骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松患者有利无弊

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.17.006

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (17): 3081-3088.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.17.006

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骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松患者有利无弊

岳文峰¹，夏虹²，王建华²

1南方医科大学研究生院，广东省广州市 510515 2解放军广州军区广州总医院骨科医院脊柱外科，广东省广州市 510010

收稿日期:2012-11-01 修回日期:2012-11-21 出版日期:2013-04-23 发布日期:2013-04-23
通讯作者: 夏虹，医学博士，主任医师，解放军广州军区广州总医院骨科医院，广东省广州市 510010 gzxiahong@hotmail.com
作者简介:岳文峰★，男，1986年生，山东省东营市人，汉族，南方医科大学研究生院硕士在读，医师，主要从事脊柱外科方面的研究。 ywf8201050@163.com

Pedicle screw fixation augmented with bone cement benefits osteoporosis patients

Yue Wen-feng¹, Xia Hong², Wang Jian-hua²

1 Postgraduates School of Southern Medical University, Guangzhou 510515, Guangdong Province, China 2 Department of Spine Surgery, Orthopedic Hospital, Guangzhou General Hospital of Guangzhou Military Command of Chinese PLA, Guangzhou 510010, Guangdong Province, China

Received:2012-11-01 Revised:2012-11-21 Online:2013-04-23 Published:2013-04-23
Contact: Xia Hong, M.D., Chief physician, Department of Spine Surgery, Orthopedic Hospital, Guangzhou General Hospital of Guangzhou Military Command of Chinese PLA, Guangzhou 510010, Guangdong Province, China gzxiahong@hotmail.com
About author:Yue Wen-feng★, Studying for master’s degree, Physician, Postgraduates School of Southern Medical University, Guangzhou 510515, Guangdong Province, China ywf8201050@163.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：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，但对相邻节段的影响尚不明确。
目的：观察伴骨质疏松的腰椎疾病患者进行椎体骨水泥强化内固定后，早中期随访中骨水泥强化对相邻节段的影响。
方法：以87例伴骨质疏松的腰椎疾病患者为研究对象，均行椎弓根螺钉系统固定+后路椎管减压术，并分为3组：常规螺钉组，常规螺钉+骨水泥组，可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组。样本平均随访6-18个月，平均随访为9个月。测量术前、术后3 d、末次随访的Oswestry功能障碍指数评分、固定节段上位相邻椎间隙高度、固定节段上位相邻椎体变形指数、固定节段椎体上缘终板及相邻上位椎体下缘终板凹陷角度、固定节段Cobb角。
结果与结论：①常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组3组内末次随访功能障碍指数评分均较前明显减小(P < 0.05)，组间两两对比无显著差异(P > 0.05)。表明骨质疏松患者脊柱后路固定时，是否添加骨水泥及不同添加方式，对早中期主观疗效影响无显著差异，且均可明显改善患者生活质量。②常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访对术后3 d固定节段Cobb角变化小于常规螺钉组(P < 0.05)，常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组组间差异无统计学意义(P > 0.05)。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。③常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组术后3 d出现上终板凹陷角度增大；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。表明添加骨水泥辅助内固定对相邻椎间盘退变程度无显著影响，但明显改变了相邻椎体终板及椎体的形态，增加了相邻椎体发生骨折的风险。

关键词: 骨组织工程, 骨科植入物, 骨质疏松, 骨水泥, 椎弓根螺钉, 相邻节段, 椎间隙高度, 椎体矩形指数, 终板凹陷角度, Oswestry功能障碍指数评分, Cobb角

Abstract:

BACKGROUND: During the pedicle screw fixation for lumbar disease patients accompanied with osteoporosis, addition of bone cement in osteoporotic vertebral body can significantly increase the stability of internal fixation, but the effect on adjacent segments is not clear.
OBJECTIVE: To observe the effect on adjacent segments of osteoporosis patients after pedicle screw fixation augmented with bone cement in early and medium-term follow-up period.
METHODS: We reviewed the medical information of 87 patients suffering from lumbar disease accompanied with osteoporosis who underwent operation of pedicle screw fixation and posterior lumbar spinal decompression, and the patients were divided into three groups: conventional pedicle screw group, conventional pedicle screw+bone cement group, novel perfusional pedicle screw+bone cement group. The samples were followed-up for 6-18 months, averaged 9 months. The Oswestry disability index, intervertebral distance of the upper adjacent segments, deformation index of the upper adjacent vertebral body, concave angle of the fixed lumbar vertebrae superior end-plate and the upper adjacent vertebral body inferior end-plate, and Cobb angle were measured before operation, at 3 days postoperation and during final follow-up.
RESULTS AND CONCLUSION: The Oswestry disability index of the final follow-up in the three groups were decreased when compared with that before operation (P < 0.05), but there was no significant difference between any two groups (P > 0.05). This showed that in posterior spinal fixation operation, there was no significant difference in the early and medium-term subjective effect between addition of bone cement or not and different adding ways, and addition of bone cement or not and different adding ways could remarkably improve the life quality of the patients. The change of Cobb angle of fixed lumbar vertebrae between the final follow-up and 3 days after operation in conventional pedicle screw+bone cement group and novel perfusional pedicle screw+bone cement group was both less than that in the conventional pedicle screw group (P < 0.05), and there was no significant difference between conventional pedicle screw+bone cement group and novel perfusional pedicle screw+bone cement group (P > 0.05). This showed that the stability of internal fixation augmented with bone cement was much better than the routine operation without bone cement. The concave angle of upper end-plate was increased in conventional pedicle screw+bone cement group and novel perfusional pedicle screw+bone cement group at 3 days after operation when compared with that in the conventional pedicle screw group; the lower end-plate concave angle of adjacent centrum, the rectangular index and the adjacent intervertebral space of conventional pedicle screw+bone cement group and novel perfusional pedicle screw+bone cement group were all decreased in the final follow-up, and the change of the first two indicators was significantly bigger than those in the conventional pedicle screw group. This showed that addition of bone cement in internal fixation operation had no significant effect on the degeneration degree of adjacent intervertebral disc, but it obviously changed the modality of adjacent vertebral endplate and vertebral body, and increased the fracture risk of adjacent vertebral body.

Key words: bone tissue engineering, orthopedic implants, osteoporosis, bone cement, pedicle screw, adjacent segment, intervertebral space height, vertebral rectangular index, concave angle of vertebral end-plate, Oswestry disability index, Cobb angle

中图分类号:

R318

岳文峰，夏虹，王建华. 骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松患者有利无弊[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(17): 3081-3088.

Yue Wen-feng, Xia Hong, Wang Jian-hua. Pedicle screw fixation augmented with bone cement benefits osteoporosis patients[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(17): 3081-3088.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析 87例患者全部完成实验，末次随访时所有患者的固定节段达到骨性融合，随访6-18个月，平均随访为9个月。

2.2 基线资料比较 基线资料见表1。3组研究对象的性别、年龄、JIKEI分级、腰椎不稳率、腰椎管狭窄率、压缩性骨折率、腰椎间盘突出症率、单节段固定率、两节段固定率、三节段固定率等资料差异无显著性意义 (P > 0.05)，具有可比性。

2.3 Oswestry功能障碍指数评分 术前Oswestry功能障碍指数评分分别为(39.9±3.1)，(40.0±5.0)，(41.0± 8.0)，末次随访Oswestry功能障碍指数评分分别为(13.0±49.0)，(11.0±8.0)，(11.0±5.0)，上述指标组间两两对比均差异无显著意义(P > 0.05)。说明行椎弓根螺钉系统固定+后路椎管减压术后，患者功能障碍均有所减轻。

2.4 椎间隙高度测量结果 见表2。

常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组内末次随访的椎间隙高度均较术前明显减小(P < 0.05)。常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访的椎间隙高度小于常规螺钉组(P < 0.05)。表明添加骨水泥固定术导致相邻椎间隙改变大于常规手术组。

2.5 椎体变形指数测量结果 见表2。

常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组内末次随访的椎体变形指数均较术前明显减小(P < 0.05)。常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访的椎体变形指数均大于常规螺钉组(P < 0.05)，常规螺钉+骨水泥组和可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组间差异无显著性意义。表明添加骨水泥固定术导致相邻椎体的形态改变大于常规手术组。

2.6 椎体终板凹陷角度测量结果 见表2。

常规螺钉+骨水泥组和可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组内术后3天和末次随访的固定节段椎体上终板凹陷角度均较术前明显增大(P < 0.05)，常规螺钉+骨水泥组和可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组内末次随访的相邻上位椎体下终板凹陷角度均较术前明显减小(P < 0.05)，常规螺钉组术前术后终板凹陷角度均无明显变化(P > 0.05)。常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访的固定节段椎体上终板凹陷角度大于常规螺钉组(P < 0.05)，常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访的相邻上位椎体下终板凹陷角度小于常规螺钉组(P < 0.05)，常规螺钉+骨水泥组和可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组间差异无显著意义。表明添加骨水泥固定术后减小了固定节段椎体上终板凹陷程度，增加了相邻上位椎体下终板凹陷程度。

2.7 固定节段Cobb角测量结果 常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组末次随访与术后3 d的Cobb角度的变化值分别为(5.5±1.6) °，(2.1± 0.9)°，(2.3±0.9) °。常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访与术后3 d Cobb角度的变化值均小于常规螺钉组(P < 0.05)，常规螺钉+骨水泥组和可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组组间差异无显著性意义(P > 0.05)。

2.8 手术及不良反应 常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组平均手术时间分别为288，292，296 min，平均术中失血量分别为575，561，540 mL，单椎体平均骨水泥用量分别为0，3.4，3.8 mL，平均住院时间分别为18，22，21 d。

所有患者均未出现骨水泥渗漏、放热效应引起的神经功能损伤、毒性反应等严重并发症，末次随访时均达到骨性融合。

参考文献

[1] Anderson GF, Hussey PS. Population aging: a comparison among industrialized countries. Health Aff(Millwood). 2000; 19(3):19l-203.

[2] Reitman CA, Nguyen L, Fogel GR. Biomechanical evaluation of relationship of screw pullout strength, insertional torque, and bone mineral density in the cervical spine. J Spinal Disord Tech. 2004;17(4):306-311.

[3] Halvorson TL, Kelley LA, Thomas KA, et al. Effects of bone mineral density on pedicle screw fixation. Spine (Phila Pa 1976). 1994;19(21):2415-2420.

[4] Weinstein JN, Spratt KF, Spengler D, et al. Spinal pedicle fixation: reliability and validity of roentgenogram-based assessment and surgical factors on successful screw placement. Spine (Phila Pa 1976). 1988;13(9):1012-1018.

[5] Polly DW Jr, Orchowski JR, Ellenbogen RG. Revision pedicle screws. Bigger, longer shims--what is best? Spine (Phila Pa 1976). 1998;23(12):1374-1379.

[6] Fan SC, Jin DD, Zhang ZM, et al. Zhongguo Jizhu Jisui Zazhi. 2010;20(9):741-744.

[7] Wu YG, Shi ZC, Zhang Y, et al. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu. 2010;14(42):7951-7954.吴云刚,石志才,张晔,等.骨水泥强化椎体提高椎弓根螺钉置入后的稳定性[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(42): 7951-7954.

[8] Zhu QA, Li JY, Zhao WD, et al. Zhonghua Guke Zazhi. 2000; 20(5):283-286.朱青安,李鉴轶,赵卫东,等.聚甲基丙烯酸甲酯强化和修复椎弓根螺钉的生物力学研究[J].中华骨科杂志,2000,20(5):283-286.

[9] Ibiwoye MO, Powell KA, Grabiner MD, et al. Bone mass is preserved in a critical-sized osteotomy by low energy pulsed electromagnetic fields as quantitated by in vivo micro-computed tomography. J Orthop Res. 2004;22(5): 1086-1093.

[10] Fan SC, Liu SX, Deng YX, et al. Zhongguo Xiufu Chongjian Waike Zazhi. 2004;18(3):168-170.樊仕才,刘世学,邓月兴,等.强化骨质疏松椎弓根螺钉对脊柱稳定性影响的生物力学研究[J].中国修复重建外科杂志,2004,18(3): 168-170.

[11] Shono Y, Kaneda K, Abumi K, et al. Stability of posterior spinal instrumentation and its effects on adjacent motion segments in the lumbosacral spine. Spine (Phila Pa 1976). 1998;23(14):1550-1558.

[12] Weinhoffer SL, Guyer RD, Herbert M, et al. Intradiscal pressure measurements above an instrumented fusion. A cadaveric study. Spine (Phila Pa 1976). 1995;20(5): 526-531.

[13] Miyakoshi N, Abe E, Shimada Y, et al. Outcome of one-level posterior lumbar interbody fusion for spondylolisthesis and postoperative intervertebral disc degeneration adjacent to the fusion. Spine (Phila Pa 1976). 2000;25(14):1837-1842.

[14] Lee CK, Langrana NA. Lumbosacral spinal fusion. A biomechanical study. Spine (Phila Pa 1976). 1984;9(6): 574-581.

[15] Boucher M, Bhandari M, Kwok D. Health-related quality of life after short segment instrumentation of lumbar burst fractures. J Spinal Disord. 2001;14(5):417-426.

[16] Baroud G, Nemes J, Heini P, el al. Load shift of the intervertebral disc after a vertebroplasty：a finite-element study. Eur Spine J. 2003;12(4):421-426.

[17] Polikeit A, Nolte LP, Ferguson SJ. The effect of cement augmentation on the load transfer in an osteoporotic functional spinal unit: finite-element analysis. Spine (Phila Pa 1976). 2003;28(10):991-996.

[18] Fairbank JC, Pynsent PB. The Oswestry disability index. Spine. 2000;25:2940-2952.

[19] Liu Z, Qiu Y. Zhongguo Jizhu Jisui Zazhi. 2008;18:550-553.刘臻,邱勇.Oswestry功能障碍指数在腰痛患者中的国际化应用现状[J].中国脊柱脊髓杂志,2008,18:550-553.

[20] Liu Q, Ma C, Wu SL, et al. Zhongguo Kangfu Yixue Zazhi. 2010;25(3):228-231.刘绮,马超,伍少玲,等.Oswestry功能障碍指数评定慢性腰痛患者的效度分析[J].中国康复医学杂志,2010,25(3):228-231.

[21] Dabbs VM, Dabbs LG. Correlation between disc height narrowing and low-back pain. Spine (Phila Pa 1976). 1990; 15(12):1366-1369.

[22] Chen ZQ, Chen QX. Zhongguo Jizhu Jisui Zazhi. 2003;13(7): 398-401.陈之青,陈其昕.腰椎间盘退变时椎体的形态变化及其临床意义[J].中国脊柱脊髓杂志,2003,13(7):398-401.

[23] Evans SF, Nicholson PH, Haddaway MJ, et al. Vertebral morphometry in women aged 50-81 years. Bone Miner. 1993; 21(1):29-40.

[24] Miao S, Sha GZ, Wang YD, et al. Zhongguo Gushang. 2008; 21(6):414-417.苗胜,沙广钊,王永东,等.不同程度退变的软骨终板的影像学变化及其临床意义[J].中国骨伤,2008,21(6):414-417.

[25] Ryniewicz AM, Skrzat J, Ryniewicz A, et al. Geometry of the articular facets of the lateral atlanto-axial joints in the case of occipitalization. Folia Morphol (Warsz). 2010;69(3):147-153.

[26] Becker R, Gatscher S, Sure U, et al. The punctate midline myelotomy concept for visceral cancer pain control--case report and review of the literature. Acta Neurochir Suppl. 2002; 79:77-78.

[27] Zencica P, Chaloupka R, Hladíková J, et al. Adjacent segment degeneration after lumbosacral fusion in spondylolisthesis: a retrospective radiological and clinical analysis. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2010;77(2):124-130.

[28] Sempere AP, Mola S, Martin-Medina P, et al. Response to Immunotherapy in CLIPPERS: Clinical, MRI, and MRS Follow-Up. J Neuroimaging. 2011.

[29] Zhang GA, Chen JT, Wang LX, et al. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu. 2008;12(22): 4225-4228.张亘瑷,陈建庭,王灵秀,等.定向灌注椎弓根螺钉的生物力学分析[J].中国组织工程研究与临床康复,2008,12(22):4225-4228.

[30] Nauta HJ, Soukup VM, Fabian RH, et al. Punctate midline myelotomy for the relief of visceral cancer pain. J Neurosurg. 2000;92(2 Suppl):125-130.

[31] Becker R, Sure U, Bertalanffy H. Punctate midline myelotomy. A new approach in the management of visceral pain. Acta Neurochir (Wien). 1999;141(8):881-883.

[32] van der Houwen EB, Baron P, Veldhuizen AG, et al. Geometry of the intervertebral volume and vertebral endplates of the human spine. Ann Biomed Eng. 2010;38(1):33-40.

[33] Mahato NK. Dorsal iliac dimensions in elderly females: anatomical considerations in two bolt iliac foundation construct. Surg Radiol Anat. 2012;34(2):145-149.

[34] He X, Liang A, Gao W, et al. The relationship between concave angle of vertebral endplate and lumbar intervertebral disc degeneration. Spine (Phila Pa 1976). 2012;37(17): E1068-1073.

[35] Erasmus MA, Turner PV, Nykamp SG, et al. Brain and skull lesions resulting from use of percussive bolt, cervical dislocation by stretching, cervical dislocation by crushing and blunt trauma in turkeys. Vet Rec. 2010;167(22):850-858.

[36] Tan J, Wang MP, Wan WP, et al. Zhongguo Linchuang Jiepouxue Zazhi. 1997;15(1):59-62.谭军,王鸣鹏,万卫平,等.正常人腰椎椎体解剖结构的QCT研究及其生物力学意义[J].中国临床解剖学杂志,1997,15(1):59-62.

[37] Cao J, Shen Y, Yang D, et al. Contrastive analysis of neck axial symptoms after Bryan cervical disc arthroplasty or traditional anterior cervical discectomy and fusion. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi. 2008;22(10):1200-1204.

引言

材料方法

设计：回顾性分析。

时间及地点：于2010年10月至2012年4月在解放军广州军区广州总医院骨科医院完成。

对象：2010至2012年广州军区广州总医院收治的伴骨质疏松的腰椎疾病患者。

诊断标准：jikei分级，标准如下。

初期：骨小梁的数目正常，骨密度降低，骨小粱变细。

Ⅰ级：横行骨小粱减少，垂直骨小梁和终板突出。

Ⅱ级：横行骨小梁进一步减少，垂直骨小梁也减少。

Ⅲ级：横行骨小粱近于消失，垂直骨小梁亦不清楚，形如草地。

纳入标准：①骨质疏松Jikei分级：Ⅱ和Ⅲ级。②临床结合X射线及CT、MR检查明确诊断为腰椎不稳、椎体骨折、椎管狭窄、椎间盘突出者。③有不同程度的脊髓或神经根压迫症状者。

排除标准：①血管源性间歇性跛行。②特发性或先天性脊柱侧凸。③骨肿瘤及转移瘤者。

最终纳入87例患者。按照椎弓根螺钉固定材料和方式的不同分为3组：常规螺钉组34例，使用常规椎弓根螺钉进行固定，年龄60-80岁；常规螺钉+骨水泥组30例，使用常规椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥进行固定，年龄60-94岁；可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组23例，使用可灌注骨水泥椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥进行固定，年龄60-82岁。骨质疏松按JIKEI分级，Ⅱ级共46例，Ⅲ级共41例。行单节段固定者30例，两节段固定者38例，三节段固定者19例。所有患者术前均行正侧位、动力位X射线片及CT、MR检查明确诊断，其中腰椎不稳28例、腰椎管狭窄23例、压缩性骨折12例、腰椎间盘突出症24例。

研究骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松相邻节段的影响的主要试剂及仪器：
Main reagents and instruments:

实验方法：

椎弓根螺钉系统固定+后路椎管减压术：按常规腰椎后路手术进行，所有患者均先行椎弓根螺钉固定，再行后路椎管减压，最后进行外侧或椎间植骨融合。常规螺钉组和常规螺钉+骨水泥组使用常规椎弓根螺钉，可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组使用可灌注骨水泥椎弓根螺钉，常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组使用黏稠剂聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥灌注。3组椎弓根螺钉固定方法如下。

常规螺钉组：常规定位进钉点，依次开口、开路后攻丝开辟钉道，取出攻丝并探明周围骨质完整后，置入螺钉并拧紧。

常规螺钉+骨水泥组：常规定位进钉点，依次开口、开路后攻丝开辟钉道，取出攻丝并探明周围骨质完整后，钉道内缓慢注入黏稠状聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，以充满钉道为止，单椎体约3 mL，透视下确认弥散良好，无椎体外及血管渗漏，置入螺钉并拧紧。

可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组：常规定位进钉点，依次开口、开路后攻丝开辟钉道，取出攻丝并探明周围骨质完整后，置入可灌注骨水泥椎弓根螺钉，安装配套器械并调制骨水泥，使用配套针筒，经钉尾向螺钉内缓慢推注黏稠状聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，透视下见骨水泥经螺钉前1/3预制孔道向椎体前中部弥散良好，无椎体外及血管渗漏，单椎体约4 mL。

记录患者手术时间、术中失血量、单椎体骨水泥量、住院时间。对患者进行随访直至患者的固定节段达到固定融合。记录患者并发症发生情况。

Oswestry功能障碍指数评分：对10个项目进行评估^[18-20]，量表中包括疼痛(疼痛程度、痛对睡眠的影响)、单项功能(提/携物、坐、站立、行走)和个人综合功能(日常活动能力、性生活、社会活动和郊游)3方面的评定。每个项目有6个备选答案，分值0-5分，0分表示无任何功能障碍，5分表示功能障碍最明显，分数越高表示功能障碍程度越重。将10个项目的相应得分累加后，其总值即为Oswestry功能障碍指数评分评分，得分越高说明患者功能障碍越严重。以门诊或电话方式随访，分别于术前和末次随访时记录评分。

椎间隙高度测量：应用计算机PACS图像工作站，采用Dabbs法测量椎间隙高度^[21]。术前、术后3 d、末次随访通过X射线侧位片(椎弓根完全重合)测量固定节段相邻上位椎间隙高度。

椎体变形指数测量^[22]：应用计算机PACS图像工作站，分别于术前、术后3 d、末次随访时通过X射线侧位片(椎弓根完全重合)测量固定节段相邻上位椎体的4个数据，分别为椎体上矢状径、椎体下矢状径、椎体前高、椎体后高，见图1。椎体缘出现骨赘时，将骨赘排除在外^[23]。

椎体终板凹陷角度测量：应用计算机PACS图像工作站，分别于术前、术后3 d、末次随访时通过CT正中矢状位(椎弓根完整显示)测量固定节段椎体上终板凹陷角度和相邻上位椎体下终板凹陷角度，见图2。椎体上下缘皮质骨呈高信号弧影，而终板不显影，以椎体高密度弧形影的最低点分别向前后弧形两端作直线，两直线的夹角即为椎体终板的凹陷角^[24]。

固定节段Cobb角测量：应用计算机PACS图像工作站，分别于术后3 d、末次随访时通过X射线侧位片测量，即固定节段椎体上下缘延长线相交所成的角。

主要观察指标：骨质疏松患者进行椎体骨水泥强化内固定后，早中期随访中骨水泥强化对相邻节段的影响。评价指标包括功能障碍指数评分、椎间隙高度、椎体变形指数、椎体终板凹陷角度、固定节段Cobb角。

统计学分析：采用SPSS 13.0统计软件进行统计学处理。计量资料以x(_)±s描述，符合正态分布者且方差齐者采用方差分析，不符合正态分布者采用秩和检验，P < 0.05表示差异有显著性意义。

讨论

脊柱后路固定的目的在于解除脊髓神经压迫的同时，恢复脊柱正常生理弯曲，维持脊柱稳定性。骨质疏松椎体骨量减少，椎体强度下降，骨-螺钉界面不稳定，术后可能出现椎体、椎间隙高度丢失，螺钉松脱、断裂，植骨不融合等，均可造成固定节段的角度丢失。固定节段的Cobb角度作为维持脊柱稳定性的重要指标，术后随访观察其变化程度，可有效的反应内固定的稳定程度。常规螺钉组患者末次随访相对术后的影像学测量，Cobb角度变化明显，而常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组Cobb角度变化明显小于常规螺钉组，表明添加骨水泥辅助后路固定的早中期随访稳定性优于未添加骨水泥常规手术。

常规螺钉组为常规手术组，根据结果，常规螺钉组术后3 d各项指标均无明显变化，末次随访椎体变形指数、椎间隙高度、固定节段Cobb角度均明显减小，表明常规手术术后未引起手术节段及相邻上位椎体形态改变，近中期随访发现相邻上位椎体轻微变扁平，上位椎间隙变小、固定节段Cobb角度减小。研究认为脊柱固定节段活动明显减小，而相邻椎体的活动度明显增加，造成相邻椎间盘及相邻椎体退变加速^[25-27]，固定节段稳定度下降，引起固定节段Cobb角度减小。

常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组为添加骨水泥强化组，根据结果，2组术后3 d上终板凹陷角度明显增大，近中随访椎体变形指数、相邻上位椎体下终班凹陷角度、椎间隙高度均明显改变，且前两项指标改变程度均明显大于常规螺钉组，但末次随访上述2组Cobb角度改变明显小于常规螺钉组。表明添加骨水泥固定术后即刻增加了固定节段椎体上终板凹陷角度，使上终板变扁平，改变了相邻椎间隙、椎体的力学分布，导致相邻椎体的形态改变均大于常规手术组。研究认为填充骨水泥可增加固定强度，提高固定稳定度，但改变了椎体的形态及刚度，引起相邻椎体的骨折风险大于常规手术。

常规螺钉+骨水泥组的钉道全部骨水泥强化，可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组仅螺钉前部骨水泥强化，而椎弓根部分无强化。生物力学研究表明，常规椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥与可灌注骨水泥椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥拔出力和最大剪切力无明显差异，旋出扭矩常规椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥大于可灌注骨水泥椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥^[28-30]。实验对3组应用不同类型螺钉的骨质疏松患者的早中期随访资料的分析得出，常规椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥和可灌注骨水泥椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥2种方法对患椎固定的稳定性和临床疗效较常规椎弓根螺钉组均有明显优势，但2组之间没有显著差异，其固定强度的差异不影响实际固定效果。因此，可以认为，在骨质疏松患者的手术治疗中，应用骨水泥强化固定对增强椎体的稳定性有重要意义。

固定节段椎体通过椎间盘与上位椎体紧密相连，终板是应力经椎间盘传递至相邻椎体的直接作用部位，终板不同区域强度不同，薄弱区域容易因应力集中而出现轻微疲劳性骨折，继而出现终板形态改变^[31-32]。终板的向心性凹陷是适应压力的结果^[33-35]，同时起着分散轴向应力的作用^[36-37]。Baroud等^[16]研究发现骨水泥可使强化椎体终板变平，椎间盘压力增大，并将负荷转移至邻近椎体，进而出现相邻椎体骨折，而这种应力传导不随骨水泥用量的减少而减小。椎体反复轻微疲劳骨折和骨质重建，椎体高度不断丢失、矢状径逐渐增大，继而出现肉眼可见的椎体骨折。实验中常规螺钉+骨水泥组与可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组术后固定节段上终板凹陷程度均减小，末次随访终板相邻上位椎体下终板凹陷程度及椎体压缩程度均较前增加，而单纯常规椎弓根螺钉组术后及末次随访均无明显变化。而且，常规螺钉+骨水泥组与可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组末次随访相邻椎体的形态改变无明显区别。因此，可以认为，术后对相邻椎体的影响主要由椎体骨水泥强化引起，与椎弓根是否强化无明显关联。单纯常规椎弓根螺钉固定增加了相邻节段运动幅度，造成脊柱不稳和退变加速，但这种变化主要体现在关节突和椎间盘退变。聚甲基丙烯酸甲酯灌注的压力引起强化椎体终板变平和椎体刚度增大，在坚强固定引起的高应力集中作用下，相邻终板最薄弱的中央区域终板及终板下骨质出现轻微疲劳骨折，致使终板凹陷程度增加。在压力持续作用下，终板下骨质和椎体反复轻微骨折和重建，造成椎体不断高度丢失和椎体矢状径增大，最终可出现肉眼可见的椎体骨折。

综上所述，常规椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥和可灌注骨水泥椎弓根螺钉灌注聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的临床应用均能明显提高骨质疏松患者内固定术后椎体的稳定性，但与此同时，能导致患椎相邻椎体的退变加速，发生骨折的风险增大。因此，可以认为，在应用骨水泥强化治疗以增加椎体稳定性的同时，应充分考虑到患椎相邻椎体发生骨折的风险。为了满足更广泛的临床需要，既能保证椎体固定稳定性又不增加临近椎体骨折风险的骨填充材料的开发，尚需更深入的研究。

骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松患者有利无弊

Pedicle screw fixation augmented with bone cement benefits osteoporosis patients

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[1]	鲁德志, 梅钊, 李向磊, 王彩萍, 孙鑫, 王孝文, 王金武. 3D打印脊柱侧凸矫形器的数字化设计及效果评估[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1329-1334.
[2]	陈心敏, 李文标, 熊凯凯, 熊晓燕, 郑利钦, 李木生, 郑永泽, 林梓凌. 钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折：最佳骨水泥量有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1404-1409.
[3]	唐辉, 姚志浩, 罗道文, 彭双麟, 杨双林, 王浪, 肖金刚. 高脂高糖饮食结合链脲佐菌素建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1207-1211.
[4]	李中峰, 陈明海, 凡一诺, 魏秋实, 何伟, 陈镇秋. 右归饮治疗激素性股骨头坏死作用机制的网络药理学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1256-1263.
[5]	袁俊, 杨家福. 局部氨甲环酸浸润在非骨水泥全膝关节置换过程中止血效果的评价[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 873-877.
[6]	侯广原, 张继学, 张志军, 孟祥晖, 段文, 高维陆. 骨水泥强化椎弓根螺钉内固定治疗伴骨质疏松腰椎退行性疾病的1年随访[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 878-883.
[7]	李时斌, 赖渝, 周毅, 廖建钊, 章晓云, 张璇. 激素性股骨头坏死发病机制及相关信号通路的靶点效应[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 935-941.
[8]	肖方骏, 陈树东, 栾继耀, 侯宇, 何坤, 林定坤. 丹参干预骨质疏松症：网络药理学解释的作用机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 772-778.
[9]	刘波, 陈祥和, 杨康, 余慧琳, 陆鹏程. DNA甲基化在运动干预骨质疏松中的作用机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 791-797.
[10]	吴子健, 胡昭端, 谢有琼, 王峰, 李佳, 李柏村, 蔡国伟, 彭锐. 3D打印技术与骨组织工程研究文献计量及研究热点可视化分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 564-569.
[11]	刘飞, 崔宇韬, 刘贺. 局部抗生素递送系统治疗骨髓炎的优势与问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 614-620.
[12]	李晓壮, 段浩, 王伟舟, 唐志宏, 王旸昊, 何飞. 骨组织工程材料治疗骨缺损疾病在体内实验中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 626-631.
[13]	聂少波, 李建涛, 孙基恩, 赵喆, 赵燕鹏, 张里程, 唐佩福. 内侧支撑髓内钉置入支撑治疗严重骨质疏松性股骨转子间骨折的力学稳定性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 329-333.
[14]	成世高, 王万春, 蒋栋, 李腾飞, 李洵, 任炼. 标准柄与加长柄骨水泥型假体置换治疗高龄转子间骨折的比较[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 362-367.
[15]	梁彦, 赵永飞, 朱震奇, 刘海鹰, 毛克亚. 微创经椎间孔腰椎椎体间融合固定治疗椎间盘源性脊柱侧凸：冠状面和矢状面平衡的2年随访[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 409-413.