经皮微创手术在OVCF治疗中的应用及进展

薛小伟 刘志斌

【摘要】分自中国步入老龄化时代以来，骨质疏松性椎体压缩骨折（ Osteoporot ic Vertebral CompressionFracture，OVCF）患者逐年增多。经皮微创手术应用广泛，备受OVCF患者和临床医师青睐。研究探讨经皮微创手术在OVCF治疗中的应用及进展。通过查阅近些年国内外相关文献资料，就目前临床上经皮微创手术在OVCF治疗中的应用及进展，包括发展史、止痛机制、适应症和禁忌症、疗效评估、并发症及预防、骨水泥材料等相关问题进行研究讨论，作一综述。

【关键词】OVCF; PVP; PKP;治疗进展

骨质疏松症（Osteoporosis，OP）是以骨强度下降、骨折風险增加为特征的全身代谢性骨病。OP的特点是骨量减少、骨微结构退行性改变、骨脆性增高、骨力学强度下降、骨折危险增加，常在轻微外力或无外力情况下发生骨折[l]。骨折最常见部位是椎体、髋部和腕部，其中以椎体最多见[2]。OVCF患者耐受性差、顽固性腰背部疼痛，长久以往会出现脊柱后凸畸形，造成脊柱不稳，许多患者同时合并有其他基础疾病，因此严重影响日常生活质量，增加家庭及社会经济负担.且增加致残率和死亡率。经皮微创手术治疗OVCF已有近三十年历史，目前在临床上应用广泛，且易被患者接受。临床上流行的微创手术主要有经皮椎体成形术（ percutaneousvertebroplasty， PVP）和经皮椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）.PVP工作原理是在C型臂或G型臂透视引导下经皮通过工作套管向伤椎内打入骨水泥，继而增加椎体强度和稳定性，防止塌陷，缓解疼痛，甚至恢复伤椎高度。PKP是在PVP的基础上，先用特制的可扩张球囊将压缩椎体撑开复位，然后在低压下注入骨水泥，完成手术。

1 发展史

保守治疗周期长、依从性低、无法恢复椎体高度及刚度、不能纠正后凸畸形、增加椎体再骨折等并发症的缺点。开放手术因患者骨质疏松致椎弓根钉把持力差，且有创伤大、麻醉风险高，远期并发症发生率高等缺点，临床难以广泛应用。PVP最早起源于1984年，法国医生Galibet和Deramond[3]首先对C2椎体血管瘤用15G穿刺针穿刺注射骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）治疗，止痛疗效令人惊喜，遂将此手术命名为经皮椎体成形术（PVP），并于1987年报道。1990年Galibet[4]首次应用此技术治疗OVCF，效果同样可喜。1994年，Jensen首先将PVP技术引进美国用于治疗OVCF，不久就得到美国介入放射学和骨外科学界的广泛认同，此后PVP逐渐在世界多地开展和应用。1994年，美国的Wong和Reiley等在PVP基础上设计了球囊扩张器，PKP由此诞生，1998年美国FDA正式批准球囊的临床应用，2001年Lieberman首次报道。我国则于2000年由中山大学第二附属医院最早引入PKP术式，此后苏州、北京等地有类似报道，并在全国各地广泛应用。2011年，Eddison等[5]通过比较2005至2008年美国医疗保险数据库内85万余例椎体压缩骨折患者保守治疗与微创手术治疗间4年时的死亡率差异，发现手术组患者死亡率远低于保守组。2014年，美国介入放射学会、放射学院、脊柱放射学会等8大学会发表联合申明：对有症状的骨质疏松性或肿瘤性椎体骨折，PVP和PKP是有效、安全且疗效可持续的[6]。

2 止痛机制

根据脊柱相关生物力学的定义：椎体强度是指椎体在发生塌陷前所能承受的最大应力，它的恢复和增强是评估PVP和PKP疗效的最常用指标，有助于预防或避免己修复的椎体再次发生骨折;椎体刚度是指椎体在外力作用下抗变形的能力，椎体刚度与椎体硬度成正比，它的恢复被认为是与止痛效果相关的力学参数[7]。PVP与PKP术后为使伤椎获得稳定，理想的状态是恢复和接近正常椎体的强度和刚度。目前，临床上关于PVP和PKP止痛机制尚未完全明确，但普遍认为可能的机制有[89，1O]：

（1）伤椎被注入骨水泥后，椎体内显微骨折能在骨水泥固化后得到固定，从而有效恢复椎体的刚度和强度，减少微动摩擦，增加脊柱的稳定性;

（2） PMMA本身具有的热效应和其未聚合的单体有细胞毒性作用，同时灌注剂可填塞和压迫伤椎，聚合产生的热量也可能对椎体内的感觉神经末梢有破坏作用;

（3）穿刺后椎体内压力下降，骨水泥注入后迅速固化椎体，一定程度阻抗了因溶骨性破坏和钙缺失引起的椎体支撑力下降。

3 适应症和禁忌症

手术成功必不可少的一个条件是严格把握其适应症和禁忌症，同时在筛选病例时获得可靠的病史和详细的体检资料，尤其是相关影像学资料（x线、CT和MRI等）。PKP是PVP在基础上发展起来的，所以两者的手术适应症和禁忌症也基本类似。

手术适应症：

（1）非手术治疗无效、疼痛剧烈的OVCF患者;

（2）椎体压缩70%以下或部分陈旧性不稳定骨质疏松性椎体骨折;

（3）椎体后壁完整且无骨块突入椎管内;

（4） CT显示椎弓根无变异、狭窄、骨折;

（5）不宜长时间卧床、可耐受手术者;

（6）血管瘤、椎体转移瘤以及骨结核等累及椎体并发生压缩骨折或有潜在骨折风险者;

（7）骨折后不愈合或囊性变。

手术绝对禁忌症：

（1）不能耐受手术者;

（2）无痛、陈旧性的稳定性骨折;

（3）椎体感染;

（4）成骨性椎体转移瘤[11，12];

（5）非骨质疏松的急性创伤性椎体骨折;

（6）伤椎椎板、椎弓根破坏;

（7）椎体后壁有骨折或骨折块侵入椎管;

（8）严重心肺疾病及凝血功能障碍的患者;

（9）对器材或材料过敏者。

相对禁忌症：

（1）椎体严重压缩骨折，椎管内有骨块[13，14];

（2）有出血倾向者;

（3）身体其他部位存在活动性感染者;

（4）与椎体压缩骨折无关的神经压迫引起的根性痛;

（5）椎体压缩程度超过75%者。

近年来，随着手术器械、技术和材料的不断改善和进步，手术适应症范围也在逐步扩大。因此，临床骨科医师应根据患者实际情况适当放大或缩小手术适应症和禁忌症，选择相对最合理、可靠的治疗方案。

4 疗效评估

PVP和PKP主要用于治疗保守治疗无效且疼痛进行性加重的OVCF患者，也可用于椎體血管瘤、椎体转移瘤等疾病的治疗。目前被广泛应用的评估指标有视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）、椎体前缘高度和后凸Cobb角等。与传统开放性手术相比，PVP和PKP创伤小、迅速缓解疼痛、患者下床活动早、手术安全性相对较高，且可在手术时取肿瘤或其他异常组织做活检，为后续相关放化疗等提供有价值的客观依据。然而，近年来一些研究针对其有效性提出了质疑，Me Cullough[15]的研究显示与保守治疗相比，PVP和PKP临床效果未见明显优势。目前多数研究认为，PVP和PKP短期效果更为突出，Ward_law[16]的研究显示在1个月内，同保守治疗相比，PKP在缓解疼痛、改善活动能力及提高生活质量方面优势明显，其作用可持续到1年以后。对于PVP与PKP临床效果的比较，Ha[17]等研究发现1周以内PVP的疼痛缓解效果更佳，长期效果来看两者在疼痛缓解及功能恢复上差别不大。根据文献[18]报道，PVP与PKP疼痛缓解率可达70%-95%。与PVP相比，PKP的主要不同之处在于它将一种可膨胀的球囊经过工作套管置入伤椎，此膨胀球囊正好支撑压缩的椎体以恢复其高度，然后椎体内形成一空腔，经减压后再将球囊取出，注入骨水泥材料，完成手术。多数学者认为PKP对恢复椎体高度和脊柱后凸畸形明显优于PVP，但也有学者认为两者对伤椎椎体高度的恢复程度并无多少差别，这可能是由于椎体高度的恢复除球囊扩张外还有其他因素，比如术中应用体位进行伤椎复位也很重要。在骨水泥渗漏率方面，各家报道不一，但总体上PKP明显低于PVP： Taylor等[19]的荟萃分析发现PKP渗漏率8%，PVP渗漏率高达40%; Eck等[20]报道PVP组骨水泥渗漏率为19.7%，而PKP组的渗漏率为7.0%，差异有统计学意义（P<0.001。总体而言，PVP与PKP均能迅速缓解患者疼痛、提高生活质量。PKP能在一定程度上恢复伤椎高度、矫正后凸畸形，手术时间较长、费用较高，而PVP操作简便、手术时间较短、疗效可靠且价格相对便宜，更利于临床推广使用。笔者认为，对于PVP和PKP的选择应根据患者具体病情和身体状况、经济条件和医院技术设备情况等诸多因素而定。

5 术后并发症及预防

临床上PVP及PKP的术后并发症主要包括：

（1）骨水泥渗漏（最常见的并发症）;

（2）肺栓塞，骨水泥单体毒性可引起低血压休克及脂肪栓塞;

（3）脊髓或神经根损伤，常为手术器械所致;

（4）椎管及椎间孔狭窄，可能与椎板或椎体侧壁皮质破裂和骨水泥外漏有关;

（5）肋骨骨折，可能与操作时体位不当等因素有关;

（6）感染、出血、一过性疼痛等;

（7）远期并发症，邻近椎体再骨折。

预防措施有：

（1）严格掌握手术适应症和禁忌症;

（2）熟悉相关解剖结构;

（3）术前完善影像学检查（X线片、CT、MRI等）以确定伤椎骨折类型、椎弓根和椎体后壁情况、椎管内情况;

（4）严格遵守无菌原则，正确掌握手术步骤及技巧;

（5）手术室具备良好的C型臂或G型臂X线透视机以便术中随时监测手术进展情况;

（6）使用PKP球囊时密切注意扩张压力，目前公认一般不超过300psi，当椎体高度恢复满意或球囊抵达椎体上下终板时停止加压[21];

（7）合理把握骨水泥注入时机，尽量选择在拉丝后期或面团初期进行推注，并注意推注力道和次数。

笔者认为，无论哪种并发症的出现，都或多或少与术者操作有关，所以完善术前准备、提高手术精细度、加强术中监测等措施都可降低并发症的发生率。

6 骨填充网袋改良PKP手术

尽管PVP和PKP应用广泛，但均有骨水泥渗漏的风险，尤其是椎体骨皮质不完整的患者[22]。针对此问题，近年来国内外逐渐出现了一种骨填充网袋（ Bone FillingMesh Container， BFMC）改良PKP手术的新技术。BFMC类似于PVP和PKP，也可置入后扩张椎体，然后注入骨水泥至充满网袋并抬高伤椎部分高度，使部分骨水泥通过网眼呈线样渗出至骨小梁间隙，充分弥散后与骨小梁间交叉嵌插以形成微观绞锁、增加抗剪切应力，从而加固伤椎降低再骨折风险[23]。骨填充网袋改良PKP手术效果与PVP、PKP相当且可降低骨水泥渗漏风险，但由于其目前临床应用时间短、BFMC无生物降解性、相关报道少、缺乏长期随访资料，因此还仍需进一步随访和探索。

7 骨水泥材料的发展

聚甲基丙烯酸甲酯（ polymeyhymetharcylate，PMMA）具有较好的生物惰性、相容性，2004年被美国食品药品管理监督管理局认可并批准用于OVCF和转移性肿瘤的治疗[24]。目前应用最多的骨水泥材料是PMMA，具有制备方便、粘稠度低、适度流动性、易灌注、良好的刚度及强度、价格相对低廉等优点，但其也有弊端：易渗漏（可能由粘稠度低和流动性所致）、放热反应容易灼伤周围重要组织、毒性反应可致低血压休克和脂肪栓塞等并发症、无骨传导和骨诱导性有发生松动可能、压缩强度大会增强临近椎体再骨折风险等。尽管PMMA在临床上应用最广，但并非最理想的骨水泥材料。

理想的骨水泥材料应具备以下特点[25]：

（1）易显影;

（2）聚合温度适宜;

（3）调制简便易注射;

（4）无毒、无致畸作用;

（5）良好的生物活性、相容性、可降解性;

（6）极好的骨传导和骨降解性;

（7）价格合理;

（8）可负载生物材料，如抗肿瘤、抗感染药物及骨诱导剂;

（9）无放热或低放热。经皮微创治疗OVCF的效果、术后并发症发生率等均与骨水泥材料的好坏直接相关[26]。

近年来，随着对骨水泥材料的不断研究，出现很多新型骨水泥材料。被研究最多的是磷酸钙骨水泥（CPC）和硫酸钙骨水泥（CSC）。杨泽雨等[27]认为CPC具有以下特点：卓越的骨传导性为骨长入和重塑提供了基础、生物相容性及生物可吸收性、聚合无放热或低放热。但CPC本身也有许多不足：高粘度性、易被血冲刷致渗漏可能、极易吸收而增加临近椎体再骨折可能性、强度低于正常骨质等。csc是一种人工合成的骨水泥，孙育良等[28]报道CSC有以下优点：良好的生物相容性和生物力学特性、极佳的骨诱导和传导特性、生物载药性。CSC也有许多缺点：不易显影影响术中观察监测、可注射性差、止痛效果差、生物学强度低等。此外，复合型陶瓷骨水泥也逐渐成为研究热门。复合型陶瓷骨水泥主要有Cortoss骨水泥和Orthocomp骨水泥，Cortoss骨水泥起初被设计用于椎体成形术的一种生物活性复合物，具有许多接近人体骨质的重要属性[29]：本身无透视性但注射后有可视性、产热较PMMA少、注射起止时间可控。Orthocomp骨水泥是一种玻璃陶瓷强化复合材料，有生物相容性且可减少产热。锶有不透射线性和骨诱导性，也可抑制骨吸收，一种含锶羟基磷灰石和双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯的新型生物活性骨水泥正在进行临床试验。

总之，关于PVP和PKP骨水泥材料的研究很多，尚有争议。但应用最多的仍是PMMA，因其具有介于松质骨和皮质骨的强度、止痛效果好、弥散性较好等优点。笔者认为，随着科技进步和学者们的不断探索研究，相信很快就会有一种具有良好生物相容性、更接近人体生物力学特性、可吸收、强度合适、价格合理等优点的理想骨水泥材料问世并逐步投入临床使用。在此之前，如何规范合理地使用骨水泥是所有骨科医生都必须思考的问题。

8 总结

综上所述，OVCF的治疗方法多种多样：经皮微创手术（PVP、PKP及BFMC）创伤小、能迅速缓解疼痛、易被患者接受，PKP还能恢复伤椎部分高度并矫正后凸畸形。虽然还有许多需待进一步研究以明确和解决的问题如穿刺器材的精确性、手术入路的选择、骨水泥材料的选择、如何减少术后并发症、伤椎与邻近椎体的生物力学关系等等，但其越来越受患者和临床医生青睐，应用价值和前景极大。目前，OVCF患病率在全世界都有不断增长趋势，对于其治療，我们应严格掌握手术适应症和禁忌症并结合每位患者具体情况制定个体化治疗和康复方案，并重视OP的早期预防和治疗，从而达到治疗效果最优化。

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