骨水泥强化椎弓根螺钉固定L1压缩性骨折：与单纯椎弓根螺钉固定的比较

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.39.012

摘要/Abstract

摘要：

背景：椎体成形术与椎弓根螺钉内固定都是胸腰椎骨折的有效修复方案，但胸腰椎压缩性骨折内固定取出后脊柱角度丢失是较为常见的并发症，经皮椎体成形术可能是预防脊柱角度丢失的较好选择。
目的：观察骨水泥强化椎弓根螺钉置入内固定修复L₁压缩性骨折的临床疗效及并发症，并与单纯椎弓根螺钉内固定比较。
方法：纳入L₁压缩性骨折患者76例，根据内固定修复方案分为两组，经皮椎体成形组40例行骨水泥联合椎弓根螺钉置入内固定治疗，单纯椎弓根内固定组36例仅行椎弓根螺钉置入内固定治疗。比较两组的修复效果，置入后即刻、置入后3，6个月以伤椎为中心进行MRI检查测量Cobb角、伤椎椎体前缘高度，同时记录目测类比评分；另外了解有无内固定松动断裂。
结果与结论：两组患者随访6个月内均获骨性愈合，无螺钉松动、折断。两组置入后6个月损伤节段后凸Cobb角、伤椎椎体前缘高度均较置入前明显改善(P < 0.01)，椎体成形组要优于单纯椎弓根内固定组(P < 0.05)。两组置入后6个月目测类比评分较置入前明显改善(P < 0.01)，但两组差异无显著性意义(P > 0.05)。表明应用骨水泥强化椎弓根螺钉内固定及椎弓根钉内固定修复L1压缩性均可获得满意复位，重建椎体高度。但抗压稳定性结果表明应用骨水泥强化椎弓根螺钉内固定的固定效果更好一些，未见短期断钉、矫正丢失等并发症，椎体骨水泥灌注可提高椎弓根螺钉置入后的稳定性。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 椎弓根, 螺钉, 骨水泥, 椎体成形术, Cobb角, 伤椎椎体前缘高度

Abstract:

BACKGROUND: Vertebroplasty and edicle screw fixation are effective repair methods for thoracolumbar fractures. Spine angle loss is a more common complication after removal of implant for thoracolumbar compression fractures. Percutaneous vertebroplasty may be a better choice for preventing spine angle loss.
OBJECTIVE: To investigate the clinical curative effect and complication of pedicle screw fixation with bone cement for repair of L₁ compression fractures, and to compare with pedicle screw fixation alone.
METHODS: A total of 76 cases of L₁ compression fractures were enrolled and assigned to two groups according to fixation repair method. 40 patients in the vertebroplasty group received bone cement and pedicle screw fixation. 36 patients in the pedicle screw fixation group received pedicle screw fixation alone. Repair effects were compared between the two groups. MRI examination was conducted immediately, 3 and 6 months after surgery taking injured vertebral body as a center to measure Cobb angle and the height of anterior border of the injured vertebral body. Simultaneously, visual analogue scale score was recorded. Loosing and breakage of the fixator were seen.
RESULTS AND CONCLUSION: Bone union was detected within 6 months of follow-up in the two groups, no screw loosing or breakage. Kyphosis Cobb angle and the height of anterior border of the vertebral body were significantly improved at 6 months after surgery in both groups (P < 0.01). Above indexes were better in the vertebroplasty group than in the pedicle screw fixation group (P < 0.05). Visual analogue scale score was significantly improved at 6 months post surgery in both groups (P < 0.01), but no significant difference was found between the two groups (P > 0.05). These findings suggested that pedicle screw fixation with bone cement and pedicle screw fixation alone for L₁ compression fracture obtained satisfactory reduction, and reconstructed the height of the vertebral body. However, results of compressive stability indicated that the fixation effect of pedicle screw fixation with bone cement was better than that of pedicle screw fixation alone. No short-term screw breakage and correction loss occurred. Perfusion with bone cement could elevate the stability of pedicle screw implantation.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Spinal Fractures, Lumbar Vertebrae, Bone Nails, Vertebroplasty

中图分类号:

R318

亚力坤•亚森. 骨水泥强化椎弓根螺钉固定L₁压缩性骨折：与单纯椎弓根螺钉固定的比较[J]. 中国组织工程研究, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.39.012.

Yalikun•Yasen. Pedicle screw fixation with bone cement versus pedicle screw fixation alone for L₁ compression fractures[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.39.012.

图/表（结果） 7

2.1 参与者数量分析按意向性处理，纳入L1压缩性骨折患者76例，根据内固定修复方案分为两组，经皮椎体成形组40例，单纯椎弓根内固定组36例。全部进入结果分析，无脱落。两组分组流程图见图1。

2.2 基线资料比较两组基线资料比较差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性，见表1。
2.3 临床效果比较所有患者均顺利完成手术，经皮椎体成形组平均手术时间(60.5±7.2) min，单纯椎弓根内固定组平均
手术时间(62.4±5.2) min，两组差异无显著性意义。所有病例获得随访，在随访时间点均复查腰椎影像学平片等并进行了相关数据测量、观察。两组患者随访6个月内均获骨性愈合，无螺钉松动、折断。

2.4 损伤节段Cobb角及伤椎体前缘高度恢复比较与置入前比较，两组置入后Cobb角、椎体前缘高度均有显著改善 (P < 0.01)，差异有显著性意义；随着观察时间的延长，两组患者Cobb角及椎体前缘高度均可见不同程度丢失，随访半年时，经皮椎体成形组Cobb角、椎体前缘高度略优于单纯椎弓根内固定组，差异有显著性意义(P < 0.05)。证明注入骨水泥固定效果会更好一些，见表2，3。

2.5 目测类比评分比较与置入前比较，两组置入后目测类比评分均显著改善，差异有非常显著性意义(P < 0.01)，随着内固定时间的增加，目测类比评分有所回升，但差异无显著性意义，两组患者之间差异亦无显著性意义，见表4。

2.6 病例影像学举例分析
病例1：男，47岁，入院MRI示腰椎序列线连续，生理曲度存在，L₁椎体高度减低，形态失常，椎弓根内见斑片状长T1、长T2信号影，STIR相上呈高信号；余各椎体轻度增生退变，边缘稍变尖，各锥间隙未见确切异常，黄韧带未见明显增厚，椎管未见明显狭窄，片内示脊髓信号未见确切异常。诊断为L₁椎体压缩骨折伴骨髓水肿，腰椎轻度退变，见图2A，B。腰椎椎体骨折内固定后，L₁椎体上缘略显凹陷，前缘骨皮质毛糙，内固定器未见明显松动，脱落及断裂，椎旁软组织未见明显异常，见图2C，D。
病例2：女，65岁，MRI显示腰椎序列连续，椎间隙无狭窄。L1椎体高度变窄，最窄处为1.0-2.0 cm，椎体后缘向椎管内膨突，局部椎管前后径约1 cm，椎体内及双侧椎板呈长T1/T2信号，为高信号，其余各椎体大小，信号未见异常，椎体边缘轻度骨质增生。各椎间盘T2信号减低，_L2-3，_3-4椎间盘膨出，L₂-S₁椎间盘后缘见短线状高信号影。圆锥、马尾形态及信号无殊。椎管无狭窄，内未见异常信号区及占位病变。双侧神经根未见确切异常。左侧腰大肌稍微增粗，T2信号不均匀增高。

诊断为：L₁椎体压缩骨折并骨质水肿，相应层面椎管前后径变窄，左侧腰大肌肿胀，并可看出腰椎轻度退变，各椎间盘变性，L_2-3，_3-4椎间盘膨出，L₂-S₁椎间盘后缘纤维环断裂可能，见图3A，B。术后腰椎序列线连续，生理曲度存在，L₁椎体内见团片状骨水泥影，未见外渗；T₁₂、L₂椎及相应附件区见多发内固定影，固定在位；片内诸骨骨质疏松、增生退变，边缘硬化变尖，各椎间隙未见明显变窄，周围软组织未见明显肿胀，见图3C，D。
2.7 不良事件所有患者在随访期间均未发生螺钉松动、骨水泥渗出、螺钉断裂，未出现神经损伤。

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引言

随着年龄增长，骨组织和骨基质渐渐会发生改化，导致骨的脆性增加和抗折性降低。在自身重力的长久作用下，松质骨终因不堪重负压缩变形呈楔状。经过长时间的缓慢压缩，最后整个椎体变成后阔前窄的梯形，造成脊柱的弯曲变形^[1]，可见骨质疏松性脊椎压缩性骨折成了老年人面临的一个严峻的健康隐患。椎弓根钉内固定是治疗胸腰椎压缩骨折的主要术式之一，但仍存在一定的内固定失败率^[2]。单纯椎弓根固定术后断钉、断棒、螺钉松动、Cobb角增加等相关并发症高达21%。为避免单纯椎弓根螺钉置入内固定治疗胸腰段骨折出现的内固定物松动、断裂^[3]，及合并植骨时出现的骨折不愈合、后凸畸形丢失，而随之发展的经皮椎体成形技术治疗胸腰段骨折也已经广泛应用于临床。
经皮椎弓根螺钉技术是椎弓根技术发展的新领域，能迅速稳定骨折，缓解疼痛，置钉后具有切口小、手术范围小、损伤组织少、出血少、疼痛轻以及术后康复快等优势^[4-5]。随着影像技术的发展，以及医学生物材料的发展，椎体成形术开始得到关注，经皮椎体成形术在椎弓根螺钉技术基础上，在伤椎输入骨水泥，纠正脊柱的压缩及高度，促进临床症状缓解、改善远期机体功能，且骨水泥不易渗漏，椎体高度恢复较好^[6-7]。岳文峰等^[8]在对伴骨质疏松的腰椎疾病患者进行椎弓根螺钉固定手术时，椎体添加骨水泥可有效增加内固定稳定性，结果表明添加骨水泥辅助的内固定稳定性明显优于未添加骨水泥常规手术，末次随访观察到相邻上位椎体下终板凹陷角度、椎体矩形指数及相邻椎间隙均减小，且前两项指标的改变程度明显大于常规螺钉组。凌钦杰等^[9]分析了影响渗漏的因素主要有：病例选择、操作技巧、手术器械、骨水泥材料、影像设备。其中病例选择和操作技巧可通过对手术指征的把关、规范化的培训和严格的准入制度来解决，而手术器械、骨水泥材料、影像设备则有待于进一步的改进和研发。
L₁压缩性骨折的治疗时机和治疗方法直接影响到患者的预后，椎弓根螺钉在治疗脊柱骨折能够使压缩的脊柱高度恢复良好，椎弓根螺钉系统的力学优势使其在临床广泛应用，但经皮椎体成形术也因为自身的优越性提高了脊柱的稳定性、减少、椎弓根螺钉的并发症^[10-11]。那么两种方法哪个更有效呢？文章回顾性分析了76例L₁压缩性骨折患者的临床资料，分别选择经皮椎体成形术和单纯的椎弓根内固定，通过观察术前及术后不同阶段Cobb角、伤椎椎体前缘高度及目测类比评分，来比较两种方法的疗效，同时通过MIR影像学观察评估两种内固定方案。

材料方法

1.1 设计对比观察试验。
1.2 时间及地点于2010年9月至2014年9月在新疆自治区中医医院脊柱一科完成。
1.3 材料
椎弓根螺钉系统：椎弓根螺钉系统包括螺钉、垫片、锁定帽和横向连接器，材料为Ti6Al4V钛合金。为通用(上海)医疗器材有限公司产品，产品标准：进口产品注册标准 YZB/FRC 0609-2010。生物相容性良好，内固定效果良好。
骨水泥：骨水泥为上海倍尔康生物医学科技有限公司产品，产品标准：Q/DAHB 01-2000，由粉剂和液剂组成，粉剂主要成分为羟基磷灰石(无机材料)、聚甲基稀酸烷酯，液剂为医用塑型剂(EAM，有机材料)。适用于骨缺损的修复。
1.4 对象纳入新疆自治区中医医院收治的L₁压缩性骨折患者76例，男42例，女34例；年龄35-62岁；包括2 m以上高处坠落伤38例，车祸21例，摔伤17例。根据内固定修复方案分为两组，经皮椎体成形组40例，单纯椎弓根内固定组36例。经皮椎体成形组40例，男21例，女19例；年龄32-63岁，平均(48.4±7.6)岁；坠落伤13例，撞击伤21例，跌伤7例。单纯椎弓根内固定组36例，男17例，女19例；年龄26-67岁，平均(46.4±10.2)岁；坠落伤9例，撞击伤17例，跌伤10例。均为L1压缩性骨折，压缩程度20%-50%，椎弓根及椎体后壁完整，均无脊髓神经损伤表现。固定均在骨折后1周内完成。
纳入标准：①患者经影像学确诊为L₁压缩性骨折：L₁椎体呈现楔形变形，骨皮质断裂不连，局部见低密度气体影，部分骨折片突入椎管内。②L_1-2，L_2-3椎间盘略向周围膨出。③影像学检查与临床症状吻合。④年龄小于60岁，且所有患者均不从事重体力劳动。⑤患者对治疗方式知情同意。
排除标准：①肥胖、从事重体力劳动者。②脊柱或椎间盘感染者。③有精神病史者。④脊柱重度爆裂型骨折及其他不适合该术式者。
脱落标准：没有完整病历资料，不能按时随访者。
1.5 方法
双切口内固定治疗屈曲压缩胸腰椎骨折：全麻或局麻下，俯卧位，确定L₁位置确定皮肤进钉点，采用Wiltse固定入路^[12]，所有病例均使用6钉2棒系统固定，撑开复位后C型臂X射线机透视复位情况，切开皮肤、皮下组织及胸腰背筋膜层，显露位于浅层的竖脊肌群，沿棘突旁1.0-1.5 cm处向下可触及椎体的小关节突及横突稍作切开后，用食指上下钝性分离，即刻显露内侧多裂肌与外侧最长肌之间的间隙。然后将筋膜切口向上下扩大，可超出切口上下缘各1.0 cm，以便于牵开显露，利于置钉。经皮椎体成形组(骨水泥强化椎弓根螺钉置入内固定)在C臂机X射线引导下，将骨水泥沿椎弓根遂道充填入椎体内，2 mL容量的针筒将骨水泥注入至椎体空腔，不断打压充实，注意制作骨遂道时勿损伤椎弓根内侧壁。填充满意或停止发现侧漏则立即停止注射^[13]。为了防止侧漏或置入针脱尾，不要立即取出骨水泥。
随访与指标评价：定期对所有患者进行疗效分析及影像学检查，置入后即刻、置入后3，6个月进行观察，以伤椎为中心进行MRI检查测量Cobb角、伤椎椎体前缘高度^[14]。了解骨折复位情况以及随访期间椎体高度丢失情况，了解有无内固定松动断裂。
应用目测类比评分评估置入前、置入后即刻、置入后3，6个月时的疼痛情况。评估标准(0-10分)：0分：无痛；3分以下：有轻微的疼痛，能忍受；4-6分：患者疼痛并影响睡眠，尚能忍受；7-10分：患者有渐强烈的疼痛，疼痛难忍，影响食欲，影响睡眠。
1.6 主要观察指标两组患者内固定系统置入前后Cobb角、伤椎椎体前缘高度以及目测类比评分的比较。
1.7 统计学分析采用SPSS 16.0软件统计分析进行数据分析，Cobb角比较采用t 检验，伤椎前缘压缩程度及椎管占位比的比较采用χ²检验，P < 0.05表示差异有显著性意义。

讨论

经皮椎弓根螺钉技术在脊柱外科手术中的应用是相当常见的，当然是由于其在脊柱三柱固定生物力学方面的优越性。人们在力求椎弓根螺钉置入的安全和准确的同时，又探索着运用微创的手段经皮置入椎弓根螺钉。椎弓根螺钉内固定能通过椎弓根将螺钉拧入椎体，能够控制脊柱整个结构，达到较好的三维固定，回顾众多内固定方案，大多数以横突平分线与过小关节间隙垂线的交点做为定位点，但也会有所偏倚，且当关节突骨折或脊柱压缩骨折时会有骨破坏，即便内固定后恢复椎间高度，也会出现矫正度丢失、塌陷或螺钉移位、断裂等^[15-17]。
骨水泥联合椎弓根螺钉内固定可以明显恢复被压缩椎体的高度，增加椎体的刚度和强度，使脊柱的生理曲度得到恢复，提高患者的生活质量^[18-19]。有实验显示爆裂性骨折椎弓根内固定、磷酸钙椎体成形术后，内固定材料磷酸钙能显著增加前柱的稳定性，降低作用在椎弓根上的应力，使骨质疏松、爆裂性骨折及椎弓根内固定后的稳定性得到增强^[20-21]。可见固定材料在椎体成形术后对椎体压缩骨折患者稳定性的影响^[22]。本组纳入患者均为L₁压缩性骨折，选择上述两组治疗方案，旨在观察术后的内固定效果及骨水泥联合椎弓根螺钉内固定对比单纯椎弓根螺钉内固定的优势。试验结果显示Cobb角及伤椎体前缘高度在术后均有明显的恢复，两组效果相当，两组术后比较，差异无显著性意义(P > 0.05)，试验分为术后即刻、3个月和6个月近期短期随访观察，在第6个月时发现Cobb角在单纯椎弓根螺钉内固定组有所丢失，而经皮椎体成形组患者变化不明显，好于单纯椎弓根内固定组(P < 0.05)。伤椎体前缘高度与Cobb 角的改变相似，在半年时呈现出了差异性的变化。
近年来，很多研究选择骨水泥联合椎弓根螺钉内固定治疗脊柱椎体骨折，取得比较满意的效果，回顾分析来看，一般骨折严重的多会选择骨水泥强化固定或椎体成形术^[23-24]。于亮等^[25]评估了骨水泥强化椎弓根螺钉固定结合椎体后凸成形术治疗骨质疏松性胸腰椎爆裂骨折的临床疗效，术后缘压缩率、后凸Cobb角、目测类比评分与术前比较均有显著改善，结果证明骨水泥强化椎弓根螺钉固定结合经皮椎体后凸成形治疗骨质疏松性胸腰椎爆裂骨折，能有效恢复脊柱矢状序列，同时也能较好地维持伤椎的高度和强度，避免术后椎体塌陷，有助于早期康复，减少并发症。刘达等^[26]比较骨质疏松绵羊腰椎膨胀式椎弓根螺钉与骨水泥强化椎弓根螺钉固定的动态稳定性，普通椎弓根螺钉组，直接拧入普通椎弓根螺钉；骨水泥强化椎弓根螺钉组，向钉道内注入聚甲基丙烯酸甲酯后拧入普通椎弓根螺钉，膨胀式椎弓根螺钉组直接拧入膨胀式椎弓根螺钉。结果显示，骨水泥强化椎弓根螺钉在力学上有着明显优势。荆丹峰等^[27]探讨应用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥强化中空侧孔椎弓根螺钉置入内固定修复伴骨质疏松症的腰椎退行性变患者31例，所有病例随访36-48个月，未出现断钉、断棒、椎弓根螺钉拔出、松动、融合节段假关节形成以及切口感染等并发症。内固定后患者腰痛、腿痛目测类比评分及神经症状JOA评分均明显改善(P < 0.01)。提示对于伴骨质疏松症的腰椎退行性变患者，应用骨水泥强化型中空侧孔椎弓根螺钉系统置入内固定，能增强螺钉的稳定性，防止螺钉松动、拔出，有助于临床疗效的改善和保持。但有学者回顾性分析了采用AF椎弓根螺钉系统固定并自固化磷酸钙人工骨进行伤椎椎体成形治疗的35例胸腰椎骨折病例，对比其术前、术后和最后随访时的脊柱Cobb角、伤椎前缘高度丢失及椎管骨块占位的变化，观察椎弓根螺钉系统是否存在弯曲、松动或断裂现象，结果显示在后路短节段椎弓根螺钉复位固定的基础上进行伤椎椎体成形术并不能有效地降低内固定失效率及避免脊柱矫正度的丢失^[28-32]。
纳入文章的病例均为L₁压缩性骨折，按照患者意愿分别选择了骨水泥联合椎弓根螺钉内固定和单纯的椎弓根内固定，从本文短期随访结果来看，效果均很好，内固定后即刻及随访3个月时稳定性持续良好，但在6个月时发现骨水泥联合椎弓根螺钉内固定患者效果会强于螺钉内固定，未经骨水泥成形的患者Cobb角出现脱失，而椎体前缘高度与前几个时间点相比效果下降，可见随着时间的增加，内固定效果不如最初时稳定。但由于本试验观察时间较短，会有所偏倚，两者确切疗效及优缺点还需要进行长期随访观察。

骨水泥强化椎弓根螺钉固定L₁压缩性骨折：与单纯椎弓根螺钉固定的比较

Pedicle screw fixation with bone cement versus pedicle screw fixation alone for L₁ compression fractures

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