空心带侧孔椎弓根螺钉灌注骨水泥强化技术治疗老年性胸腰椎爆裂性骨折

吴李勇，陈少坚，凌广烽，苏盛辉，王春

（福建医科大学附属闽东医院骨8区，福建 闽东 355000）

随着人口的老龄化，老年性骨质疏松的问题愈发突出，手术治疗更是棘手，其在减压和脊柱重建方面难以同时获得较好效果，因椎体后壁极不完整、骨水泥渗漏无法行椎体成形术；经后路椎弓根钉复位固定本是治疗胸腰椎爆裂性骨折的经典方法，却因疏松的椎体无法为椎弓根螺钉提供足够的锚定力和抗压、抗屈曲强度，易导致手术失败[1]。2011-03-2013-06我院采用空心侧孔椎弓根螺钉灌注骨水泥强化[2]的技术治疗老年性骨质疏松症伴胸腰椎爆裂性骨折40例，重建了椎体的高度、强度、脊柱的矢状径序列，均取得了较好的效果，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本组40例，男18例，女22例，年龄58~84岁，平均68.3岁，均经X线和骨密度检查提示骨质疏松；椎体骨折节段：T104例，T114例，T1210例，L112例，L26例，L32例，L42例。40例患者均有明确的外伤史，轻则跌倒史，重则高处坠落；8例患者出现神经受压症状体征，但无大小便功能障碍，此8例神经损伤程度按美国脊柱损伤学会（ASIA）标准评定：A级0例，B级1例，C级5例，D级2例，E级0例。

1.2 影像学检查

X线表现椎体压缩30%~50%的18例，50%以上的22例；CT表现椎管内矢状径受压1/3~1/2的20例，1/2以上的20例，根据Denis分类法：A型（上下终板骨折）10例，B型（上终板骨折）8例，C型（下终板骨折）8例，D型（伴有旋转骨折）4例，E型（伴有侧屈骨折）10例；MRI检查也明确了患椎体和椎管内损伤情况；26例患者在伤后1周内手术，14例因内科疾患（5例高血压病，4例糖尿病，3例慢性支气管炎，2例冠心病）经过非手术保守治疗，疼痛等症状不能缓解，在伤后2周至3周手术。

1.3 围手术期的处理

（1）抗骨质疏松的治疗：注射密盖息，补充维生素D和钙剂等；（2）对疼痛的处理：给予佩戴腰围或支具制动，并适当镇痛药物；（3）对全身情况的治疗：加强支持治疗并控制血糖、血压，改善心肌营养。

1.4 手术方法

1.4.1 对于有神经症状的患者或是椎管内占位骨块不规则甚至翻转、神经脊髓受压明显需要减压者，采用传统后正中入路的手术方法：全麻成功后，俯卧位，取腰背部后正中纵切口，长约8~10cm，逐层切开，剥离棘旁肌，常规显露病变椎体及相邻节段椎体的棘突、椎板、关节突；常规螺钉进钉方式进行导针置入，C型臂X线机透视见导针置好后，直接拧入合适规格的可灌注骨水泥的空心带侧孔的椎弓根螺钉，螺钉不可穿透椎体前壁，防止骨水泥椎体外渗漏，通过连接棒调整好螺钉尾部“U”型槽的方向或是一端选择万向螺钉，以利于最后放置连接棒，接着调制骨水泥（全部采用Link公司生产的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA），于抽丝期注入特制的骨水泥注入套管装置内，连接到空心螺钉尾部，匀速的推注骨水泥，使其沿螺钉中空部分进入螺钉的尖端和侧孔处，并通过尖端孔和侧孔向螺钉周围椎体内弥散，注入过程通过透视观察骨水泥的弥散情况，注意有无骨水泥从螺钉尾端和向椎管内渗漏，注入的骨水泥的量以透视下骨水泥充满椎体前中部为准，本组经验为每椎弓根钉注入骨水泥1.5ml左右，至骨水泥固化后，安装预弯的连接棒，适当撑开上下椎弓根螺钉，透视下基本恢复椎间隙高度和椎体高度，旋紧各尾部螺母。再行椎板减压，保护硬膜和神经根，将仍未复位的椎体后缘骨块打入椎体内至椎体后壁平整，恢复椎管矢状径，生理盐水冲洗切口，常规在双侧关节突间、椎板间和横突间进行植骨，并安装横连接杆。放置引流，缝合切口。

1.4.2 对于没有神经症状和椎管内突入骨块较规则、没有出现翻转的，且突入小于50%椎管矢状径的不需要行椎管减压患者，采用微创的置钉手术方式：全麻成功后，俯卧位，在C型臂X线机透视下定位骨折椎体以及伤椎上下相邻椎体的椎弓根进钉点：分别定位于椎弓根投影的两点和十点处。于进钉点投影的外侧1cm处作一长约1.5~2cm的切口，通过X线正侧位图像确定进钉的角度和方向，用骨锤将穿刺针逐步推送进入通过椎弓根至椎体前1/3处，取出穿刺针外套，然后从小到大依次放置扩张套管和保护套管，借此推开保护周围软组织，通过穿刺导引针，用中空丝攻扩大钉道，选择合适长度和直径的可灌注骨水泥的空心带侧孔椎弓根螺钉，拧入至椎体前1/3处，调整好螺钉尾部“U”型槽的方向，去除穿刺针和保护套管，探查椎体前壁完整，调制骨水泥注入（同前述，这一过程均在透视监控下完成），骨水泥固化后，选择合适长度的连接棒，预弯后与特制的连接棒置入器组装好，经头侧切口置入，将连接棒经皮下的肌肉内隧道穿过椎旁肌到达尾侧的螺钉，并临时固定到螺钉的“U”型槽内，然后将头侧的螺栓牢固地固定到相应的椎弓根钉上，装入特制的撑开复位装置，在透视下予以撑开复位，直至纠正后突畸形，恢复骨折椎体高度和矢状位序列，将四个钉棒结合处螺栓全部拧紧，再次透视确定固定后的螺钉位置、骨水泥强化情况以及椎体高度恢复情况。不放置引流，缝合切口。

1.5 术后处理

切开减压复位组术后24~48h拔除引流；术后3d内常规应用激素和甘露醇减轻神经根水肿以及应用抗菌素预防切口感染；两组患者均在术后12d拆线；有神经损伤者术后及时予以神经营养、改善微循环及高压氧、电兴奋刺激等治疗；所有患者均继续抗骨质疏松治疗。无截瘫者术后7d开始腰背肌功能锻炼并在胸腰椎支具保护下离床活动，常规复查X线及CT扫描，确定病椎恢复情况及螺钉位置和钉道周围骨水泥的分布情况（见图1）。

图1 患者 女，76岁，T12椎体爆裂性骨折，无神经受损症状

1.6 评价方法

术前、术后对比观察指标：（1）神经功能恢复情况（AISA分级标准）；（2）伤椎前缘高度变化；（3）伤椎椎管容积变化。

1.7 统升学方法

应用SPSS19.0统计软件包，计量数据以均数±标准差（±s）表示；术前、术后比较采用配对统计定量资料的t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组手术时间均为1～1.5h，出血量为40～300 ml，平均130ml，均未输血。均未出现骨水泥渗漏、脊髓损伤等并发症；平均住院16d；术后疼痛32例完全缓解，6例部分缓解，2例轻微缓解；8例有神经症状患者，术前及末次随访时神经功能情况（表1）。均获随访，时间10～36个月，平均14个月（14例患者在术后14～18个月左右要求去除内固定，螺钉取出后便未再继续随访）。术后骨折椎体高度、椎管矢状径恢复满意，本组未常规拔除内固定（除14例要求取出外），至末次随访未见内固定松动、移位、折断，无假关节形成及后凸畸形再发生，与术后初期比较矫正无丢失，手术前、后及末次随访时椎体前缘高度、椎管容积情况表2可见，术后患者在椎体前缘高度、椎管容积明显优于术前，差异有统计学意义（P值均＜0.05），而以上指标在末次随访时与术后3天内复查情况比较无明显改变，差异无统计学意义（P值均＞0.05）；至末次随访时，未发现神经再受累症状，无明显腰背痛及功能损失等后遗症状，所有行融合患者植骨界面均发生骨性愈合。

表1 8例患者手术前、末次随访时的神经功能ASIA分级评定

表2 40例手术前、后及末次随访时伤椎前缘高度、椎管容积情况（±s，n=40）

表2 40例手术前、后及末次随访时伤椎前缘高度、椎管容积情况（±s，n=40）

注：1.术后即刻与术前比较，差异有显著性意义（P值均＜0.05）；2.术后即刻与末次随访时比较，差异无显著性意义（P值均＞0.05）。

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3 讨论

3.1 治疗方案的选择

老年患者其各个器官的机能代偿能力较差，应激能力和免疫功能低下，椎体骨折后较长时间卧床极易导致肺炎、褥疮、血管栓塞等并发症，会直接增加死亡率和骨量的进一步丢失；而且椎体爆裂性骨折后，脊柱的稳定遭到破坏，甚至出现神经受压症状，需要手术进行减压和稳定。目前，对老年性骨质疏松症临床上已经具备了一套非常完善的围手术期处理方案，在系统的评估患者的手术耐受性下，做好充分的术前准备，积极进行手术治疗，减少并发症和提高患者的生活质量。

3.2 术式的选择

椎体爆裂性骨折，椎管后壁不完整，椎体压缩比较严重，压缩高度甚至超过2/3，单纯行椎体成形术（PVP）或椎体后凸成形术（PKP）易出现撑开时无支点，穿刺操作困难，骨水泥渗漏，不能进行有效的矫形，导致骨折块引起的椎管狭窄、神经压迫症状截瘫难以改善，还可能因为骨水泥渗漏至椎管内而进一步加重。所以运用经典椎弓根螺钉内固定系统进行复位固定，必要时结合椎管减压，便不失为一理想选择。虽然骨质疏松症的内固定治疗一直存在争议，但目前仍然没有确切资料证实骨密度减低到何值内固定手术必然失败[3]。但是，骨质疏松患者，椎体骨量丢失，无法给内固定物提供牢固的锚定点和骨支持，椎弓根钉把持力弱，随着负重而产生的内固定置入物界面进一步破坏导致内固定容易失效也是一个不争的事实。为了克服这些问题，传统的手术方式有（1）延长固定的节段，增加螺钉的数量，从而牺牲了过多的椎体节段，在随访过程中也被发现内固定失效率仍较高；（2）在椎弓根钉道内灌注骨水泥，再置入螺钉，这是另一种钉道强化的方式，但操作相对比较繁琐，要先置入椎弓根开辟钉道，再取出螺钉沿钉道灌注骨水泥，然后重新再置入螺钉；而且可能因为注入骨水泥的量和螺钉拧入的时机掌握不佳导致螺钉的重新拧入产生困难。相比较以上术式，我们采取了可灌注骨水泥强化的空心带侧孔椎弓根螺钉进行短节段的复位固定，在不需要减压的患者中，运用了微创的手术方式达到了理想的效果。

3.3 空心带侧孔螺钉及经骨水泥强化后的生物力学情况

（1）三点弯曲试验[4]（MTS Bionix万能材料试验机）：普通螺钉与本组空心侧孔螺钉的平均极限强度相似，分别为（3501±29）N和（3258±22）N，采用SPSS 19.0软件，两组间差别无统计学意义（Pffgt;0.05），证明空心和侧孔设计并不影响螺钉本身的强度，完全可以承受住人体上半身的负荷，满足临床上的需要[5]；（2）轴向拔出试验和周期抗屈试验（RGT-5A微机控制电子万能试验机）[6、7]：研究证明，骨水泥能显著增加椎弓根螺钉的抗拔出强度，同时还可以增加螺钉的抗屈曲强度，从而减少周期横向负荷所导致的螺钉松动；有研究[8]证实，通过空心侧孔螺钉灌注骨水泥在螺钉前半和椎体前半进行强化最为切实可靠，可显著提高螺钉的轴向拔出力，椎弓根螺钉的固定强度可增强49~264%[9]。

3.4 优越性

（1）生物力学支持下，在空心螺钉的基础上，于螺钉的前1/3部分设计数个侧孔（一般6个左右，直径2.0 mm），使得灌注的骨水泥在椎体的前1/2~2/3处弥散，增强了螺钉头端骨水泥——螺钉——椎体的接触界面，提高了螺钉的稳定性和把持力，更有利于预防远期螺钉松动，而且有效增强了固定节段椎体强度和前柱抗压能力，也可预防再骨折[10]；（2）利用空心的特点，大部分患者可以采用微创的操作方法，大大减小了手术所造成的组织创伤，利于早期康复；（3）整个操作序贯进行，无重复多余步骤，相对简单；（4）显著增强椎弓根螺钉的轴向拔出力、抗屈强度，从而减少周期横向负荷，即通过灌注骨水泥强化，不仅提供脊柱的即刻稳定性，还能显著增加固定节段脊柱的抗疲劳能力。

总之，对于合并骨质疏松症的老年性胸腰椎爆裂性骨折，采用空心带侧孔椎弓根螺钉复位固定，并灌注骨水泥进行强化治疗是切实、可行、有效的。去除了病因，消除了症状；既提升了螺钉的把持力又稳定了脊柱，恢复了脊柱矢状和冠状的几何序列，能够有效减轻患者痛苦，使患者早期恢复活动，减少并发症，提高生活质量。但鉴于本术式开展时间尚短，例数有限，随访时间也相对较短，尚需更长的时间进行随访和观察再总结。

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