孟格棟 銀和平

隨著老齡化社會的到來，骨質疏松癥發(fā)生率明顯增加，表現(xiàn)為骨含量丟失、骨強度下降、骨折風險增加[1]。其中，骨質疏松性椎體壓縮性骨折在老年人中發(fā)病率逐年提升，可引起嚴重的腰背部疼痛、活動受限、駝背畸形，是老年人致殘、致死的主要原因之一[2-4]。目前，經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty，PKP) 是經傷椎的椎弓根(或椎弓根外)向椎體內注入骨水泥，;因其創(chuàng)傷小、恢復快、即刻顯著緩解腰背部疼痛，成為脊柱外科治療骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fractures,OVCF)的首選治療方式[5]。臨床應用的常見填充物——聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)[6]，因其具有強度、剛度較高，可塑性強、可注射性等特點，用于PKP效果很好，但PMMA本身存在一些不足[7-11]。尋求有良好生物相容性、骨整合和骨誘導能力、有一定生物降解性、彈性模量與椎體相近、不易滲漏且并發(fā)癥較少的骨填充物，成為研究的熱點。礦化膠原的成分主要是Ⅰ型膠原和納米羥基磷灰石，其顯微結構與天然骨相同，具備生物相容性良好和成骨活性等優(yōu)點?；A實驗研究證明了在傳統(tǒng)PMMA骨水泥中加入一定比例的Ⅰ型膠原/納米羥基磷灰石構建成為礦化膠原復合骨水泥(mineralized collagen-polymethylmethacrylate，MC-PMMA)可以明顯改善骨水泥的生物力學及生物相容性，降低彈性模量，增加骨誘導能力[12-14]。為了進一步探討在臨床工作中應用礦化膠原復合骨水泥(MC-PMMA)用于PKP治療OVCF的實用性及有效性，本研究將MC-PMMA與PMMA臨床療效進行對比。

資料與方法

一、資料

1.納入與排除標準：(1)納入標準：①存在明顯腰背部疼痛、活動受限、翻身起坐時疼痛加劇。②腰背部明顯叩擊痛；脊柱正側位X線顯示椎體楔形變；MRI顯示椎體壓縮骨折,單椎體，新鮮骨折；骨密度T值<-2.5；骨質疏松椎體壓縮性骨折診斷明確。③采用PKP治療。④術中選用填充物骨水泥為PMMA或MC-PMMA。⑤采用術前、術后1天、術后3個月的脊柱X線片、疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)、Oswestry功能障礙指數(shù)(Oswestry disability index，ODI)、骨水泥滲漏情況、臨近椎體骨折情況、傷椎前緣相對高度恢復情況考查指標。(2)排除標準：①CT檢查提示椎體后壁破損存在，或骨折合并脊髓以及神經根損傷者。②多處椎體骨折者。③X線片提示椎體塌陷程度超過75%。④合并脊柱感染、腫瘤和其他嚴重基礎疾病，不能耐受手術者。⑤高敏感、患有精神類疾病者。

2.病例來源：2018年6月至2020年6月于內蒙古醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院微創(chuàng)脊柱外科收治OVCF患者418例。按上述的納入及排除標準，314例納入本研究。該試驗方案經過醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審查通過；患者均簽署知情同意書。男71例，女243 例。數(shù)字表法隨機分為兩組。根據(jù)術中注入椎體的填充物不同，分為礦化膠原復合骨水泥組(MC-PMMA組)及單純骨水泥組(PMMA組)。MC-PMMA組 166例，男40例，女126例；年齡50～87(70.8±9.0)歲。病變節(jié)段：T6 4例、T7 6例、T8 6例、T9 8例、T10 9例、T11 25例、T12 30例、L1 32例、L2 16例、L3 15例、L4 10例、L5 5例。PMMA組148例，男31例，女117例；年齡50～85(69.6±7.8)歲。病變節(jié)段：T6 3例、T7 5例、T8 5例、T9 7例、T10 8例、T11 23例、T12 27例，L1 30例、L2 15例、L3 12例、L4 8例，L5 5例。

二、方法

1.手術：(1)PMMA組：患者采用輕度屈髖屈膝俯臥位，心電監(jiān)護，消毒、鋪無菌巾。C型臂X線機透視下定位傷椎椎弓根體表投影并標記。使用局部浸潤麻醉。以椎弓根投影外上方，即10點或14點位置作為穿刺點，經皮通過椎弓根(或椎弓根旁)入路向椎體中央穿刺。正位透視時針尖遠端位于椎弓根內緣時，側位透視確定針尖恰好通過椎體后緣。當穿刺針針尖到達椎體前中1/3處再導入骨鉆，然后導入球囊。透視位置正確后加壓，觀察數(shù)字壓力表。在X線機透視下觀察傷椎逐漸擴張。復位滿意后，減壓球囊。采用PMMA配置顯影骨水泥。待骨水泥形成牙膏狀時，沿骨水泥推注器緩慢推入。全程在X線機監(jiān)視下進行，當骨水泥達到椎體后緣時停止推注，記錄停止推注的時間。退出工作套管，局部加壓止血。(2)MC-PMMA組：手術操作方法與PMMA組相同。采用的礦化膠原復合骨水泥是由PMMA骨水泥及礦化膠原(MC)組成。MC主要成分為Ⅰ型膠原與羥基磷灰石。按照重量比6∶1將PMMA骨水泥的粉劑與MC混合均勻后，再加入單體液體攪拌[15]。本研究使用的傳統(tǒng)骨水泥是OSTEOPAL V PMMA 骨水泥(德國Heraeus Medical GmbH 公司)；礦化膠原由北京奧精醫(yī)藥科技有限公司提供。

2.術后處理：手術順利安返病房平臥6 h，間斷翻身。術后第1天復查脊柱正側位X線片。腰部護具保護下間斷下地活動。術后給予飲食調整，輔助抗骨質疏松藥物，如維生素D鈣片、骨化三醇膠丸、阿侖膦酸鈉或唑來膦酸鈉等綜合治療。

3.觀察指標及效果評價：術前、術后第1 天、術后第3個月及末次門診隨訪行VAS 、ODI、椎體前緣相對高度(椎體前緣相對高度=傷椎前緣實際測量高度/傷椎上位椎體實際測量高度×100%)、骨水泥滲漏情況、相鄰椎體再骨折、骨水泥可推注時間、骨水泥注入量、手術時間、隨訪時間等情況記錄。

結 果

一、基本資料比較

MC-PMMA組和PMMA組兩組患者的年齡、性別分布、骨密度T 值分別、骨水泥注入量差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 MC-PMMA組和PMMA組患者一般資料比較結果

二、手術情況

所有患者均順利完成手術，均獲得隨訪。MC-PMMA組和PMMA組隨訪時間、手術時間差異均無統(tǒng)計學意義。骨水泥可推注時間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表2)。

表2 MC-PMMA組和PMMA組患者手術相關情況比較結果

三、VAS比較

MC-PMMA組患者術后第1天及術后3個月VAS評分均較術前有明顯改善；術后3個月較術后第1天VAS評分有所改善。PMMA組術后第1天及術后3個月VAS評分均較術前有明顯改善；術后3個月較術后第1天VAS評分有所改善。MC-PMMA組與PMMA組兩組間VAS評分在術前、術后第1天及術后3個月的差異均無統(tǒng)計學意義(表3)。

四、Oswestry功能障礙指數(shù)比較

MC-PMMA組術后第1天ODI均較術前明顯改善；術后3個月較術后第1天ODI有所改善。PMMA組術后第1天ODI均較術前明顯改善；術后3個月較術后第1天ODI有所改善。MC-PMMA組與PMMA組兩組間ODI在術前、術后第1天及術后3個月的差異均無統(tǒng)計學意義(表3)。

表3 MC-PMMA組和PMMA組患者VAS評分和ODI的比較結果

五、傷椎前緣高度恢復情況

MC-PMMA組與PMMA組兩組組內術后第1天及術后3個月傷椎前緣高度較術前明顯改善，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；術后3個月較術后第1天高度略有降低，但變化不大。兩組組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表4)。

表4 MC-PMMA組和PMMA組患者傷椎前緣高度恢復情況比較結果(%)

六、骨水泥滲漏情況

MC-PMMA組骨水泥滲漏7例，滲漏率為4.2%；PMMA組的骨水泥滲漏18例，滲漏率為12.2%； 兩組差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。PMMA組的骨水泥滲漏18例分布分別為：椎間盤8例、椎體旁2例、椎體前例4，靜脈滲漏4例)；MC-PMMA組7例分布分別為：椎間盤3例、椎體旁2例、椎體前1例，靜脈滲漏1例(表5)。

表5 MC-PMMA組和PMMA組患者觀察指標比較結果[例(%)]

七、傷椎鄰近椎體再骨折情況

MC-PMMA組傷椎鄰近椎體再骨折9例，發(fā)生率為5.4%;PMMA組鄰近椎體再骨折19例，發(fā)生率12.8%。再骨折多見于傷椎相鄰的上位或下位椎體；兩組的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表5)。

討 論

OVCF的發(fā)病率與日俱增[16]。自從 PVP成功應用于治療椎體血管瘤以來，PVP及PKP因其創(chuàng)傷小、恢復快、迅速緩解腰背部疼痛、療效滿意，已成為治療OVCF行之有效的微創(chuàng)手術方式,受到醫(yī)生及患者的廣泛青睞[17]。PKP手術的填充物骨水泥為PMMA，其臨床應用已長達60余年的歷史[18],已成為各種PVP、PKP、人工關節(jié)置換等手術廣泛使用的醫(yī)用材料[19]。而長期大量的臨床應用，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)PMMA骨水泥的應用于椎體壓縮性骨折治療存在的不足：(1)PMMA壓縮彈性模量遠高于人體松質骨壓縮彈性模量，導致椎體應力分布不均，傷椎再次骨折和鄰近椎體再骨折的發(fā)生率較高；(2)骨水泥生物相容性和骨整合能力差；(3)無成骨作用，無生物降解性；(4)骨水泥的流動性易引發(fā)滲漏；(5)骨水泥自身凝固時具有聚熱反應；(6)聚甲基丙烯酸甲酯單體有細胞毒性[7-11]。PMMA壓縮彈性模量為2000～3700 mPa，人體松質骨壓縮彈性模量為50～800 mPa ，二者力學性能差異顯著，導致了骨水泥強化術后骨水泥固化體具有遠高于人體松質骨的壓縮彈性模量。這樣椎體應力分布不均，傷椎再次骨折和鄰近椎體再骨折的發(fā)生率較高。據(jù)報道再骨折發(fā)生率12.4%～27.7%；術后4年后高達17.2%～52%。骨水泥生物相容性和骨整合能力差，無成骨作用，無生物降解性，不可吸收，易引起骨水泥團塊松動或移位。骨水泥的流動性易引發(fā)椎旁、椎管內或靜脈的滲漏，滲漏率高達76%,且骨水泥自身身凝固時具有聚熱反應(35～90 ℃) 。一旦發(fā)生滲漏會直接燒傷周圍組織及神經，引起嚴重并發(fā)癥。此外，聚甲基丙烯酸甲酯單體有細胞毒性，可損傷血管內皮細胞、促使血栓的形成，故外滲后可引發(fā)心腦血管意外等情況發(fā)生。滲漏與多種因素有關，如操作者的臨床經驗、骨水泥的注入時間、注入量、椎體后壁的完整性等。但不論如何，滲漏一旦發(fā)生，結果不容樂觀。

本研究旨在研究其在臨床實踐中的應用價值，探討其有效性及安全性[20]。本研究選取部分病例進行回顧性研究， 除外患者自身骨質疏松程度及骨折部位等相關因素，研究結果顯示MC-PMMA組傷椎鄰近椎體再骨折9例，發(fā)生率為5.4%,而PMMA組鄰近椎體再骨折19例，發(fā)生率12.8%，兩組的差異有統(tǒng)計學意義。結合既往基礎研究成果，該研究結果顯示，礦化膠原成分主要是Ⅰ型膠原和納米羥基磷灰石，其顯微結構和組成與天然骨一致，并能夠在體內降解吸收，良好的成骨活性，參骨組織重建。將礦化膠原按比例加入PMMA,在保證PMMA的抗壓強度和固化性能的情況下，大大降低PMMA的壓縮彈性模量，縮小了傷椎與鄰近椎體的應力差距，降低了臨近椎體骨折發(fā)生率。礦化膠原微粒與PMMA的混合，使得 MC-PMMA 骨水泥固化體中的PMMA呈多孔網格狀結構分布，因MC的生物相容性，可使骨細胞在其表面貼附生長，隨著MC生物降解,新生骨組織長入，大大增加了骨組織與PMMA的接觸，顯著增加了椎體應力面積，應力更加均勻，再骨折發(fā)生率顯著降低。

本研究對兩組患者的VAS評分及ODI兩項指標進行了分析。與術前相比，兩組患者術后第1天及術后3個月在VAS評分、ODI都出現(xiàn)顯著降低。上述結果表明，MC-PMMA骨水泥與和單純PMMA骨水泥在即刻緩解疼痛方面同樣具有很好的療效。術后即刻緩解患者腰背部疼痛、顯著提高患者生活質量，使得患者盡早下地，避免長期臥床并發(fā)癥的發(fā)生。與此同時，結果顯示MC-PMMA與PMMA 和二組在傷椎前緣高度恢復方面術后第1天及術后3個月均較術前有顯著改善，均可部分恢復原有椎體高度，對椎體起到良好的支撐和固定。與PMMA相比，MC-PMMA雖然一定程度降低了彈性壓縮模量，但并沒有對傷椎椎體的高度恢復及臨床癥狀的快速、有效緩解造成影響。

骨水泥滲漏問題一直是脊柱外科專家所擔心的問題，因此，尋求可降低滲漏率、更加安全可靠的骨水泥也是科研工作者研究的重點。本研究表明MC-PMMA 骨水泥滲漏發(fā)生率低于PMMA骨水泥，并且可注射時間增加?？紤]是因為將MC加入PMMA使得骨水泥的粘度增加，流動性下降，使得注入時滲漏發(fā)生率有所降低，提高了手術安全性。

目前，很多臨床也在進行類似研究[21-23]，但報道結論各有不同，這可能與手術操作方法、樣本量、以及隨訪時間、數(shù)據(jù)收集等一系列因素有關。故亟待進一步深入基礎實驗研究并于各地脊柱外科中心展開多中心、大樣本、長時間隨訪的回顧性臨床研究，基礎研究與臨床研究相輔相成，相互印證，達成共識。

總之，本研究表明，應用MC-PMMA骨水泥與PMMA行PKP治療骨質疏松椎體壓縮骨折均可達到同樣的止痛效果，在恢復傷椎高度方面二者效果相近，但應用礦化膠原復合骨水泥可降低術后骨水泥滲漏率及鄰近椎體再骨折發(fā)生率，具有良好的相容性及臨床科可操控性，療效顯著。