同种异体骨、Cage与自体髂骨在椎间植骨融合术治疗颈椎间盘突出症中的应用比较

王玉召，曹 鎏，王 铀，罗 飞，钟 浩，赵志明，张岩峰，苟瑞锐

前路减压植骨融合术是治疗颈椎间盘突出症的常用方法，而植骨材料的选择直接关乎手术效果[1]。同种异体骨具有生物相容性高、骨诱导及成骨能力强等优点；Cage强度强，植入后稳定性高，可避免骨塌陷问题；自体髂骨具有融合率高和无免疫排斥反应等优势，3者均是临床常见的植骨材料[2-4]。本研究比较上述3种植骨材料在颈椎间盘突出症椎间植骨融合术中的应用效果，以期为临床提供参考，现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2016年1月—2018年6月中国人民解放军陆军第九四八医院收治的行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症84例，均为单节段颈椎间盘突出症，皆符合手术治疗指征，手术均由资历相当的主任医师完成，排除颈椎不稳定、全身感染及颈椎结核活动期患者。根据手术植骨所用材料不同将84例分为同种异体骨组(26例)、Cage组(22例)和自体髂骨组(36例)3组。3组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1，具有可比性。患者和(或)其家属对本研究知情同意，并签署知情同意书。本研究经医院医学伦理委员会批准同意执行。

1.2手术方法 所有患者均采用气管插管全身麻醉，消毒铺巾，患者取仰卧位，经右侧颈前做斜切口，C型臂X线机透视下定位病变椎体，并在病变椎间盘上下各一节段依次切开皮肤及浅筋膜，充分暴露椎体，使用Caspar椎体撑开器撑开椎体间隙，将病变间隙前纵韧带、纤维化组织采用尖刀切除，利用刮匙将髓核组织、软骨板、增生骨赘刮除，纵行切开后纵韧带，摘除突出游离的椎间盘组织，并剔除碎骨块表面软组织，充分减压，刮除软骨终板骨质，至骨面渗血良好，处理椎间隙至硬膜膨隆良好，实现彻底减压后分别植入不同植骨材料。自体髂骨组根据椎间隙高度于术者同侧髂骨翼取适当大小、保留3面皮质骨的自体髂骨，其余两组取稍大同种异体(湖北联结生物材料有限公司生产，生产批号3461408)或Cage[史赛克(北京)医疗器械有限公司生产，生产批号3464250]，修整为楔形，使楔形底部朝前植入撑开状态下的减压间隙内，根据术中测量所得的椎间隙高度决定植骨块高度，选择合适长度的椎前路钢板，根据患者颈椎生理曲线进行合适的预弯，临时固定后，C型臂X线机透视位置及钢板服帖程度，自锁螺钉固定后放置引流管，并关闭切口。术后严密观察切口、引流管颜色及患者生命体征，常规应用抗生素、止痛药及补液等对症支持治疗；术后3或4 d复查颈正侧位X线片，适时戴颈围下地活动；术后3和6个月再次复查颈正侧位X线片，评价颈椎融合和恢复情况。

表1 采用不同植骨材料行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症3组一般资料比较

1.3观察指标 观察比较3组围术期相关指标，术前及术后3 d、3个月、6个月颈部疼痛程度，术后3个月并发症发生情况，术后3和6个月骨融合情况，术后6个月椎间高度和颈椎曲度，以及术后6个月治疗效果。①围术期相关指标：围术期相关指标包括手术时间、术中出血量及术后住院时间。②手术前后颈部疼痛程度：采用视觉模拟评分法[5]评价3组术前及术后3 d、3个月、6个月颈部疼痛程度。③术后3个月并发症：记录术后3个月3组并发症发生情况。④术后3和6个月骨融合情况：术后3和6个月行颈椎动力位X线检查，移植骨块与椎体终板间有连续性骨小梁或骨桥形成，无透亮带及相对滑动为骨融合[6]。⑤术后6个月椎间高度和颈椎曲度：术后6个月行颈椎正侧位X线检查评价椎间高度和颈椎曲度情况。⑥术后6个月治疗效果：术后6个月采用Odom分级[7]对治疗效果进行评价，Odom分级分为优、良、可和差4个等级，所有症状和体征消失，无异常病情进展为优；症状和体征较少残留，未见病情进展为良；大部分症状和体征一定程度好转，少部分症状和体征未改善或轻度加重为可；症状和体征无改善为差。

2 结果

2.1围术期相关指标比较 3组手术时间、术中出血量及术后住院时间总体比较差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。自体髂骨组手术时间和术中出血量长于或多于同种异体骨组(t=7.721,P<0.001；t=9.943,P<0.001)，手术时间、术中出血量及术后住院时间长于或多于Cage组(t=8.949,P<0.001；t=7.576,P<0.001；t=3.993,P<0.001),差异有统计学意义。见表2。

2.2手术前后颈部疼痛程度比较 术前及术后3 d、3个月，3组颈部视觉模拟评分法评分总体比较差异均无统计学意义(P>0.05)。术后6个月，3组颈部视觉模拟评分法评分总体比较差异有统计学意义(P<0.01)；自体髂骨组颈部视觉模拟评分法评分高于同种异体骨组，差异有统计学意义(t=5.001,P<0.001)。见表3。

术前及术后3 d、3个月、6个月，3组组内颈部视觉模拟评分法评分总体比较差异均有统计学意义(P<0.01)。术前及术后3 d、3个月、6个月，3组组内颈部视觉模拟评分法评分均呈依次下降趋势，组内不同时间点两两比较差异均有统计学意义(同种异体骨组：t术前=3.788、P术前<0.001，t术前=8.862、P术前<0.001，t术前=19.930、P术前<0.001，t术后3 d=4.873、P术后3 d<0.001，t术后3 d=14.882、P术后3 d<0.001，t术后3个月=9.348、P术后3个月<0.001；Cage组：t术前=2.511、P术前=0.013，t术前=7.466、P术前<0.001，t术前=16.139、P术前<0.001，t术后3 d=5.070、P术后3 d<0.001，t术后3 d=13.432、P术后3 d<0.001，t术后3个月=7.022、P术后3个月<0.001；自体髂骨组：t术前=2.639、P术前=0.009，t术前=7.777、P术前<0.001,t术前=20.503、P术前<0.001,t术后3 d=5.345、P术后3 d<0.001，t术后3 d=18.222、P术后3 d<0.001,t术后3个月=11.532、P术后3个月<0.001)。见表3。

表2 采用不同植骨材料行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症3组围术期相关指标比较

注：与同种异体骨组同一指标比较，bP<0.01;与Cage组同一指标比较，dP<0.01

表3 采用不同植骨材料行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症3组手术前后颈部视觉模拟评分法评分比较分)

注：与同种异体骨组同一时间比较，bP<0.01；与本组术前比较，aP<0.05，dP<0.01;与本组术后3 d比较，fP<0.01；与本组术后3 个月比较，hP<0.01

2.3术后3个月并发症比较 术后1周，同种异体骨组2例出现吞咽不适感，给予保守治疗后好转，并发症发生率为7.69%(2/26)；术后3个月，Cage组2例发生金属反应，待Cage内自体骨吸收后取出，金属反应消失，并发症发生率为9.09%(2/22)；术后2周，自体髂骨组13例取髂骨区域出现疼痛和血肿，经对症处理，症状逐渐得到改善，并发症发生率为36.11%(13/36)。3组术后3个月并发症发生率总体比较差异有统计学意义(χ2=9.848，P=0.023)。自体髂骨组术后3个月并发症发生率显著高于同种异体骨组(χ2=6.648，P=0.010)和Cage组(χ2=5.200，P=0.023),差异有统计学意义。

2.4术后3和6个月骨融合情况比较 术后3和6个月，3组骨融合率总体比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表4。

2.5术后6个月椎间高度和颈椎曲度比较 术后6个月，3组椎间高度和颈椎曲度总体比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表5。

2.6术后6个月治疗效果比较 术后6个月，3组Odom分级总体比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表6。

表4 采用不同植骨材料行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症3组术后3和6个月骨融合情况比较[例(%)]

表5 采用不同植骨材料行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症3组术后6个月椎间高度和颈椎曲度比较

3 讨论

颈椎间盘突出症与颈部损伤、椎间盘退行性改变相关，颈椎前路减压植骨融合术手术创伤小、出血少，安全性较高，是治疗颈椎病的常见方法，而自体骨移植可避免免疫排斥反应且取材较为方便，是临床应用较多的移植物。随着假体材料的不断丰富，Cage及同种异体骨也成为常见移植物[8-9]。本研究结果显示，3组术后3和6个月骨融合率、术后6个月椎间高度和颈椎曲度以及术后6个月Odom分级总体比较差异均无统计学意义，说明同种异体骨、Cage及自体髂骨应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症效果相当。本研究结果还显示，自体髂骨组手术时间和术中出血量长于或多于同种异体骨组，手术时间、术中出血量及术后住院时间长于或多于Cage组,差异有统计学意义。术后6个月，自体髂骨组颈部视觉模拟评分法评分高于同种异体骨组，差异有统计学意义。术后1周，同种异体骨组2例出现吞咽不适感，并发症发生率为7.69%；术后3个月，Cage组2例发生金属反应，并发症发生率为9.09%；术后2周，自体髂骨组13例取髂骨区域出现疼痛和血肿，并发症发生率为36.11%。3组术后3个月并发症发生率总体比较差异有统计学意义。说明自体髂骨应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症损伤较大、痛苦较多，Cage应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症可能会发生金属反应，而同种异体骨应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症并发症相对较少、安全性较高。

表6 采用不同植骨材料行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症3组术后6个月Odom分级比较[例(%)]

自体骨移植不会带来免疫排斥问题，一直是公认的最安全和骨融合率最高的植骨材料[10]。髂骨松质骨内含有大量成骨细胞与促骨生成诱导因子，具有其他植骨材料无法比拟的优点，但患者术后骨供应区并发症较多，成为影响手术效果的主要因素[11]。本文采用自体髂骨行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症中13例取髂骨区域出现疼痛和血肿，增加了患者痛苦，与车晓明等[11]研究结果一致。本研究结果显示，术后6个月，自体髂骨组颈部视觉模拟评分法评分高于其他两组，分析可能与部分患者术后取髂骨区域存在慢性疼痛有关。此外，对于年龄较大或合并骨质疏松者，由于骨强度下降，自体髂骨可取量减少，自体髂骨应用优势也随之下降。有研究报道，自体髂骨移植后常出现假关节形成、移植物塌陷及颈椎后凸畸形等并发症，这可能与自体髂骨自身强度低，植入骨槽后与椎体接触面积小，植入节段与髂骨块不稳定，较易发生手术部位间隙变小有关[12]，故自体髂骨应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症时要结合患者骨源及生理状况等综合考虑，以尽可能降低手术并发症。

钛合金Cage支架具有较好支撑作用，可为骨传导过程中提供新骨长入支架，并撑开椎间隙，通过移植界面与移植骨内部的纵向压缩载荷产生的压应力为新骨生长提供有利条件[13]。Cage骨面为螺旋状，能有效提高与椎体的接触面积，减小受力压强，降低骨塌陷风险。Cage应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症可保持椎间高度与颈椎正常生理弯曲，改善患者临床症状[14]。但Cage也存在明显缺陷，如生物力学弹性模量与人体自身骨差异大、金属反应、应力遮挡效应等，其临床应用时要尽可能选择生物相容性好的材料，内固定物光洁度应高，且同一部位使用的金属内固定物应由同一成分合金制成，以免因免疫排斥反应和电解腐蚀导致治疗失败[15]。本研究Cage组2例发生金属反应，且术后6个月骨融合率相对其他两组较低。

同种异体骨是一种代替自身骨的材料，既往由于同种异体骨移植术后免疫排斥反应较大，临床应用受到限制，后相关学者发现，经冷冻处理、放射线照射及机制化处理后，免疫排斥反应可有效降低，使得同种异体骨的临床应用范围得以拓展[16]。同种异体骨生物力学、骨诱导及成骨能力毫不逊色于自体髂骨，同时具有骨强度大、直径大、来源充足及可吸收等优势[17]。有文献报道，同种异体骨应用于行椎间植骨融合术的颈椎间盘突出症在牵引力下用力拧入，椎间隙撑开后，增大了节段间软组织张应力状态，提高了假体植入后稳定性，融合率高、无塌陷、无明显排斥反应，故可缩短手术时间并减少术中出血量[4]。本研究结果显示，同种异体骨组手术时间和术中出血量短于或少于自体髂骨组，且术后并发症发生率较低。但同种异体骨存在不易获取、价格昂贵的缺陷，且也存在一定免疫排斥反应风险，临床应用时需考虑患者生理状况和经济条件等，并做好随访。

综上所述，同种异体骨、Cage及自体髂骨应用于椎间植骨融合术治疗颈椎间盘突出症中均具有较好效果，但采用自体髂骨者损伤大、痛苦较多，采用Cage者可能发生金属反应，而采用同种异体骨者并发症相对较少、安全性较高。