经皮螺钉置入固定结合关节突植骨修复胸腰椎骨折：建立伤椎长久稳定性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.17.012

摘要/Abstract

摘要：

背景：微创手段修复胸腰椎骨折是目前治疗脊柱骨折的热点，具有较传统手术创伤小，出血少，组织损伤小，卧床时间短等优点，但微创经皮螺钉置入内固定的复位效果与椎体高度维持尚缺乏临床研究。

目的：比较小切口关节突植骨结合经皮螺钉置入内固定与单纯内固定修复胸腰椎骨折在维持椎体高度方面的差异。

方法：回顾性分析2010年1月至2013年9月收治的T₁₁-L₂单椎体骨折(AO分型：A1、A2、A3、B1)患者79例的临床资料，其中41例采用小切口经关节突植骨结合经皮椎弓根螺钉置入内固定治疗(植骨组)，38例采用单纯经皮椎弓根螺钉置入内固定治疗(非植骨组)。比较两组患者的围手术期指标，并对比治疗前、治疗后及末次随访时的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数、Cobb角及伤椎体前缘高度比值。

结果与结论：植骨组随访时间4-36个月，非植骨组随访时间5-30个月，两组随访时间差异无显著性意义(P=0.25)。两组手术时间、术中失血量、术后下地时间及住院天数之间差异无显著性意义(P均 > 0.05)。随访结果显示，两组Oswestry功能障碍指数、目测类比评分差异无显著性意义(P > 0.05)；而植骨组的Cobb角、伤椎体前缘高度比值较未植骨组有显著优势(P < 0.05)。提示小切口关节突植骨结合经皮螺钉置入内固定与单纯内固定修复胸腰椎骨折的短期随访有效性及安全性无明显区别，不同的是，小切口关节突植骨对于无神经损伤椎体骨折长久稳定性的恢复及维持具有显著优势。

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

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关键词: 植入物, 脊柱植入物, 微创, 胸腰椎骨折, 椎弓根螺钉, 内固定, 植骨

Abstract:

BACKGROUND: It has been a hotspot in the treatment of spinal fracture by minimally invasive approach. Compare with open operation, minimally invasive surgery has less trauma, less bleeding, less tissue damage and shorter hospital stay. But no clinical study focuses on the reduction effect of minimally invasive percutaneous screw fixation and maintenance of vertebral height.

OBJECTIVE: To compare the difference of minimally invasive percutaneous screw combined with articular process bone grafting and simple screw fixation in the treatment of thoracolumbar fracture on maintaining vertebral height.

METHODS: Clinical data of 79 patients with T₁₁-L₂ thoracolumbar fractures (AO type: A1, A2, A3, B1) were retrospectively analyzed. Among them, 41 cases were treated by percutaneous pedicle screw fixation combined with articular process bone grafting, while 38 cases were treated by percutaneous pedicle screw fixation, from January 2010 to September 2013. Perioperative indicators in the two groups, visual analogue scale scores, and Oswestry Disability Index before and after surgery, as well as at final follow-up were compared between the two groups. The anterior and posterior of vertebral height, the recovery of Cobb’s angle were evaluated.

RESULTS AND CONCLUSION: The patients in the grafting group were followed up for 4-36 months and those in the non-grafting group were followed up for 5-30 months, there was no significant difference in the follow-up time between the two groups (P=0.25). The operation time, intraoperative blood loss, postoperative ambulation time and hospital stay showed no significant difference between the two groups (P > 0.05). The follow-up results showed that, no significant difference was found in visual analogue scale scores and Oswestry Disability Index between the two groups (P > 0.05). However, the anterior and posterior of vertebral height, the recovery of Cobb's angle in the grafting group were significantly better than that in the non-grafting group (P < 0.05). The short-term efficacy and security are similar between the two surgery methods in the treatment of thoracolumbar fracture. However, minimally invasive percutaneous screw combined with articular process bone grafting shows great advantages in recovering and maintaining the long-term stability.

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Key words: Thoracic Vertebrae, Lumbar Vertebrae, Fractures, Bone, Internal Fixators, Bone Nails

中图分类号:

R318

高浩然，赵海恩，钱澍，郭时空，李红，钱济先. 经皮螺钉置入固定结合关节突植骨修复胸腰椎骨折：建立伤椎长久稳定性[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(17): 2688-2693.

Gao Hao-ran, Zhao Hai-en, Qian Shu, Guo Shi-kong, Li Hong, Qian Ji-xian. Percutaneous screw fixation combined with articular process bone grafting for the treatment of thoracolumbar fractures: constructing long-term stability[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(17): 2688-2693.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析共计79例患者符合标准，其中男性51例，女性28例；年龄21-58岁，平均43岁；T₁₁骨折9例，T₁₂骨折25例，L₁骨折26例，L₂骨折19例；高处坠落伤43例，车祸伤32，其他伤4例；TLICS评分：3分22例，4分30例，5分27例。采用小切口关节突植骨结合经皮螺钉固定组(植骨组)41例，单纯经皮螺钉固定组(未植骨组)38例。

2.2 基线资料比较两组患者性别、年龄、相应骨折节段、TLICS评分等基线资料比较，差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性(表1)。

2.3 随访结果植骨组随访时间4-36个月，非植骨组随访时间5-30个月，两组随访时间差异无显著性意义(P=0.25)。围手术期指标相比较，两组手术时间、术中失血量、术后下地时间及住院天数之间差异无显著性意义 (P均 > 0.05，表2)。

治疗前评估，两组在目测类比评分、ODI、Cobb角、伤椎体前缘高度比值之间差异无显著性意义。治疗后3个月随访结果显示，两组目测类比评分、ODI、Cobb角、伤椎体前缘高度比值之间差异无显著性意义。末次随访结果显示，两组ODI、目测类比评分差异无显著性意义；而Cobb角差异有显著性意义，其均值差为-7.50，95%可信区间(-8.69，-6.31)，P < 0.000 01；伤椎体前缘高度比值差异有显著性意义，其均值差为21.40，95%可信区间(16.70， 26.10)，P < 0.000 01(表3)。

2.4 影像学变化末次随访的X射线结果显示：植骨组的关节突关节间隙较窄，关节面模糊，伤椎的高度恢复无明显丢失(图2)；非植骨组关节突关节间隙相对较大，关节相对间隙清楚，伤椎高度较术后存在一定程度的丢失(图3)。

2.5 并发症治疗后至末次随访，两组均无螺钉松动，无断钉断棒病例出现，无继发性神经损害。两组病例均无早期或晚期感染。未植骨组病例出现不同程度椎体前缘高度丢失及后凸。

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引言

胸腰椎骨折是临床上常见的外伤性疾患，占脊柱骨折的80%以上，以青壮年多见，男女比例约为4∶1，多为高处坠落伤、交通事故、运动伤、暴力和其他类型损伤，治疗方法有手术与非手术治疗。

传统的开放后路椎弓根螺钉内固定是临床常见的修复方法，常常需要正中切开皮肤，需要将椎旁肌自棘突及椎板剥离，显露关节突关节，通过“人字脊”置入椎弓根螺钉，进行撑开复位固定，必要时行椎板减压。但是传统后路手术对肌肉的广泛剥离和牵拉易导致肌肉缺血坏死和纤维化，产生腰背部疼痛僵硬^[1-2]，肌肉的失神经支配导致肌肉萎缩，出现腰部无力，同时手术中出血量大，患者卧床时间长，住院时间长，伤后恢复时间长，医疗资源巨大浪费。

随着脊柱微创技术的不断发展，如导航技术对固定精确度的提高、内固定器械的改进、内镜下减压技术的提高均使经皮椎弓根螺钉技术结合计算机辅助外科技术被更广泛应用于脊柱骨折。近些年后路微创经皮椎弓根螺钉内固定已成为治疗无神经损害的胸腰椎骨折的主要方法，成为临床研究的热点。它较传统手术组织创伤小，术中出血少，椎旁肌肉组织损伤小，患者卧床时间短，恢复快，腰背无力、僵硬发生率低等优点^[3-6]。但微创经皮螺钉固定的即时复位效果与传统开放手术有一定的差异，同时椎体复位后形成蛋壳椎不利于椎体高度的长久维持，可能出现高度丢失，椎体塌陷的情况。

文章回顾性分析采用骨折拟撑开节段使用固定角度椎弓根螺钉或单向活动椎弓根螺钉在术中可以达到脊柱前、中、后柱的撑开，采用弯棒、推顶技术达到椎体前缘高度恢复的方法；然后通过关节突间隙植入异体骨粒，半年后骨折与上位椎体骨性融合，可以减少椎体塌陷的发生率，同时能够有效维持椎体的长久稳定。

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材料方法

设计：对比观察试验。

时间及地点：于2010年1月至2013年9月在解放军第四军医大学唐都医院骨科完成。

对象：收集解放军第四军医大学唐都医院2010年1月至2013年9月收治的胸腰椎骨折患者79例，其中男51例，女28例；年龄21-58岁，平均43岁；T₁₁骨折9例，T₁₂骨折25例，L₁骨折26例，L₂骨折19例；高处坠落伤43例，车祸伤32，其他伤4例；胸腰椎损伤分类及损伤程度评分(Thoracolumbar injury classification and severity score，TLICS)：3分22例，4分30例，5分27例。根据修复方式分为两组，其中采用小切口关节突植骨结合经皮螺钉固定组(植骨组)41例，单纯经皮螺钉固定组(未植骨组)38例。两组患者一般资料差异无显著性意义，具有可比性(P > 0.05)。

纳入标准： ①T₁₁-L₂单椎体外伤性骨折。②骨折采用AO分型方法为A1、A2、A3、B1型。③患者有腰背痛，无下肢感觉、运动、尿便功能障碍^[7-8]。④影像学表现伴有椎间盘损伤性信号改变。⑤TLICS为3-5分。⑥修复方法采用经皮结合伤椎短节段6钉固定。⑦患者对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

排除标准： ①多节段骨折。②骨质疏松性骨折。③B2、B3、C1、C2、C3型骨折。④有神经损害症状者。⑤TLICS评分< 3分或> 5分者。⑥存在严重手术禁忌证的系统性疾病或其他代谢性疾病。⑦修复方法非经皮短节段6钉固定。

材料： ①本组病例所使用的椎弓根螺钉为常州康辉医疗器械有限公司提供的丘比特微创椎弓根螺钉内固定系统，材质为钛合金。具有强度高、耐蚀性好、耐热性高、生物相容性好等特点。该螺钉能够与生物体内的组织和血液的生化成分相容，材料不被腐蚀且对生物体不产生毒副作用的特性与能力。螺钉规格为长度35-45 mm，直径6.0-6.5 mm。连接棒为可预弯钛合金棒，直径为5.5 mm。②植骨材料为山西国家级骨库提供的同种异体骨粒，生物相容性良好。

方法：

修复方法：两组手术均由同一组手术团队完成，且主刀医生具有丰富的脊柱外科及微创外科手术经验。

非植骨组：患者采用全身麻醉。体位间接复位：仰卧位，背部以骨折椎体为中心垫圆枕，并不断逐渐垫高。然后俯卧于脊柱支架上，在前后位X射线透视下观察复位程度，用克氏针标记拟置钉(伤椎及上下相邻椎体)椎弓根中心点的体表投影。常规消毒铺巾。先行上位椎体标记处做长1.5 cm横行切口，切开皮肤、皮下及深筋膜，电凝止血。首先在前后位X射线透视引导下并利用手指协助触及进针点(胸椎采用横突中点水平线与上关节突外缘垂线交点，腰椎采用人字嵴)并插入PAK针，透视见位置良好后，轻轻锤击PAK针尾穿入椎弓根后，取出PAK针内芯，置入导丝，并取出PAK针管。采用软组织扩张器逐级扩开一个合适的通道。经导丝插入丝攻，对椎弓根进行攻丝。攻丝完毕后移除丝攻和扩张器。将中空万向见螺钉在导丝和透视引导下旋入椎弓根后，取出导丝。同法置入同侧伤椎及下位椎弓根螺钉伤椎螺钉(常为35 mm)短于上下邻椎的螺钉(45 mm)。当3枚螺钉安装完毕后，通过延长杆体外测量连接棒长度。再通过置棒器，在侧位X射线透视下，将连接棒依次穿过3枚螺钉钉尾。经前后位、侧位X射线透视证实连接棒位置无误后，先锁紧伤椎顶丝，再体外适当撑开复位，使前、后纵韧带保持一定的紧张度。使用最终锁紧各个顶丝。取出置棒器和螺钉延长杆。对侧采用同样方法。最后间断缝合筋膜和皮肤(见图1)。

植骨组：麻醉及体位复位同前。于双侧伤椎标记处纵行切开皮肤皮下约2 cm，钝性分离肌肉软组织直至小关节突，切除关节囊，显露关节间隙，小骨刀切除关节突上、下关节软骨面，然后将异体骨粒植入关节间隙并嵌实。最后同上法置入椎弓根螺钉，安装连接棒固定，拟融合节段关节突周围补充植骨，并嵌实。

主要观察指标：包括患者的围手术期相关指标及治疗后恢复相关指标。

其中围手术期指标，包括手术时间、出血量、下地时间、住院时间；治疗后恢复指标包括手治疗前、后及末次随访的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index，ODI)、Cobb角及伤椎体前缘高度比值。

目测类比评分法用于疼痛的评估。基本的方法是使用一条长约10 cm的游动标尺，一面标有10个刻度，两端分别为“0”分端和“10”分端，0分表示无痛，10分代表难以忍受的最剧烈的疼痛。

Oswestry功能障碍指数用于评定慢性腰痛患者的效度。依据腰痛腿痛程度、个人生活料理情况、提举重物情况、行走状况、坐立状况、站立状况、睡眠状况、性生活状况、社会生活状况、旅行状况10个方面评分，总分-(所得分数/5×回答的问题数)×100%为所得指数。

伤椎体前缘高度比值为根据医生影像工作站测量伤椎前缘高度/伤椎相邻上位椎体高度×100%。

统计学分析：所得数据以x(_)±s表示，并应用SPSS 17.0统计软件进行配对样本的t 检验，以 P 为差异有显著性意义。 < 0.05

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讨论

3.1 微创手术与开放手术的发展历程胸腰椎传统的开放手术创伤较大，术中出血量显著增加，剥离肌肉过程易引起肌肉缺血坏死，手术过程中易损伤椎旁肌及脊神经后支，导致术后术区疼痛、椎旁肌萎缩及肌肉纤维化，存留腰背肌无力，肌肉失神经支配及萎缩导致迟发型脊柱不稳，远期症状恢复不是很满意。在此前提下，胸腰椎微创内固定技术逐渐发展起来^[9]。早在1982年Magerl就通过经皮腰椎穿刺行腰椎骨折临时外固定，开创了腰椎微创术的先河^[10]。1995年Mathews在X射线透视下实施经皮腰椎弓根螺钉内固定，实现了真正意义上的腰椎微创内固定。但当时的内固定系统的连接棒是置于皮下的，存在钉棒结合处力矩长、承受张力大，容易发生内固定断裂；棒浅容易导致局部皮肤不适及溃疡、感染等缺点，在应用上受到限制。2002年Foley等^[11]开发了一套经皮椎弓根螺钉内固定系统，将内固定的连接棒置于肌肉深层，既解决了固定棒较浅患者不适的缺点，又增加了内固定的稳定性^[12]。从此，脊柱微创内固定技术得到了广泛应用和快速发展。近些年，微创治疗逐渐成为胸腰椎骨折的主要手段。微创经皮椎弓根螺钉固定是经多裂肌与最长肌间隙入路直达关节突，无需将多裂肌自椎板剥离，使得肌肉失神经支配的发生率显著降低，同时肌肉的直接损伤程度最小，避开了骨膜与肌肉交界处的血管，因此出血明显减少。闫国良等^[13-17]报道反映肌肉损伤指标肌酸磷酸激酶微创组明显低于开放手术组。

3.2 跨伤椎内固定及附加伤椎内固定概括来讲，不伴有神经症状的胸腰椎骨折，是使用经皮微创椎弓根螺钉内固定的适应证。常规使用传统的跨伤椎后路椎弓根螺钉内固定或者附加伤椎椎弓根螺钉内固定。前者行4钉固定，具有手术时间短、出血少、节省手术费用等诸多优点，在一段时间内受到术者以及患者的欢迎；但是后者与前者相比，附加伤椎行6钉内固定，能够明显增强脊柱的生物力学稳定性^[18]。王洪伟等^[19-20]通过比较跨伤椎和附加伤椎内固定后发现，在伤椎前、后缘高度的改善中，6钉组明显好于4钉组，增加后凸畸形的矫正效率，减少术后矫正度的丢失。与4钉固定相比较，6钉组固定避免了内固定的应力集中，降低了内固定物应力性疲劳及折断^[9]。由此可见，附加伤椎内固定的6钉组，在长期的矫疗效中具有显著的优越性：①伤椎置入螺钉在进行复位时可起到向前推顶的作用，更有利于矫正伤椎畸形，有利于椎体前缘高度的恢复，降低内固定系统悬挂效应，从而减少椎间隙压缩及椎体的塌陷，防止后凸的形成。②分散钉棒的连接应力，轴向承载能力，抗屈能力，抗旋转能力增加。③降低平行四边形效应，增强稳定性，避免对正常椎间盘的牵张，有利于伤椎形态恢复。近年来，附加伤椎椎弓根螺钉内固定被广泛地应用于临床治疗中^[21-23]。

3.3 植骨与不植骨椎体压缩性骨折后骨松质被压缩，复位后骨松质缺损会形成伤椎内蛋壳样改变，导致脊柱前中柱结构完整性丧失。如果治疗不当，后期容易发生复位丢失，并逐渐进展为脊柱后凸畸形^[24]，从而引起诸如腰背部顽固性疼痛，无力等不良并发症。因此，从生物力学稳定性及长期治疗效果来看，手术除了需要矫正脊柱畸形，恢复椎体高度并提供脊柱的短期稳定性以外，还需要恢复脊柱的刚度及骨量，以促进脊柱长期的生物力学稳定性的恢复^[25-26]。但是对于胸腰椎压缩性骨折的微创修复方式较多，如经椎弓根伤椎椎体内植骨，经皮螺钉固定后椎板间植骨，经皮螺钉固定通道下椎间植骨等。本组病例骨折骨折分型为A1-B2型，无明显矢状位及冠状位失稳定，无明显间盘损伤信号，因此无需前路重建，单纯后路固定融合即可。本文通过小切口关节突植骨结合经皮螺钉内固定与单纯内固定修复胸腰椎骨折的疗效相比较，两组目测类比评分、ODI、Cobb角、伤椎体前缘高度比值之间差异无显著性意义，Cobb角、伤椎体前缘高度比值之间差异具有明显的区别。由此证实，植骨对于骨折椎体长久稳定性的恢复及维持具有重要的临床意义。

小切口关节突植骨结合经皮螺钉内固定与单纯内固定修复胸腰椎骨折的疗效相比较，短期的治疗有效性及安全性无明显区别，关节突植骨在骨折椎体长久稳定性的恢复及维持上具有显著的优势。作者推荐对于此类患者常规使用小切口关节突植骨，避免复位后椎体高度丢失及椎体后凸畸形的加重。不足之处是：一方面小切口关节突植骨结合经皮螺钉置入内固定操作复杂，学习曲线较长，需要娴熟的脊柱外科经验和精湛的微创外科技术才能完成；另一方面，本文的研究样本较少，随访时间短，为非随机对照研究，还需要大样本、前瞻性随机对照研究加以证实。

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