椎弓根固定联合伊班膦酸钠对胸腰段脊柱爆裂骨折的疗效影响

张岱阳，罗 政，吴 钢

胸腰椎爆裂性骨折(thoracolumbar burst fracture,TLBF)是临床骨科较为常见的一种脊柱损伤类型，随着建筑业和交通业的发展，以及老龄化人口的增加，发生率日益增加。胸腰段椎体是连接活动度较小的胸椎和活动度较大的腰椎的椎体，其在较大的轴向应力下很容易发生爆裂性骨折，引起椎间盘组织进入终板，进而使椎体碎裂[1]。TLBF具有前方椎体高度丢失及后方椎体骨折块极易进入椎管内的特点，往往会带来脊髓神经受损，甚至是脊髓神经功能永久性损害等严重后果[2]。目前临床治疗TLBF的主要手术方式是椎弓根固定，手术技术成熟，且疗效已经获得普遍肯定[3]。伊班膦酸钠是一种双膦酸盐类药物，应用于骨折患者，尤其是老年患者，可加快骨质修复，减少各种原因导致的骨吸收，提高骨质量，这对于提高椎体结构的稳定性、加快术后恢复、有效提高治疗的远期效果具有重要意义[4]。基于此，本研究主要对椎弓根固定联合伊班膦酸钠治疗TLBF患者的近远期疗效及其对患者骨形成指标碱性磷酸酶(alkaline phosphatase protein,ALP)[5]和骨吸收指标抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(tartra-resistant acid phosphatase-5b,TRACP-5b)[6]水平的影响进行探讨，从而为临床应用提供参考依据。

临床资料

1 一般资料

2014年6月—2017年6月笔者科室行手术治疗90例胸腰段脊柱爆裂性骨折患者，采用随机数字表法分为对照组(45例)和研究组(45例)。纳入标准：(1)有创伤史；(2)单节段骨折，单侧或双侧椎弓根完整，椎体下半部和下终板未受到损伤；(3)合并不同程度的椎管内占位和脊髓神经功能障碍；(4)无非手术治疗指征。排除标准：(1)合并腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症、变形性椎关节炎、强直性脊柱炎、椎体滑脱等疾病者；(2)明确诊断骨代谢类疾病者，如骨质疏松、骨质软化症、甲状腺功能亢进、甲状旁腺功能亢进等；(3)存在精神功能障碍者，或存在评估的失语、失听等躯体功能缺陷者；(4)丧失生活自理能力或长期卧床者；(5)入组前3个月内服用过降钙素、维生素D制剂、雌激素、雄激素、皮质类固醇激素等影响本研究观察指标的药物；(6)合并严重心、肝、肾功能障碍者，心脑血管疾病者，血液系统疾病者，肿瘤疾病者；(7)对本研究应用药物过敏者。对照组中男性29例，女性16例；年龄23～70岁，平均43.72岁；致伤原因：道路交通伤11例，坠落伤23例，压轧伤7例，其他4例；损伤节段：T113例，T1215例，L124例，L23例；26例伴有神经损伤，其中16例合并脊髓损伤，按照美国脊柱创伤协会(SCI)-ASIA神经损伤分级标准：A级8例，B级5例，C级2例，D级1例，马尾神经损伤5例，圆锥损伤1例，圆锥马尾神经损伤13例；受伤至手术时间6～48h，平均16.17h。研究组中男性31例，女性14例；年龄23～73岁，平均44.05岁；致伤原因：道路交通伤10例，坠落伤26例，压轧伤6例，其他3例；损伤节段：T112例，T1216例，L123例，L24例；28例伴有神经损伤，其中15例合并脊髓损伤，按照美国脊柱创伤协会(SCI)-ASIA神经损伤分级标准：A级6例，B级7例，C级1例，D级1例，马尾神经损伤3例，圆锥损伤1例，圆锥马尾神经损伤9例；受伤至手术时间5～46h，平均16.02h。两组患者年龄、性别构成、损伤节段、致伤原因、合并神经脊髓损伤及受伤至手术时间等一般资料比较差异均无统计学意(P>0.05)。本研究获得医院伦理委员会审核批准(批号：2014ZDPYLL014.0)，患者均签署知情同意书。

2 治疗方法

所有患者行椎弓根固定手术，具体手术方式：患者取俯卧位，全身麻醉，在胸部和髋部下置软枕以使静脉内压力降低。以伤椎为中心在后正中部位行皮肤切口，皮下组织切开至棘突尖，常规进行剥离，从伤椎棘突至上下椎体的关节外侧。C型臂X线机辅助透视下在伤椎的上下两侧椎弓根部位放置椎弓根螺钉(GBIZ-1型脊柱固定器由山东威高骨科材料有限公司提供，AF内固定系统由江苏金鹿医疗器械公司提供)，深度至椎体50%～80%为宜。放置一侧连接棒，拧紧螺帽，临时固定。对合并严重神经损伤的患者在常规打入椎弓根螺钉后对其进行椎板减压处理，对破损的硬膜囊进行修补，并将硬膜囊的骨块采用顶压法推回至椎体内。通过撑开加压将椎体前中柱的高度进行恢复，注意加压时避免螺钉断裂。若存在明显的椎体粉碎并失去承重能力，则进行植骨(自体髂骨13例，可塑性人工骨3例)或钛网置入(7例)。X线检查椎体高度和脊柱生理弯曲情况满意后安装横梁，应用氯化钠注射液冲洗伤口并缝合，常规放置负压引流。术后给予患者常规对症治疗和康复训练。术后3d拔除引流管，应用抗生素5～7d，卧床2～3周，之后行腰背肌功能锻炼，1个月左右行站立锻炼，3～6个月后扶拐行走，逐渐过渡至弃拐步行，待骨性愈合后将内固定取出。

研究组患者在上述手术治疗后1周联合给予伊班膦酸钠注射液(艾本，河北医科大学生物医学工程中心，国药准字H20010432，1mL:1mg)治疗，静脉滴注，2mg/次，1次/d，连续应用2d，每3个月进行1次，并随访12个月。

3 观察指标

疼痛评估[7]：分别于术前、术后1、6、12个月应用VAS评分评价患者的疼痛程度，评分0～10分，无疼痛为0分，轻微疼痛1～3分，中度疼痛4～7分，剧烈疼痛8～10分。

胸腰椎功能障碍程度[8]：分别于术后1、3、6、12个月应用日本骨科协会胸腰椎治疗评估表(JOA评分)对患者胸腰椎功能进行评价，该量表内容包括日常活动受限、主观症状及膀胱功能3个维度，总分0～29分，分数越高表示胸腰椎功能障碍程度越重。

脊柱后凸畸形矫正情况：分别于术前、术后即刻，术后6、12个月对患者进行影像学检查，评估其脊柱后凸畸形Cobb角。

伤椎前缘和中部高度：分别于术前、术后即刻，术后6、12个月对患者进行影像学检查，评估其伤椎前缘和中部高度，计算伤椎前缘高度比、伤椎椎体中部高度比。

观察并记录两组患者术后及随访期间的并发症发生情况，包括脊柱后凸畸形、肺部感染，内固定物松动、断裂，气胸等。

血清ALP及TRACP-5b检测：分别于术前，术后1周，术后3、6、12个月抽取患者清晨空腹静脉血，离心后取上层血清置于-70℃冰箱中保存，应用酶学速率法检测血清ALP水平，检测仪器为日立全省东生化分析仪7600-020，ALP检测试剂盒由上海执诚生物科技有限公司提供，严格按照说明书进行操作；应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清TRACP-5b水平，试剂盒由英国IDS Ltd公司提供，严格按照试剂盒说明书进行操作。

4 统计学分析

结 果

1 两组患者手术前后VAS评分比较

术前两组患者VAS评分比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后均降低，与术前比较差异有统计学意义(P<0.05)，且术后1、6、12个月时研究组VAS评分较对照组均显著降低，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2 两组患者术后胸腰椎功能障碍程度比较

术后1个月两组患者JOA评分比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后3、6、12个月研究组JOA评分均显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

3 两组患者手术前后脊柱后凸畸形矫正情况比较

手术前两组患者的脊柱后凸畸形Cobb角比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后即刻较术前则明显减少，但两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后6个月和12个月较术后即刻显著增加，而研究组术后6个月和12个月的脊柱后凸畸形Cobb角均显著小于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

4 两组患者手术前后伤椎前缘和中部高度比比较

术前和术后即刻两组患者的伤椎前缘比及中部高度比比较差异均无统计学意义(P>0.05)，而术后即刻伤椎前缘和中部高度比较术前均显著升高(P<0.05)，对照组患者术后6个月和12个月时较术后即刻则显著降低，研究组患者术后12个月较术后即刻也显著降低，研究组术后6个月和12个月伤椎前缘和中部高度比均显著高于对照组(P<0.05)。见表4。

5 两组患者手术前后血清ALP及TRACP-5b水平比较

两组患者术前血清ALP及TRACP-5b水平比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后较术前均显著降低，且研究组术后1周，术后3、6、12个月时的血清ALP、TRACP-5b均显著低于对照组(P<0.05)。见表5。

6 并发症情况

术后随访期间，两组患者均未出现肺部感染、气胸、脊柱后凸畸形等严重并发症，并发症主要为内固定物断裂和松动。其中对照组4例出现内固定物松动，3例发生断裂，并发症发生率为15.56%，研究组4例出现内固定物松动，1例发生断裂，并发症发生率为11.11%。两组患者并发症发生率比较差异无统计学意义(χ2=0.385，P=0.535)。

表1 两组患者手术前后VAS评分比较分)

与术前比较：*P<0.05

表2 两组患者术后JOA评分比较分)

表3 两组患者手术前后脊柱后凸畸形Cobb角比较

与术前比较：*P<0.05；与术后即刻比较：#P<0.05

表4 两组患者手术前后伤椎前缘和中部高度比比较

与术前比较：*P<0.05；与术后即刻比较：#P<0.05

表5 两组患者手术前后血清ALP及TRACP-5b水平比较

组别TRACP-5b术前术后1周术后3个月术后6个月术后12个月对照组(n=45)5.43±0.225.03±0.274.62±0.204.12±0.313.84±0.16研究组(n=45)5.39±0.264.76±0.233.74±0.213.26±0.153.05±0.18t值1.6115.10720.35616.75222.005P值0.1110.0000.0000.0000.000

讨 论

TLBF属于高能量损伤，其发生率占胸腰椎骨折的10%～20%，骨折多发生在T11～L2节段，累及前柱和中柱，脊柱稳定性受到严重损伤，如不及时治疗，会造成神经根和脊髓永久性损伤，其中超过90%的患者需通过手术治疗。由于胸腰段脊柱处于较为固定、活动度较小的胸椎和活动度较大的腰椎之间的连接处，衔接后凸胸曲和腰曲，该处集中了躯干的负重和活动应力，因此胸腰椎具有极其重要的临床意义。TLBF发生后，中柱遭到破坏，同时前柱和后柱受到影响，导致不稳定性脊柱骨折的发生，治疗原则在于尽早和及时将椎管内压迫脊髓神经的因素去除，以减少神经或脊髓受到继发性损伤，同时对脊柱的稳定性进行重建[9]。

椎弓根系统是目前临床治疗TLBF的常用方式，其操作简单、复位力强、固定节段短，治疗效果确切。后路椎弓根内固定治疗TLBF具有其独特优势，其可有效对椎体的曲度和高度进行恢复，对后凸畸形进行矫正，直接或间接对受压的脊髓和神经进行减压，而且可为患者术后的康复护理提供便利，其可对固定节段椎体的运动进行限制，使患者可尽早进行功能锻炼和神经功能康复训练，同时还能有效降低非手术治疗所导致的并发症发生率[10]。而后入路损伤更小，能有效避免胸腔和腹腔脏器受损，对术者技术要求低，手术过程中可直接对伤椎附近的肌肉、韧带等软组织和关节突关节的损伤情况进行观察，对伤椎邻近椎体情况进行评估，还可保留椎体的运动功能[11]。此外根据实际情况给予患者植骨融合能有效解决椎弓根内固定所引发的内固定失败和复位丢失问题。部分椎弓根内固定患者在术后的恢复过程中会出现内固定失败和再次后凸畸形，这主要与骨折复位遗留有骨缺损有关，而植骨融合能够进一步提高脊柱的稳定性，同时可将人体脊柱的压应力和内固定的轴向负荷进行分散，使内固定承重力减轻，避免其发生断裂。部分TLBF患者的前纵韧带在骨折发生时出现断裂，植骨融合则能使伤椎高度和后凸畸形得到有效恢复和矫正，伤椎稳定性更高，也更符合人体生物力学[12]。多数临床试验和实践都已经证明椎弓根内固定及植骨融合能够使患者达到良好的复位和内固定，使患者术后胸腰椎功能得到更好的恢复[2,10-11]。本研究中，所有患者均给予椎弓根内固定手术治疗，结果显示术后患者的VAS评分、JOA评分及后凸畸形Cobb角显著降低，伤椎前缘和中部高度比也显著升高，提示椎弓根内固定治疗TLBF效果较好，其可及时且有效矫正脊柱后凸畸形，促进胸腰椎功能的恢复，这与上述结论一致。随访期间患者并发症主要为内固定物断裂和松动，分析原因主要为未作植骨融合和植骨融合质量不佳。有患者在横突间植骨未完全融合时便开始负重，而此时负重后的椎间活动产生的应力过大，横突间的愈合强度较小，无法与之抗衡，从而导致内固定物断裂和松动的发生。

在骨折患者的术后恢复中，如何进一步促进骨折愈合水平、有效增加骨量、加速骨折机械稳定性的获得，进而促进骨折修复一直以来都是骨科医师所面临的重要问题。二膦酸盐(bisphosphonates,BPs)是近30年来发展起来的一种对破骨细胞具有抑制作用的一线抗骨质疏松药物，可用于预防和治疗骨质疏松症、转移性骨痛、肿瘤并发的高钙血症、假体周围性骨溶解等疾病。伊班膦酸钠是典型的第三代二膦酸盐类药物，具有很强的抑制骨吸收作用，同时具有很低的毒副作用，其与骨质中的羟基磷灰石具有特异性的亲和力，而无法与除骨质外其他的组织结合，因此能够特异性且强力抑制骨吸收，而且对其他组织的不良反应极小，是相对最为安全的二膦酸盐药物[4]。有动物研究发现，伊班膦酸钠可促进兔桡骨骨折的愈合，增加骨量和骨密度，使骨折机械稳定性更快获得，而且对骨矿性质无明显影响。早期应用伊班膦酸钠可明显抑制破骨细胞，降低破骨细胞指数和TRACP-5b水平，且作用持续时间更长[13]。TRACP-5b是来源于破骨细胞的一种可反映骨吸收情况的特异性标志物，主要由有活力的巨噬细胞和有骨吸收功能的破骨细胞分泌释放[5]。研究发现，伊班膦酸钠进入人体后可在骨代谢活跃区域与羟基磷灰石发生特异性结合，浓度累积到一定水平后，其在酸性条件下从骨质中进入到破骨细胞中，对破骨细胞蛋白合成、膜转运等过程产生影响，从而引起细胞形态结构、活性等的改变，使破骨细胞出现分化，同时还可通过对破骨细胞中信号转导产生影响作用来促进细胞凋亡[14]。ALP主要由肝和骨组织合成释放，其中骨型ALP约占血清ALP总量的50%，ALP在临床常用来评价骨形成和骨转换情况，可反映成骨细胞的功能。有研究指出，二膦酸盐类药物可显著降低血清ALP水平，进而降低骨转换率，使骨吸收和骨丢失得到抑制[15]。本研究结果显示，与单纯内固定治疗相比，术后联合伊班膦酸钠治疗能够在进一步缓解疼痛程度和胸腰椎功能障碍程度，促进脊柱后凸畸形矫正效果和伤椎前缘及中部高度恢复的基础上，进一步有效促进TLBF患者血清TRACP-5b和ALP水平的降低，而且伊班膦酸钠的应用不会增加不良反应发生率，提示对行椎弓根内固定的TLBF患者术后给予伊班膦酸钠治疗可显著提高治疗效果，此外通过血清TRACP-5b和ALP水平的检测可对患者术后恢复情况进行评价，为患者术后的康复锻炼提供依据。

综上所述，椎弓根固定联合伊班膦酸钠治疗TLBF效果显著，其可有效缓解疼痛，促进骨生化指标尽早恢复，进而促进骨折的愈合和胸腰椎功能的恢复，及时矫正脊柱后凸畸形症状，而且并发症少，可作为一种安全有效的治疗方式应用于临床。