椎体成形中病椎内骨水泥弥散与骨折时间的关系

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.52.005

摘要/Abstract

摘要：

背景：椎体成形骨水泥注射治疗骨质疏松椎体压缩性骨折具有肯定的临床疗效，但在手术最佳时机方面还存在着较大的争议。
目的：分析骨折时间对椎体成形病椎内骨水泥弥散的影响。
方法：纳入骨质疏松椎体压缩性骨折老年患者160例，均采用高黏度骨水泥进行椎体成形治疗，按骨折至手术时间分为新鲜组(<3周)、亚急性组(3-6周)和陈旧组(>6周)3组，术后即刻采用CT三维立体图像及X射线分析病椎内骨水泥的分布特点、弥散及渗漏情况。
结果与结论：骨水泥弥散体积比较为新鲜组>亚急性组>陈旧组，组间两两比较差异有显著性意义(P < 0.05)；各组骨水泥弥散特征均以均匀分布为主，骨水泥形状以实习团块状为主，绝大多数骨水泥均能够较大程度地弥散到超过椎体中线、达到上下椎板；各组患者病椎内骨水泥弥散系数为新鲜组>亚急性组>陈旧组，组间两两比较差异有显著性意义(P < 0.05)；新鲜组骨水泥渗漏率明显低于亚急性组和陈旧组(P < 0.05)。表明选择骨折3周内进行椎体成形治疗可获得较好的病椎内骨水泥弥散效果。

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

关键词: 生物材料, 骨生物材料, 骨水泥, 椎体成形, 骨质疏松椎体压缩性骨折, 弥散, 骨折时间

Abstract:

BACKGROUND: Vertebroplasty with bone cement injection in treatment of osteoporotic vertebral compression fractures has a positive clinical outcome, but there is a big controversy on the optimal timing of surgery.
OBJECTIVE: To analyze the effect of fracture time on bone cement dispersion within pathologic vertebrae in vertebroplasty treatment.
METHODS: Totally 160 elderly patients with osteoporotic vertebral compression fracture were included, and all were treated with vertebroplasty with high viscosity bone cement injection. According to the duration from fracture to surgery, patients were divided into three groups: fresh fracture group (< 3 weeks), subacute group (3-6 weeks) and old group (> 6 weeks). The bone cement distribution features, diffusion and leakage within the pathologic vertebrae were analyzed by three-dimensional CT image and X-rays.
RESULTS AND CONCLUSION: The bone cement dispersion volume was ranked as fresh group > subacute group > old group, and there was significant difference between groups (P < 0.05). Bone cement dispersion characteristics of each group were uniform distribution with cement-based lumpy shape. The vast majority of bone cement all can disperse to exceed vertebral midline, reaching the upper and lower lamina to a greater degree. Bone cement dispersion coefficient within the pathologic vertebrae of patients in each group was

ranked as fresh group > subacute group > old group, and there was significant difference between groups (P < 0.05). The bone cement leakage rate in the fresh fracture group was significantly lower than that in the subacute and old groups (P < 0.05). These results demonstrate that patients undergoing vertebroplasty within 3 weeks can obtain better bone cement dispersion effect.

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中图分类号:

R318

朱敏，李玉前，王晓东，李宏斌，张建华. 椎体成形中病椎内骨水泥弥散与骨折时间的关系[J]. 中国组织工程研究, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.52.005.

Zhu Min, Li Yu-qian, Wang Xiao-dong, Li Hong-bin, Zhang Jian-hua. Relationship between bone cement dispersion within pathologic vertebrae and fracture time in vertebroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.52.005.

图/表（结果） 3

参考文献

[1] 杨刘柱,陈仲,严鑫平,等.椎体骨水泥注入联合抗骨质疏松药物治疗急性骨质疏松性椎体压缩性骨折[J].中国组织工程研究, 2014, 18(39):6265-6270.
[2] 查小云,庞晓娜,李锂,等.中老年男性骨质疏松(OP)危险分层与定量超声骨密度(QUS-BMD)及双能X线骨密度(DXA-BMD)的相关性[J].复旦学报:医学版,2014,41(4):504-510.
[3] 王峥嵘,朱昀.老年慢性疾病患者骨质疏松的相关因素分析[J].中华老年医学杂志,2014,33(3):272-275.
[4] 周仁实,刘晓云.经皮椎体后凸成形术治疗老年骨质疏松椎体压缩性骨折的临床疗效[J].中国老年学杂志,2014,34(9):2555-2556.
[5] 孙建民,梁辰.骨质疏松椎体压缩性骨折的临床特征及治疗[J].中华临床医师杂志(电子版),2013,7(19):8555-8559.
[6] 陈书连,王义生,刘宏建,等.椎体成形术和椎体后凸成形术治疗Kummell's病的比较[J].中华实验外科杂志,2012,29(3):523-525.
[7] 陈卫,倪才方,王煊,等.经皮椎体成形术及后凸成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的临床对比研究[J].中华放射学杂志, 2011, 45(9):858-862.
[8] 郝定均,刘鹏,贺宝荣,等.陈旧性与新鲜性压缩骨折行椎体成形术的临床对比研究[J].脊柱外科杂志,2012,10(2):83-86.
[9] 李菊根,廖壮文,范子文,等.单侧与双侧椎弓根入路椎体成形术治疗高龄骨质疏松性椎体压缩骨折的临床疗效比较[J].中国微创外科杂志,2013,13(6):531-533.
[10] 江晓兵,莫凌,梁德等.骨水泥在椎体骨折线内弥散情况对椎体成形术治疗效果的影响[J].中国脊柱脊髓杂志,2014,24(2):144-149.
[11] 赵玉波,张庆明.椎体成形术中骨水泥弥散分布等级的量效关系[J].中国骨与关节损伤杂志,2015,30(1):63-65.
[12] 吴强,莫世赞,包拥政,等.椎体成形治疗后骨水泥在椎体内弥散的影响因素[J].中国组织工程研究,2014,18(43):6922-6928.
[13] 包拥政,莫世赞,胡孔和,等.骨折时间对椎体成形术后骨水泥在椎体内弥散的影响[J].广东医学,2015,36(6):890-893.
[14] 张亮,高梁斌,李健,等.椎体成形术中椎体骨密度对骨水泥弥散体积的影响[J].中国脊柱脊髓杂志,2011,21(11):915-918.
[15] 谢志勇,刘训伟,钟建,等.椎体成形过程中磷酸钙骨水泥及可降解网状微孔球囊的应用[J].中国组织工程研究, 2014,18(47): 7566-7572.
[16] 王守宝,王春,林锦,等.老年骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折治疗进展[J].临床和实验医学杂志,2010,9(2):153-155.
[17] 黄莹,陶高见,朱彤,等.CT引导下经皮椎体后凸成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的疗效分析[J].中华临床医师杂志(电子版), 2013,7(16):161-162.
[18] Lange A,Kasperk C,Alvares L,et al.Survival and Cost Comparison of Kyphoplasty and Percutaneous Vertebroplasty Using German Claims Data.Spine (Phila Pa 1976). 2013; 39(4): 318-326.
[19] Liu J,Li X,Tang D,et al.Comparing pain reduction following vertebroplasty and conservative treatment for osteoporotic vertebral compression fractures: a meta-analysis of randomized controlled trials.Pain Physician. 2013;16(5): 455-464.
[20] 付咏梅,姚嵩梅.老年骨质疏松症患者发生骨折的影响因素[J].国际护理学杂志,2014,33(9):2336-2337.
[21] 李洪德,何仕诚,张年明等.单发和多发骨质疏松性椎体压缩骨折经椎体成形术治疗后再发骨折的对比分析[J].中国医学影像技术,2010,26(12):2330-2333.
[22] Kim KW,Cho KJ,Kim SW,et al.A nation-wide, outpatient-based survey on the pain, disability, and satisfaction of patients with osteoporotic vertebral compression fractures.Asian Spine J. 2013;7(4):301-307.
[23] Chen D,An ZQ,Song S,et al.Percutaneousvertebroplasty compared with conservative treatment in patients with chronic painful osteoporotic spinal fractures.J Clin Neurosci. 2014; 21(3):473-477.
[24] 陈晓依,刘峰,陈红方,等.老年骨质疏松椎体压缩性骨折患者自我感受负担与生活质量的研究[J].护士进修杂志, 2013,28(6): 486-489.
[25] Lee YK,Jang S,Lee HJ,et al.Mortality after vertebral fracture in Korea: analysis of the National Claim Registry.Osteoporos Int.2012;23(7):1859-1865.
[26] 史光华,李鹏翠,卫小春.骨质疏松椎体压缩骨折的治疗进展[J].中国骨伤, 2013,26(10):878-882.
[27] 卢斌,陈其昕,蒋国强,等.80岁及以上骨质疏松性骨折患者经皮椎体成形术治疗[J].中华老年医学杂志,2010,29(10):829-831.
[28] 白新明.椎体成形术治疗老年骨质疏松性椎体压缩骨折体会[J].河北医药,2010,32(14):1928-1929.
[29] 厉驹,马镇川,易立明,等.椎体后凸成形术手术时机对椎体压缩性骨折近期疗效的影响[J].中医正骨,2011,23(11):38-40.
[30] 刘波,陈国城,邓立平,等.单侧及双侧经皮椎体后凸成形术治疗骨质疏松椎体压缩性骨折的对比研究[J].中国医药科学, 2013, 3(14): 185-186,194.
[31] Nieuwenhuijse MJ,Van Erkel AR,Dijkstra PD.Cement leakage in percutaneous vertebroplasty for osteoporotic vertebral compression fractures: identification of risk factor.Spine J. 2011;11(9):839-848.
[32] Clark W,Lyon S,Burnes J.Trials of vertebroplasty for vertebral fractures. N Engl J Med.2009;361(21):2097-2098.
[33] Klazen CA,Lohle PN,de Vries J,et al.Vertebroplasty versus conservative treatment in acute osteoporotic vertebral compression fractures(VertosⅡ):an open-label randomized trial.Lancet.2010;376(9746):1085-1092.

引言

骨质疏松是一种骨质脆性增加、易于骨折的全身性骨代谢性疾病^[1-2]，其主要特征是低骨量和骨组织微结构破坏，该病常见于老年人，但各年龄时期均可发病^[3]。目前全世界有2亿骨质疏松症患者，中国有5 000万左右。据统计，中国65岁以上人口占总人口的7.1%(达9 000万)，其中一些人在生长发育时正值中国经济困难时期，营养和钙质摄入不足，导致中国骨质疏松椎体压缩性骨折的发病率是欧美发达国家的7倍。据统计70岁以上患有骨质疏松症的老人中，20%有不同程度的骨质疏松椎体压缩性骨折，在绝经后的女性中患病率为16%。近年来，随着社会老龄人群的增加，伴随着骨质疏松症引起的骨质疏松椎体压缩性骨折患者逐渐增多，尤其是绝经后的老年女性，其导致的腰背部疼痛、后凸畸形严重影响患者生活质量^[4-5]。椎体骨折可以引起持续数月的功能障碍性疼痛，这种疼痛可使患者丧失劳动力和运动能力，有40%的患者持续不见好转，可迅速引起肢体功能丧失、肺不张、肺炎、深静脉血栓形成和肺栓塞等并发症，椎体压缩性骨折也是引起很多老年人生活不能自理和丧失独立生活能力的原因之一。骨质疏松症的严重并发症是骨折，骨质疏松椎体压缩性骨折为其中之一。
椎体成形指经皮通过椎弓根或椎弓根外向患者病椎内注入骨水泥，增加病椎的稳定性和强度，以缓解疼痛或部分恢复椎体高度的一种微创脊椎外科技术^[6-7]。目前椎体成形在骨质疏松椎体压缩性骨折的临床治疗中得到了广泛应用，并取得了良好效果^[8-9]。良好的骨水泥弥散程度是影响椎体成形手术疗效的重要因素^[10-11]，并且在临床上对手术最佳时机的选择还存在着较大争议，所以有必要进行相关研究来分析骨折时间对椎体成形手术患者病椎内骨水泥弥散的影响。

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材料方法

1.1 设计对比观察临床试验。

1.2 时间及地点于2013年1月至2015年1月在南通市第三人民医院完成。

1.3 对象选择2013年1月至2015年1月期间在南通市第三人民医院行椎体成形治疗的160例骨质疏松椎体压缩性骨折患者为研究对象，所有患者均采用高黏度骨水泥。患者在入院时均通过影像学检查确诊为骨质疏松椎体压缩性骨折患者，并在术前签署知情同意书。

骨质疏松诊断标准：参照世界卫生组织(WHO)推荐的诊断标准。基于双能X射线吸收测定：骨密度值低于同性别、同种族健康成人的骨峰值<1个标准差属正常；骨密度值降低1-2.5个标准差之间为骨量低下(骨量减少)；骨密度值降低程度≥2.5个标准差为骨质疏松。

压缩性骨折诊断标准：X射线片可见受伤椎体变形，呈楔状，骨体压缩程度为1/4-1/2，确诊为压缩性骨折。

纳入标准：影像学检查确诊为骨质疏松椎体压缩性骨折者；患者均适合采用高黏度骨水泥并积极配合医院；患者在手术前均签署知情同意书，并且了解并同意自己的复查资料将被作为研究用途；患者有严重的腰背疼痛及活动受限症状。

试验分组：依据患者骨折至手术时间的长短分为新鲜组、亚急性组和陈旧组。新鲜组患者共70例，其中男27例，女43例；年龄55-78岁，平均(66.4±5.6)岁；骨折至手术时间<3周；骨密度为832 g/cm²；骨折部位：T₈ 10例，T₉ 8例，T₁₀ 6例，T₁₁ 7例，T₁₂ 6例，T₁₄ 5例，L₁ 7例，L₂ 9例，L₃ 7例，L₄ 5例。亚急性组患者共50例，其中男19例，女31例；年龄57-80岁，平均(67.7±5.9)岁；骨折至手术时间为3-6周；骨密度为805 g/cm²；骨折部位：T₈ 7例，T₉ 6例，T₁₀ 4例，T₁₁ 5例，T₁₂ 3例，T₁₄ 5例，L₁ 6例，L₂ 5例，L₃ 5例，L₄ 4例。陈旧组患者共40例，其中男13例，女27例；年龄56-80岁，平均(66.8±6.2)岁；骨折至手术时间>6周；骨密度为763 g/cm²；骨折部位：T₈ 7例，T₉ 5例，T₁₀ 4例，T₁₁ 3例，T₁₂ 3例，T₁₄ 4例，L₁ 4例，L₂ 5例，L₃ 3例，L₄ 2例。

1.4 材料

椎体成形系统：上海凯利泰医疗科技股份有限公司生产，注册号：国食药监械(准)字2008第3100820号，产品标准：YZB/国 0988-2008。

C型臂：企晟(上海)医疗器械有限公司生产，药(械)准字：国食药监械(进)字2011第3234089号，产品标准： YZB/国 0988-2008。

高黏度骨水泥：天津市合成材料研究所生产，注册号：国药管械(试)字2000第302176号，产品标准：Q/12 HG4527-1998。骨水泥为聚乙烯吡咯烷酮，是一种广泛应用的水溶性高分子化合物，经过测试无细胞毒性，与血液组织有较好的生物相容性。

1.5 方法 3组患者手术均由同一组医师完成。

椎体成形治疗：所有患者均采用局麻及经单侧椎弓根注入骨水泥，骨水泥统一使用聚乙烯吡咯烷酮。术中患者取俯卧位，穿刺针为14G。在C臂机透视下，均经椎弓根穿刺入路。将穿刺针抵达椎体前1/3为理想位置，调制骨水泥到呈黏稠状时，用压力注射器注入椎体内，注入骨水泥时在侧位严密透视下进行，当骨水泥到达椎体后壁时说明充填完好，即停止注射，随后在骨水泥硬化后拔针。术中器械由穿刺引导针、工作套管、手动钻、球囊扩张管、压力表等组成。先穿刺成功后，依次更换至工作套管，套管前端置于椎体后缘，用手动钻在椎体内钻出一条通道，沿通道放入球囊，于透视下扩张球囊，使伤椎膨胀并恢复一定高度，此时椎体内形成一个空腔，经注入管由前往后逐步注入骨水泥填塞空腔。

1.6 主要观察指标术后即刻采用CT复查所有患者骨水泥形状，通过CT的三维成像和容积再现功能，在影像工作站上清晰重现术后椎体及骨水泥等三维立体图像；采用X射线检查骨水泥弥散情况，并利用工作站的相关功能对骨水泥及椎体进行测量^[12-13]。

病椎内骨水泥分布特点：观察记录患者病椎内骨水泥的中心平面是否超过椎体中线，入口侧是否达上下终板。观察骨水泥在椎体内的弥散特征和骨水泥形状，骨水泥形状有实心团块状、扁平板状和蜂窝状，具体见图1；将骨水泥分布较为集中的称为均匀分布，分布不集中的称为偏心分布。

病椎内骨水泥弥散体积：骨水泥弥散体积是指在病椎内注入骨水泥后，沿病椎骨折处及骨小梁间隙进行弥散，而由骨水泥、骨小梁、骨小梁间隙所共同组成的三维空间体积^[14-15]。

病椎内骨水泥渗漏情况：观察三维立体图像，记录患者病椎骨水泥渗漏情况。

1.7 统计学分析采用SPSS 19.0软件对研究中得到数据进行统计学分析。组间两两比较采用t 检验，计数资料采用χ²检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

随着中国社会人口老龄化程度的加深，骨科类疾病的发病率逐渐提高^[16-17]，其中骨质疏松椎体压缩性骨折占骨质疏松性骨折的45%^[18-19]。骨质疏松患者发生骨折的概率是普通人的几倍^[20-21]，而且该类患者骨折最常发生的部位患者为脊柱胸腰段。骨质疏松椎体压缩性骨折不仅会影响患者的脊柱功能，而且还会导致患者消化和呼吸系统的相关疾病，对老年患者的生活质量造成了严重影响^[22-24]。药物治疗、配戴支具等传统治疗方法不能有效缓解疼痛，更有甚者会进一步加重骨质疏松程度，据报道采用传统治疗方法治疗骨质疏松椎体压缩骨折患者的死亡率高达30%左右^[25-26]。目前椎体成形已成为临床上治疗骨质疏松椎体压缩性骨折的有效方式[27-28]。虽然目前医学界均十分认可椎体成形治疗骨质疏松椎体压缩性骨折的疗效，但在手术最佳时机还存在着较大的争议^[29-30]。相关研究已证实，骨折至手术时间与疼痛缓解及并发症发生情况没有明显相关关系^[31]。试验主要通过比较各组患者病椎内骨水泥的分布特点、弥散系数及渗漏情况来探究骨折时间对椎体成形手术患者病椎内骨水泥弥散的影响。
试验选择采用高黏度骨水泥的160患者为对象，然后采用Clark等和Klazen等^[32-33]对于手术时间的分组方法分为新鲜组、亚急性组、陈旧组3组，然后对各组患者骨水泥的分布特点、弥散系数及渗漏情况进行比较。本次研究结果显示：各组患者骨水泥注入数量并无明显差异，而各组骨水泥弥散体积比较为新鲜组>亚急性组>陈旧组；各组患者病椎内骨水泥的弥散特征均以均匀分布为主，骨水泥形状以实习团块状为主；大多数患者病椎内骨水泥均能够弥散到超过椎体中线和达到上下椎板；各组患者病椎内骨水泥弥散系数为新鲜组>亚急性组>陈旧组，组间两两比较差异有显著性意义(P < 0.05)；新鲜组患者病椎内骨水泥的渗漏率最低，并且明显低于亚急性组和陈旧组(P < 0.05)。分析相关原因如下：新鲜组患者中骨水泥弥散体积和弥散系数均高于亚急性组和陈旧组(P < 0.05)，说明骨折时间越长骨水泥在病椎内的弥散能力越弱。而在不同骨折时期患者病椎内骨水泥的弥散程度不同，其主要原因是由患者病椎在不同时间的不同特点决定的。新鲜组患者病椎内会出现出血、水肿情况，患者骨折断端还未有机化组织形成，而是由积血充填，所以在此时期注入骨水泥就会比较容易向四周扩散，弥散能力较强。在亚急性期时，患者骨折所出现的出血和水肿逐渐被吸收，病椎内出现纤维组织和肉芽组织增生，骨折处出现少量钙盐沉积，在亚急性时期注入骨水泥，骨水泥在扩散时受到的阻力较大，因此骨水泥扩散范围和弥散能力均在不同程度上减小。而在陈旧时期，患者骨折处钙质不断沉积，骨折处机化组织逐渐代替骨髓组织，而在这一时期向患者病椎内注入骨水泥，骨水泥在病椎内扩散时所受到的阻力最大，此时骨水泥的弥散能力也就最小。新鲜组患者骨水泥渗漏率明显低于亚急性组和陈旧组，说明选择在骨折新鲜期行椎体成形的效果最佳。
综上，骨折时间对于椎体成形手术患者病椎内骨水泥有明显影响，骨折至手术时间越长则骨水泥弥漫系数越低。在骨折急性期来进行椎体成形手术，可使患者病椎内的骨水泥得到较好的弥散效果。

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