医院医学影像科完成。

对象：选择2010年6月至2014年9月解放军济南军区总医院单发椎体骨质疏松性楔形压缩骨折患者，共计90例。所有病例术前均经双能X射线骨密度检测仪证实为骨质疏松症，患者及家属对治疗同意并签署知情同意书，试验经解放军济南军区总医院伦理委员会批准。

纳入标准：年龄≥60岁者；骨折椎体在T₁₀及其以下水平节段，骨折椎体数1个者；CT显示椎体后缘完整或无游离骨块者；MR检查显示在骨折椎体存在水肿现象者；骨折椎体局部有压痛者；骨密度降低，骨密度T值 ≤-2.5者。

排除标准：严重心功能不全者；难以纠正的凝血机制障碍；全身感染及局部骨髓炎者；良、恶性肿瘤所致的椎体压缩骨折者；神经根型疼痛或者脊髓压迫综合征的患者。

病例分组：病例采取双盲法随机分组原则，应用中心随机系统确定患者的手术方式，将90例患者随机均分为 3组，经皮椎体成形组、经皮椎体后凸成形组与骨填充网袋组。对患者及数据采集人员实施双盲，术后由手术者将手术前后椎体侧位图像提供给数据采集人员。

方法：手术均在局部麻醉下进行。患者俯卧于检查床上，胸部及下腹部分别加垫软垫，病变椎体部位悬空，手术采取单侧穿刺跨中线的方式。穿刺前以伤椎为中心拍摄脊柱标准侧位片。

经皮椎体成形组为穿刺针到位后，经穿刺针直接灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，待骨水泥填充满意或骨水泥有外溢趋势时停止灌注(图1)。

经皮椎体后凸成形组采取的骨扩张器为国产球囊，待穿刺到位后，经穿刺套管引入骨钻建立工作通道，置入球囊，应用压力泵扩张球囊，通过对周围骨组织挤压来抬升椎体并在椎体内形成空腔，撤出球囊在相对低压力下灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，待骨水泥填充满意或骨水泥有外溢趋势时停止灌注(图2)。

骨填充网袋组穿刺到位后，经穿刺套管引入骨钻建立工作通道，置入扩张矫形器，逐步扩张弹簧片并旋转切割周围骨组织，在椎体内形成空腔，植入骨填充网袋，向经骨填充网袋内注入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，骨填充网袋膨胀至空腔边缘，继续灌注骨水泥，椎体高度逐渐抬升，骨水泥在压力作用下少量经骨填充网袋孔眼渗出，进入骨小梁间隙，至骨水泥弥散满意后，将骨填充网袋脱离(图3)。穿刺针撤出约15 min待骨水泥初步凝固后，再次前以伤椎为中心拍摄脊柱标准侧位片。

术后处理：拔出穿刺针后，穿刺点压迫止血后无菌纱布包扎，约15 min后聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥初步凝固，搬动患者返回病房，术后24 h后可下床活动。

主要观察指标：将穿刺前和术后伤椎标准侧位图像对照比较，测量并记录术前、术后3 d伤椎前缘与中部高度，为校正个体及X射线成像放大倍数产生的差异，椎体前缘及中部抬升高度均以比值表示^[18]；按照Kim等^[19]标准将骨水泥块分型并统计数量；骨水泥填充裂隙呈团块状，边缘光滑为团块型；团块边缘呈针状分布为混合型。测量手术前后Cobb角；对术前和术后3 d患者的疼痛情况、活动功能进行评估，得出目测类比评分、ODI指数。

统计学分析：采用SPSS Statistics 17.0统计软件(SPSS公司，美国)进行统计学分析，数据采用x(_)±s表示。术前各组患者年龄及手术前后目测类比评分、ODI指数、Cobb角采用独立样本t 检验，P < 0.05为差异有显著性意义；3组患者性别分布比较采用卡方检验；骨水泥渗漏率、骨折椎体分布比较采用矫正χ²检验。

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

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讨论

经皮椎体成形自1987年开展以来，以其疗效肯定、创伤小、并发症少而被广泛应用于临床^[20]。经皮椎体成形在治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折时，注射的骨水泥弥散分布在椎体内，骨水泥块与骨小梁嵌插交错，黏合加固椎体并增强椎体刚度，但对压缩椎体的高度抬升有限^[21-23]，不能达到椎体压缩前的排列、减小额外的屈曲力矩及恢复原有椎间盘均衡分散负荷的能力^[24-25]；并且经皮椎体成形在注射骨水泥时灌注压较大，骨水泥外溢发生率高，导致骨水泥凸入到周围组织或进入血管，甚至引发截瘫或肺栓塞的可能。

经皮椎体后凸成形作为经皮椎体成形的改良和发展^[26-27]，利用球囊、Sky骨扩张系统、JACK扩张系统等骨扩张器的挤压，可以较经皮椎体成形更好的抬升伤椎高度并能整复塌陷的终板，在撤出骨扩张器后，伤椎内被压实致密的骨组织间形成一个空腔，可在较小的灌注压力下注射骨水泥，减小骨水泥渗漏概率。实践证实，骨扩张器在撤出时抬升高度受压力的影响，存在一定的高度丢失^[18^，^28]，而骨水泥渗漏率也未明确减少。压实致密的骨组织阻碍骨水泥伸入到骨小梁间隙，导致微观绞锁减少，椎体继发骨折的隐患增大。为此，国内外学者设计出支架、Kiva VCF系统及植入式硅胶球囊等^[29]，支架、Kiva VCF系统虽可避免高度丢失，但未能解决骨水泥渗漏的问题；而植入式硅胶球囊因将骨水泥完全包裹，无法起到骨水泥的黏合固定作用，目前未再应用于临床。

骨填充网袋联合骨扩张矫形器治疗骨质疏松性椎体压缩骨折，是将骨扩张矫形器弹簧片逐渐膨胀并旋转，让弹簧片在椎体内呈环形切割周围骨组织，形成一个空腔，并保持空腔周围骨组织的正常形态；骨扩张矫形器撤出并植入骨填充网袋，在X射线透视监视下注射骨水泥，在无压力情况下可使骨填充网袋膨胀到空腔边缘，继续注射骨水泥，在骨填充网袋包裹作用下骨水泥逐渐密实^[30]，并对周围骨组织施压，使压缩椎体逐渐抬升，在灌注压达到一定程度后，骨水泥可通过骨填充网袋孔眼呈线样渗出，进入骨小梁孔隙内部，并嵌插交错，形成微观绞锁，增强伤椎对抗剪切力的能力。本研究证实应用骨填充网袋联合骨扩张矫形器治疗骨质疏松性椎体压缩骨折，在椎体抬升高度和Cobb角改善上类似经皮椎体后凸成形而优于经皮椎体成形，在临床评估上对疼痛的缓解和ODI指数上等同于经皮椎体成形、经皮椎体后凸成形。骨填充网袋组未出现骨水泥外溢，好于经皮椎体成形组(7%)和经皮椎体后凸成形组(3%)。因此应用骨填充网袋联合骨扩张矫形器治疗骨质疏松性椎体压缩骨折在短期治疗疗效具有较好的短期临床效果。有研究发现骨水泥植入后骨组织沿骨水泥边缘生长，与骨水泥逐渐结合致密，骨填充网袋的原材料为PET，生物相容性好，对骨细胞生长无抑制，可在短期内使骨组织与骨水泥紧密结合，增强对抗剪切力的能力。还有研究通过标本证实骨水泥进入椎体后，与周围骨组织结合紧密。而骨水泥块的形态决定了其与骨组织结合的表面积，结合度的牢固性取决于骨水泥与骨小梁之间嵌插绞锁的数量和程度。因此，全部为混合型骨水泥块的骨填充网袋组的牢固性在理论上要优于经皮椎体成形组和经皮椎体后凸成形组。目前3组病例均未追踪到伤椎再骨折现象。

从现有结果看，应用骨填充网袋联合骨扩张矫形器治疗骨质疏松性椎体压缩骨折短期治疗疗效要优于经皮椎体成形和经皮椎体后凸成形，因病例数较少，结果可能存有偏差。而对骨填充网袋联合骨扩张矫形器治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的长期疗效，以及与经皮椎体成形和经皮椎体后凸成形的对照比较正在观察中。

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