经皮椎体成形术后骨水泥量和分布对手术椎体及邻近椎体再发骨折的影响

doi:10.12307/2024.364

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (10): 1586-1591.doi: 10.12307/2024.364

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经皮椎体成形术后骨水泥量和分布对手术椎体及邻近椎体再发骨折的影响

阿卜杜吾普尔•海比尔，阿里木江•玉素甫，麦麦提敏•阿卜力米提，买合木提•亚库甫，艾奔•卡依尔汗，依木然•阿布都克力木，
阿力木江•阿西木，林航，吐尔洪江•阿布都热西提

新疆医科大学第六附属医院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002

收稿日期:2023-04-12 接受日期:2023-05-19 出版日期:2024-04-08 发布日期:2023-08-19
通讯作者: 吐尔洪江•阿布都热西提，硕士，主任医师，硕士生导师，新疆医科大学第六附属医院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002 买合木提•亚库甫，新疆医科大学第六附属医院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002
作者简介:阿卜杜吾普尔•海比尔，男，1995年生，新疆维吾尔自治区和田市人，维吾尔族，新疆医科大学在读硕士，主要从事脊柱创伤、骨质疏松症治疗等相关研究。
基金资助:
新疆维吾尔自治区科学技术厅，自然科学基金青年项目(2022D01C821)，项目负责人：买合木提•亚库甫

Influence of bone cement volume and distribution on surgical and adjacent vertebral refractures after percutaneous vertebroplasty

Abuduwupuer•Haibier, Alimujiang•Yusufu, Maimaitimin•Abulimiti, Maihemuti•Yakufu, Aiben•Kayierhan, Yimuran•Abudukelimu, Alimujiang•Aximu, Lin Hang, Tuerhongjiang•Abudurexiti

Sixth Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Received:2023-04-12 Accepted:2023-05-19 Online:2024-04-08 Published:2023-08-19
Contact: Tuerhongjiang•Abudurexiti, Master, Chief physician, Master’s supervisor, Sixth Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China Maihemuti•Yakufu, Sixth Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
About author:Abuduwupuer•Haibier, Master candidate, Sixth Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by:
Natural Science Foundation Youth Project of Science and Technology Department of Xinjiang Uygur Autonomous Region, No. 2022D01C821 (to MY)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

骨质疏松性椎体压缩骨折：是骨质疏松最常见的并发症之一，由于椎体骨量减低、骨强度下降、骨脆性增加，日常活动中的轻微损伤即可造成压缩性骨折，属于一种代谢性骨病变，不仅导致持续性背痛、局部脊柱椎体后凸、影响患者生活质量，而且还会在一定程度上增加残疾和死亡风险。
经皮椎体成形术：属于一种脊柱微创手术，是指在影像系统介导下通过经皮穿刺向伤椎椎体内注入骨水泥以达到恢复椎体高度、增加椎体稳定性的目的，从而减少对椎体内神经末梢的刺激，有效缓解疼痛，已成为治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的标准手术方案之一。

背景：研究表明，骨水泥的对称分布和有效剂量可以减少术后椎体再次骨折并有助于改善预后，但进行经皮椎体成形手术时如何获得更好的骨水泥分布和剂量仍然是外科医生面临的一个问题。

目的：探讨经皮椎体成形手术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的高危因素，并分析这些因素与经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的相关性。
方法：选择2018年1月至2021年12月于新疆医科大学第六附属医院行单侧入路经皮椎体成形手术的111例患者，根据随访期间是否发生再骨折分为骨折组(n=17)和未骨折组(n=94)。回顾两组患者以下变量：患者性别、年龄、体质量指数、手术时间、绝经年龄、骨水泥分布指数、骨密度T值、骨水泥剂量、骨水泥分布位置、手术节段、既往病史、不良反应及椎间盘骨水泥渗漏等，对这些因素进行单因素分析，并将有统计学意义的因素替换为二元Logistic回归模型，分析与经皮椎体成形术后椎体再发骨折的相关性。

结果与结论：①单因素分析结果显示，经皮椎骨成形术后椎体再发生骨折与椎间盘骨水泥渗漏(P=0.000)、骨水泥剂量(P=0.049)和骨水泥分布位置(P=0.017)等因素相关；②二元Logistic回归分析显示，骨水泥渗漏(P=0.000)、骨水泥剂量(P=0.031)和骨水泥分布位置(P=0.015)为经皮椎骨成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的危险因素；与骨水泥分布Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型相比，骨水泥分布Ⅳ型和Ⅴ型的手术椎体及邻近椎体再发骨折风险较高(OR=36.340，P=0.016；OR=27.755，P=0.017)；③结果表明，经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发生骨折是由多种危险因素的相互作用引起的，骨水泥分布和骨水泥漏均为独立的危险因素，当骨水泥分布Ⅳ型和Ⅴ型时，容易发生手术椎体及邻近椎体再发骨折。外科医生术前应充分评估上述危险因素，并制定有针对性的预防和治疗策略，有助于减少未来再发骨折的风险。

https://orcid.org/0000-0001-7420-9761(阿卜杜吾普尔•海比尔)；https://orcid.org/0000-0002-2604-0049(吐尔洪江•阿布都热西提)

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: 骨质疏松性椎体压缩性骨折, 经皮椎体成形术, 椎体再压缩, 危险因素, 骨水泥量, 骨水泥分布

Abstract: BACKGROUND: Studies have exhibited that symmetrical distribution and effective dose of bone cement can reduce postoperative vertebral refractures and help improve outcomes, but obtaining better distribution and dose of bone cement during percutaneous vertebroplasty remains an issue for surgeons.
OBJECTIVE: To investigate the risk factors of percutaneous vertebroplasty in the treatment of osteoporotic vertebral compression fracture, and to analyze the correlation between these factors and recurrent fractures of the operative vertebral body and adjacent vertebral bodies after percutaneous vertebroplasty.
METHODS: 111 patients who underwent unilateral approach percutaneous vertebroplasty in Sixth Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University from January 2018 to December 2021 were screened and divided into fracture group (n=17) and non-fracture group (n=94) according to whether refracture was observed during follow-up. The following variables were reviewed in both groups: Gender, age, body mass index, operation time, menopause age, bone cement distribution index, bone density T value, bone cement dose, location of bone cement distribution, percutaneous vertebroplasty stage, past history, adverse reactions and disc cement leakage of patients. These variables were analyzed by univariate analysis. The statistically significant factors were replaced by a binary Logistic regression model to analyze the correlation with vertebral refracture after percutaneous vertebroplasty.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Univariate analysis demonstrated that after percutaneous vertebroplasty, vertebral refracture was associated with disc cement leakage (P=0.000), cement dose (P=0.049), and cement distribution location (P=0.017). (2) Binary Logistic regression revealed that bone cement leakage (P=0.000), cement dose (P=0.031), and location of cement distribution (P=0.015) were risk factors for recurrent fracture of the operative vertebral body and adjacent vertebral body after percutaneous vertebroplasty. Compared with cement distribution types I, II, and III, the risk of recurrent fracture in the operative and adjacent vertebrae was higher in cement distribution types IV and V (OR=36.340, P=0.016; OR=27.755, P=0.017). (3) It is concluded that recurrent fractures of the surgically operated vertebral body and adjacent vertebral bodies are caused by the interaction of multiple risk factors. Bone cement distribution and bone cement leakage were independent risk factors. Recurrent fractures of the operative vertebra and adjacent vertebrae are more likely when the cement is distributed in type IV and type V. Surgeons should fully assess these risk factors before surgery and develop targeted prevention and treatment strategies to help reduce the risk of future refractures.

Key words: osteoporotic vertebral compression fracture, percutaneous vertebroplasty, vertebral body recompression, risk factor, bone cement volume, bone cement distribution

中图分类号:

阿卜杜吾普尔•海比尔, 阿里木江•玉素甫, 麦麦提敏•阿卜力米提, 买合木提•亚库甫, 艾奔•卡依尔汗, 依木然•阿布都克力木, 阿力木江•阿西木, 林航, 吐尔洪江•阿布都热西提. 经皮椎体成形术后骨水泥量和分布对手术椎体及邻近椎体再发骨折的影响[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(10): 1586-1591.

Abuduwupuer•Haibier, Alimujiang•Yusufu, Maimaitimin•Abulimiti, Maihemuti•Yakufu, Aiben•Kayierhan, Yimuran•Abudukelimu, Alimujiang•Aximu, Lin Hang, Tuerhongjiang•Abudurexiti. Influence of bone cement volume and distribution on surgical and adjacent vertebral refractures after percutaneous vertebroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(10): 1586-1591.

图/表（结果） 8

2.1 参与者数量分析 111例患者全部进入结果分析。
2.2 试验分组流程图试验分组流程图见图2。

2.3 两组患者基线资料单因素分析结果两组患者的年龄、骨水泥渗漏、骨水泥剂量和骨水泥分布比较差异均有显著性意义(P < 0.05)，女性绝经年龄、手术时间、骨水泥分布指数、性别、体质量指数、骨密度T值、既往史(心脑血管疾病、呼吸系统疾病、内分泌系统疾病和其他系统疾病)、手术节段和不良反应比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表3。

两组患者具体的骨水泥分布类型，见表4。

111例患者中，5例发生手术椎体再骨折，12例发生邻近椎体骨折；骨水泥分布Ⅰ型和Ⅱ型患者中再发生骨折均1例(5.89%)，骨水泥分布Ⅲ型患者中再发生骨折3例(17.46%)、骨水泥分布Ⅳ型患者中再发生骨折5例(29.41%)、骨水泥分布Ⅴ型患者中再发生骨折7例(41.17%)。
2.4 二元Logistic回归分析结果根据两组间单因素分析结果，所有有统计学意义的变量(骨水泥渗漏、骨水泥剂量、骨水泥分布位置)均纳入二元Logistic回归分析，见表5。在这些变量中，骨水泥渗漏(P=0.000)、骨水泥剂量(P=0.031)和骨水泥分布(P=0.015)为手术椎体及邻近椎体再发骨折的危险因素，见图3和表6，与骨水泥分布Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型患者相比，骨水泥分布Ⅳ型(OR=36.340，P=0.016)和骨水泥分布Ⅴ型(OR=27.755，P=0.017)的手术椎体及邻近椎体再发骨折风险较高。

2.5 典型病例 73岁女性T12椎体压缩性骨折患者，经皮椎体成形术后正位X线射线片显示骨水泥分布在A+B+C+D区域，见图4a；79岁男性L1椎体压缩性骨折患者，经皮椎体成形术后正位X线射线片显示骨水泥分布在A+B+C+D区域，见图4b；68岁男性L1椎体压缩性骨折患者，经皮椎体成形术后正位X线射线片显示骨水泥分布在B+C区域，见图4c；82岁女性T11椎体压缩性骨折患者，经皮椎体成形术后正位X线射线片显示骨水泥分布在A+B+C区域，见图4d；81岁男性L1椎体压缩性骨折患者，经皮椎体成形术后正位X线射线片显示骨水泥分布在A+B区域，见图4e；84岁女性L2椎体压缩性骨折患者，经皮椎体成形术后正位X线射线片显示骨水泥分布在D区域，见图4f。

2.6 不良反应除骨水泥渗漏外，111例患者未发生其他与骨水泥材料相关的不良反应。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析，计数资料进行χ2检验，计量资料进行t检验。
1.2 时间及地点试验于2018年1月至2021年12月在新疆医科大学第六附属医院脊柱外科完成。
1.3 对象选择新疆医科大学第六附属医院微创脊柱外科2018年1月至2021年12月收治的首次接受单侧入路经皮椎体成形手术患者111例，根据随访期间是否观察到再骨折分为骨折组(n=17)和未骨折组(n=94)。该研究已通过新疆医科大学第六附属医院伦理委员会审核，伦理审批号：LFYLLSC20230510-01。
纳入标准：①首次接受单侧入路经皮椎体成形手术；②X射线片、CT、MRI和骨密度检查确诊骨折为新鲜骨折，合并有骨质疏松性改变，骨密度T值< -2.5 SD；③对治疗知情同意并签署手术知情同意书；④骨折椎体数≤2个；⑤随访时间至少为6个月，随访资料完整者。
排除标准：①术前存在神经根损伤症状；②对骨水泥过敏者；③患有严重神经、精神、基础疾病或其他不能配合疼痛评估患者；④由肿瘤或感染引起的病理性骨折患者；⑤既往有脊柱手术史的患者；⑥体质量指数> 35 kg/m²者。

1.4 材料椎体成形成套手术器械见表1，骨水泥材料学特征见表2。

1.5 方法
1.5.1 术前准备经皮椎体成形手术前，所有患者均拍X射线片、CT、MRI，常规行血常规、肝肾功、血清骨代谢指标及骨密度等检查。
1.5.2 经皮椎体成形手术方法患者均采取俯卧位，在C臂透视引导下确定目标责任椎体，常规消毒铺巾，然后用2%盐酸利多卡因注射液(天津金耀集团湖北天药药业股份有限公司，规格：5 mL∶0.1 mg，国药准字：H20133209)行局部浸润麻醉；均使用单侧穿刺定位，置入骨水泥穿刺针在C臂协助下调整骨水泥穿刺针位置，然后用骨锤轻轻敲打骨水泥穿刺针进入椎弓根，再次在C臂协助下检查穿刺针位置，进针至椎体中线前1/3，确定位置无误后，拔出针芯调配聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，注入骨水泥推进器；在C臂的监测下，将1-9 mL骨水泥用推进器注入椎体，要随时观察骨水泥的走向和分布，当骨水泥注入完成后，等待骨水泥变硬后拔出骨水泥穿刺针，穿刺处无菌敷料覆盖。保留术中拍摄的X射线片。平车返回病房。手术6-8 h后患者可以在腰部保护器的帮助下自由活动。
1.5.3 术后处理术后患者卧床6-8 h，在胸腰带保护下下地活动，治疗后1年内均给予钙片(碳酸钙D 600 mg/d)及维生素D口服。经皮椎体成形术后第2天给予患者唑来膦酸(扬子江药业集团四川海蓉药业有限公司，规格：100 mL∶5 mg，国药准字：H20183098)静脉滴注治疗。给药前予生理盐水(四川科伦药业股份有限公司，规格为：500 mL，国药准字：H51021158)500 mL静脉滴注水化，同时嘱咐患者多饮水。登记不良反应具体表现及开始、持续时间，给予物理降温、增加补液等对症处理，体温超过38.5 ℃时予非类固醇类抗炎药口服。患者术后复查CT，以明确术后骨水泥分布及手术椎体高度恢复情况。

1.5.4 骨水泥分布分类根据椎体正面X射线片，在脊柱中央突中间及两侧椎弓根内缘处画3条垂直线，将椎体分为A、B、C和D等4个区域。根据骨水泥的分布位置，将骨水泥的分布分为5种类型：Ⅰ型，大部分骨水泥连续均匀地分布在椎体内(A-D区)；Ⅱ型，大部分骨水泥分布在椎体中部(B和C区)；Ⅲ型，大部分骨水泥分布在椎体两侧(A-C区)；Ⅳ型，大部分骨水泥集中在一侧和骨正中椎体(A-B区或C-D区)；Ⅴ型，大部分水泥集中在椎体一侧(A区或D区)，见图1。分类注意，“大部分骨水泥”是指骨水泥主体，而不是“全部骨水泥”。

1.5.5 再骨折评估经皮椎体成形术后患者再次出现腰背部疼痛不适，体格检查提示脊柱或棘突叩击痛阳性，通过病史、临床表现和腰椎X射线片检查提示叩痛平面椎体发生压缩性骨折，MRI检查明确再发骨折。
1.6 主要观察指标对影响经皮椎体成形术后患者发生椎体再骨折的相关因素进行单因素分析，两组一般资料包括：患者性别、年龄、体质量指数、手术时间、绝经年龄、骨水泥分布指数、骨密度T值、骨水泥剂量、骨水泥分布位置、手术节段、既往史、不良反应及椎间盘骨水泥渗漏等。将单因素分析中差异有统计学意义的变量进行多因素Logistic回归分析，筛选经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的危险因素。
1.7 统计学分析采用SPSS 26.0统计软件对患者性别、年龄、体质量指数、手术时间、女性患者绝经年龄、骨水泥分布指数、骨密度T值、骨水泥剂量、骨水泥分布、手术节段、既往史、不良反应及骨水泥渗漏进行统计学分析。首先进行单因素分析，计数资料用n/%表示，进行χ2 检验；计量资料用x±s表示，进行t检验。在单因素分析结果中，选取P < 0.05的因素进行多因素回归 Logistic分析，其中以患者的临床特征作为自变量，手术椎体及邻近椎体再骨折的发生作为因变量，评估手术椎体及邻近椎体再骨折的潜在风险因素，以P < 0.05表示差异有显著性意义。该文统计学方法已经新疆医科大学生物统计学专家审核。

讨论

3.1 证据总结随着人口年龄的增长，骨质疏松性椎体压缩骨折的发病率逐年增加。经皮椎体成形手术是一种国际公认的微创治疗方法，已被广泛用于治疗胸腰椎中的骨质疏松性椎体压缩骨折[9]，并已被证实有临床疗效，成为治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的标准手术方案之一[10-12]。经皮椎体成形手术的作用机制是通过向椎体注射骨水泥来增强椎体强度、提高椎体稳定性[13]，因此，骨水泥在椎体中的分布和剂量与临床疗效有关。
骨水泥注射量和骨水泥分布是骨科医生关注的焦点。近年来，GAUGHEN等[14]认为骨水泥分布是经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的重要危险因素。ZHANG等[15]的研究发现，骨水泥分布均匀患者再次发生骨折的比率最低，骨水泥分布是手术椎体及邻近椎体再发骨折的危险因素，当骨水泥分布均匀时可以提供更好的垂直支撑。RHO等[16]的研究表明，骨水泥渗漏是再次骨折的主要预测因素。此外，KOMEMUSHI等[17]指出，骨水泥渗漏患者继发骨折的风险是无骨水泥漏患者的4.6倍，该研究再次强调应尽量减少手术过程中骨水泥渗漏的发生率。ZHOU等[4]的研究报道，骨水泥渗漏是经皮椎骨成形手术最常见的并发症，发生率为11%-73%。3项观察性研究数据显示，经皮椎体成形术后再次发生椎体骨折是与骨质疏松相关的自然过程[18-20]，而不是椎体成形手术的结果[21-23]，因此，经皮椎体成形术后再次椎体骨折的发生是由于椎体强度的改变还是骨质疏松的自然病程尚不清楚。YI等[21]的研究报道对363例骨质疏松性椎体骨折患者随访49.4个月后发现，经皮椎骨成形术组与保守治疗组比较中新椎体骨折的发生率无显著差异。CHEVALIER等[24]得出结论，骨水泥在椎体上下终板内充分分散可减少术后椎体再次骨折的发生率。椎体注射骨水泥表现出不同的类型和不同的部位。CHEN等[25]报道骨水泥对称分布与椎体的强度密切相关，在单侧椎体成形手术中，骨水泥往往局限于椎体同侧，不能有效扩散穿过中线。此次研究结果显示，总体骨水泥渗漏率与以往研究报道的结果一致，大多数患者临床无症状[26]。2项随机对照研究证实，骨水泥在松质骨内的均匀分布可以降低应力集中，从而降低相邻椎体骨折的风险[27-28]。据研究发现，当骨水泥触及上、下终板，椎体强度可以更好地恢复椎体高度，降低椎体再骨折风险[29-31]。多项研究表明，大剂量骨水泥并没有显示出更大的好处[32-35]，可导致骨水泥分布不对称和椎体过度僵硬。部分学者发现，骨水泥分布是经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的重要危险因素[15，36-37]。既往2项研究表明，骨密度降低是经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的主要原因[28，38-39]。
3.2 文章结果分析此次研究共纳入111例患者，比较骨折组和未骨折组之间的参数。单因素分析结果显示，经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折与骨水泥渗漏(χ2=20.723，P=0.000)、骨水泥剂量(t=3.847，P=0.049)和骨水泥分布位置(χ2=12.016，P=0.017)等因素相关，差异有统计学意义。二元Logistic回归显示，骨水泥剂量(P=0.031，OR=0.127)与经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折呈负相关，即保护因素(B < 0)。骨水泥漏(P=0.000，OR=44.963)和骨水泥分布Ⅳ型(P=0.016，OR=36.340)、Ⅴ型(P=0.017，OR=27.755)与经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发生骨折呈正相关，是经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的危险因素。
3.3 文章的局限性 ①为回顾性研究，因此可能会出现数据资料的丢失或者未能及时将数据记录下来的可能性，会对结果产生偏倚，但是作者所属的研究团队都严格认真地记录了各组术后再发生骨折情况，使试验数据最大程度上保持完整性；②纳入的样本量相对较小，统计学效能不足，报告偏倚；③评价指标有限，未纳入治疗费用、具体不良反应等指标；④手术者不是同一个医生，所以手术过程不可能是完全一致；⑤未比较手术前后椎体后凸Cobb角、体力活动和吸烟饮酒状况；⑥由于经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折危险因素目前仍然有争议，此次研究的结果需要更进一步的、多中心，前瞻性研究来进一步阐明椎体内骨水泥分布与经皮椎体成形临床结果之间的关系。
3.4 结论此次研究结果显示，手术椎体及邻近椎体再发骨折是由多种危险因素的相互作用引起的，骨水泥分布和骨水泥渗漏均为独立的危险因素，当骨水泥分布Ⅳ型和Ⅴ型时容易发生手术椎体再次骨折或相邻椎体骨折。外科医生术前应充分评估上述危险因素，并制定有针对性的预防和治疗策略，从而有助于减少未来发生再骨折的风险。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

经皮椎体成形术后骨水泥量和分布对手术椎体及邻近椎体再发骨折的影响

Influence of bone cement volume and distribution on surgical and adjacent vertebral refractures after percutaneous vertebroplasty

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