此文章已发表在中华骨科杂志，2011年第9期

胸腰椎爆裂性骨折是最常见的脊柱损伤[1]，应用短节段椎弓根螺钉内固定技术治疗该类损伤可提供即刻稳定和较好临床疗效[2]。但由于椎体复位后形成椎体内间隙蛋壳样改变[3],使前中柱丧失结构上的完整性,后期易发生复位丢失、进行性后凸畸形、腰背部疼痛、内固定失效但近年来。Alvine[4]报告短节段椎弓根螺钉固定治疗不稳定型胸腰椎骨折，平均随访1年时39%的病例发生内固定装置断裂。在Tezeren和Kuru[5]的报道中，失败率甚至达到了55%。采用植骨方法充填复位后椎体前、中柱的空腔从而获得前、中柱的生物力学稳定，理论上被认为能有效的预防并发症发生。我们采用短节段椎弓根固定结合注射型硫酸钙（Calcium Sulfate Cement，CSC）椎体增强术治疗胸腰椎爆裂性骨折，对其中有完整随访资料的病例进行分析，探讨其实际临床疗效。上海市同济医院脊柱外科曾至立

资料与方法

一、一般资料

    2006年11月至2009年9月采用短节段椎弓根固定结合注射型硫酸钙（Calcium Sulfate Cement，CSC）椎体成形术治疗胸腰椎爆裂性骨折45例，其中37例获得平均19个月（14~37月）以上随访。男21例，女16例；年龄39～60岁，平均 47.3岁。均为单椎体爆裂性骨折，骨折节段T11 2例、T12 14例、L1 16例、L2 5例；按AO分型A3.1型21例、A3.2型5例、A3.3型11例。神经功能Frankel分级C级4例、D级12例、E级21例。   

二、手术方法

全麻，俯卧位，腹部悬空。以“C”型臂X线机透视定位骨折平面，进行体位复位。取后正中切口，显露伤椎及其上、下椎椎板和关节突关节，在伤椎上、下椎体植入椎弓根螺钉。椎弓根螺钉植入成功后安装固定棒，再次撑开复位，锁紧一侧固定棒，并将另一侧固定棒拆除。对术前有神经症状或CT提示椎管内占位超过30%的患者行全椎板减压，探查椎管内有无骨折块占位。

在未安装固定棒侧进行伤椎椎弓根穿刺，依据“C”型臂X线监视情况调整穿刺针方向，进入复位后的椎体空腔。对复位不满意患者扩大穿刺孔，伸入反向刮匙利用推顶技术对塌陷的椎体终板进行复位。拔出穿刺针芯，以负压吸引器将椎体内积血吸出，将搅拌好的CSC（MIIG™X3 HiVisc，Wright公司，美国）注射入椎体内。此时需反复进行X线透视，控制注入量并防止CSC渗漏进入椎管或椎旁。对于行椎板减压患者，在结束手术前再次检查椎管内是否有渗漏。切口常规留置闭式引流管，关闭切口。

三、术后处理

    术后常规预防感染治疗3-5d，48-72h拔除引流后进行床上腰背肌功能锻炼。术后4周佩带腰托下地活动，加大锻炼强度及幅度，12周复查后去腰托活动。术后10-12个月取出内固定。

四、随访及评估方法

术中记录手术时间、术中出血量及伤椎注射CSC量。术后观察下地活动时间、神经功能分级及术后并发症、二次手术取内固定时间。术后12个月随访时行疼痛视觉模拟评分(visual analogue score，VAS)及Oswestry功能障碍指数 (Oswestry disability index, ODI)评估。

术后1月、三月、6月及末次随访摄X线片或CT检查，观察伤椎骨折愈合、CSC吸收情况。测量矢状面Cobb角（伤椎上位椎体上终板与下位椎体下终板直线延长线的交角）及前缘高度比（伤椎前缘高度与上、下邻椎前缘高度平均值的比值）。

内固定失败的标准为术后X线片显示内固定装置断裂或松动，或椎体高度再丢失（后凸角增加大于10°）[6]。

五、统计学处理

 采用SPSS 13.0（SPSS公司，美国）统计学软件进行统计学处理。观察指标为前缘高度比及矢状面cobb角，行单因素方差分析，术后各组与术前比较采用Dunnett-t检验，检验水准α取双侧0.01。

结    果

一、手术一般情况

手术时间75~180min，平均（106±40）min；术中失血量150~800ml，平均（330±137）ml；注入CSC2~8ml，平均4.8ml；用于准备及注射CSC的时间为6-10min。注射过程中无血压及血氧明显下降或其他需要干预情况发生。

二、术后并发症

术后影像学检查证实3例CSC外渗，其中2例发生椎体前外侧渗漏，1例发生椎管内渗漏（图1）。无神经症状加重，随访过程中CSC均被发现吸收，无异位骨化形成。术后浅表伤口愈合不良3例，经细菌培养均为条件致病菌，1例经清创缝合后愈合，2例经换药后愈合。

图1 男，39岁，L1爆裂性骨折a、b 术后三天CT检查证实发生CSC椎管内渗漏，无神经症状  c 、d-术后1年CT复查椎体内及椎管内CSC全部吸收，椎管内无骨化，椎体内骨小梁连续，无空腔形成

Figure 1. A 39-year-old man with the L1 burst fracture caused by a traffic accident.  a b The leakage of CSC was observed post-operation from CT image. c d The CSC was completely absorbed after 1 year and no ossification in the spinal canal was observed. Bone trabeculae of vertebrae were continuous and no cavity was formed.

三、术后功能评价

术后无一例患者出现神经功能损害加重，术前有神经功能不完全损害的16例中12例获得完全恢复（表1）。VSA评分平均1.2分，ODI评分平均20.4%。

表1   37例患者手术前后神经功能Frankle分级比较（例）

Tab.1 The Frankel grading system of 37 patients (cases)

术前

术   后

A级

B级

C级

D级

E级

A级

0

0

0

0

0

B级

0

0

0

0

0

C级

0

0

0

2

2

D级

0

0

0

2

10

E级

0

0

0

0

21

四、影像学评价

骨折骨性愈合时间12-20周，平均13.4周。术后8周开始出现CSC吸收现象，12-20周完全吸收，平均14.6周。二次手术取出内固定28例，取出时间为术后10-18个月，平均12.8个月。无一例发生内固定断裂、松动，无后凸畸形丢失大于10°病例(图2)。术后椎体前缘高度比及矢状面cobb角明显恢复，术后椎体前缘高度及矢状面cobb角维持满意，分别丢失3.11%及2,80°。统计结果具体见表-2。

表2  37例患者手术前后的影像学测量结果（ ±s）

Tab. 2 Radiographic measurement of the injury segment（ ±s）

观察时间

前缘高度比（％）

矢状面Cobb角（°）

术前

55.40±9.79

22.45±7.74

术后

85.46±6.56*

6.86±5.27#

术后3月

84.10±6.76*

8.71±5.15#

术后6月

82.82±6.69*

9.12±5.84#

最后一次

82.35±7.48*

9.66±5.88#

注：*与术前比较，P<0.01；#与术前比较，P<0.01

图2 男，45岁，重物砸伤致L1爆裂性骨折，Frankle分级D级. a 术前X线侧位片示骨折为AO分型A3.1型，前缘高度比49.85％，矢状面Cobb角35°  b  术后侧位X线片示骨折复位，前缘高度比97.50％，CSC在复位后的椎体孔隙内充分填充，矢状面Cobb角7°  c  术后3个月X线侧位片示前缘高度比94.44%，后凸畸形角9°，椎体内CSC部分吸收  d  术后5个月X线侧位片示前缘高度比93.65%，矢状面Cobb角9°，椎体内CSC完全吸收 e 术后14个月内固定取出后侧位X线片示前缘高度比93.12%，矢状面Cobb角9° f 术前CT示椎体前、中、后柱受累，椎管内占位42%  g 术后1周CT示CSC在复位后的椎体孔隙内充分填充  h 术后5个月CT示CSC完全吸收，骨小梁形成

Figure 2.  A 45-year-old man with neurologically incomplete injury Frankle grade D of L1 burst fracture after a high energy crash.     A  Lateral radiograph ,The anterior vertebral body height was 49.85% and sagittal cobb’s angle was 35°  B Postoperative lateral radiograph. The fraction of injury vertebrae was reduced and the anterior vertebral body height was 97.5% and sagittal cobb’s angle was 7°. The cavity of related vertebrae was full filled by CSC  C  Lateral radiograph after following up 3 months. The anterior vertebral body height was 94.44% and sagittal cobb’s angle was 9°. The CSC of related vertebrae was partly absorbed  D Lateral radiograph after following up 5 months. The anterior vertebral body height was 93.65% and sagittal cobb’s angle was 9°. The CSC of related vertebrae was completely absorbed  E  The internal fixation was removed after 14 months. The anterior vertebral body height was 93.12% and sagittal cobb’s angle was 9° F  CT on admission. Anterior column and middle column was involved and intracanal fracture fragments accounts for 42%  G  Postoperative computer tomography  H  CT after following up 5 months. The CSC of related vertebrae was completely absorbed. Bone trabeculae of vertebrae was continuous and no cavity was formed.

讨    论

胸腰椎爆裂性骨折多为垂直压缩暴力作用下椎体结构破坏，骨折块向四周分散，椎体后壁破裂，骨折块突入椎管，脊柱的稳定性遭受破坏。生物力学实验结果表明，如果前、中柱损伤，将导致椎体70%的屈曲及旋转刚度丧失[7]，需通过手术恢复脊柱的序列及稳定性。对于不稳定脊柱骨折采取切开复位内固定已不再争议，但对于胸腰椎爆裂性骨折的手术方式仍有较多争议。

一、短节段椎弓根螺钉固定的优缺点

上个世纪60年代后期基于椎弓根螺钉固定技术的出现，尤其是DICK为代表的螺杆系统使得后路矫形技术体现了三维复位和固定的概念，短节段椎弓根螺钉内固定（short-segment pedicle instrumentation，SSPI）在临床广泛开展。但近年来，后路短节段椎弓根螺钉内固定手术患者的内固定松动、断裂、椎体高度再丢失导致脊柱局部畸形等并发症的报道越来越多[4,5]。大多数学者认为是由于椎弓根钉利用前、后纵韧带和椎间盘纤维环的牵拉复位，虽能基本恢复伤椎的高度及外形，但对椎体内部松质骨的复位作用却十分微弱，导致椎体内部的骨缺损。实验证实在对椎弓根钉复位后的椎体行CT扫描发现，在椎体的内部，特别是椎弓根层面的椎体前部依然存在骨缺损区[3]。椎体的骨缺损导致椎体的生物力学的不稳定，并引起复位后的椎体高度不断丢失，后者又加重前者，这一互相促进的过程最终引起椎体的后凸畸形加重及内固定装置发生疲劳性断裂。因此在理论上利用CSC进行伤椎骨缺损区植骨填充，恢复其结构的连续性及完整性，恢复伤椎前、中柱的生物力学稳定性，降低内固定物的应力负荷能够预防并发症发生。

二、椎体增强术在临床上运用

自1986年Daniaux首次报道自体松质骨椎体增强术治疗胸腰椎骨折患者后，该技术曾被广泛应用，而Verlaan等[9]进行了系统性回顾分析后，发现术中采用松质骨椎体增强术的患者在随访结束时的Cobb角矫正度数的丢失要大于未采用松质骨椎体增强术的患者。相关解释是在实施松质骨椎体增强术时，植入椎体空腔的松质骨由于内固定物的应力遮挡，长期缺乏应力刺激，成骨作用微弱，无法真正起到骨性支撑作用。Cho[10]报道运用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)椎体增强结合椎弓根螺钉固定术治疗胸腰椎爆裂骨折，但是由于PMMA的不可吸收性，将其应用于非骨质疏松性椎体骨折导致很大的争议。随着生物材料的不断开发，临床上开始使用自固化磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement, CPC)、自固化硫酸钙骨水泥(CSC)作为椎体增强材料，这类材料可降解，固化时不产生高温，并且具有骨传导及骨诱导、其生物降解速度与成骨活性相协调特性，因此得到广泛使用，获得良好的疗效[11]。

本组病例中使用的椎体增强材料系美国Wright公司生产的MIIG™X3高强度微创注射型硫酸钙，具有固化过程中放热少（低于30度），术中固化时间可控制及强度高等优点。本研究发现，术中注射CSC操作时间充足，无注射时发生固化，操作简单方便，注射过程中无血压及血氧饱和度下降等并发症，术后无神经症状加重病例。在术后3个月时，CSC在X线片上即开始出现明显吸收征象，5个月时CSC已基本吸收完全，CT复查显示椎体内无明显空腔形成，CSC充填区被新生骨替代，骨小梁形成。这和体外动物实验结果基本一致，动物实验表明CSC可在缺损区快速硬化，局部形成弱酸性生物环境，吸引破骨细胞吸收CaSO4，成骨细胞则吸附在CaSO4 晶体上，有利于血管和成骨细胞的长入，13周左右完全生物降解，新骨长入。通过体外生物力学实验得出，CSC可恢复至椎体强度至损伤前水平108％，但仅能恢复完整椎体46％的刚度，故需要通过椎弓根螺钉系统提供而外的刚度[12,13]。本组病例通过椎弓根螺钉内固定对中、后柱提供有效固定，辅以CSC对前、中柱进行临时固定，待成骨作用诱导新骨生成后，由新生骨代替CSC机械支撑作用，从而避免骨折愈合过程中，由于前柱机械强度不足引起的椎体复位的丢失与后凸畸形的增加。随访发现，无内固定松动失败病例，术后患者的椎体前缘高度无明显丢失，无进行行后凸畸形加重，患者功能恢复满意。

三、CSC椎管内渗漏的预防

本组病例共发生3例CSC的外渗，其中1例为椎管内， 2例为椎体外，经过随访未发现造成相应的临床神经卡压症状，外渗的CSC在随访中均发现被完全吸收，局部无骨化物形成（图1）。椎管内外渗病例根据CT平扫分析，渗漏是沿穿刺孔道通过椎弓根渗漏入椎管内。我们认为使用CSC作为椎体增强材料需注意：1、术前应将CSC保存于低温状态，可延长其固化时间，保证有足够的操作时间；2、注意CSC调制时的粘稠度，粘稠度低容易造成CSC外渗，高粘稠度的CSC又不利于在伤椎椎体内广泛填充；3、在注射CSC前应将骨折复位并锁紧固定一侧固定棒来维持复位，将CSC注射到椎体骨质缺损处，以降低注射压力，避免过快过量注射CSC；4、注射时要不断透视，动态观察CSC流动方向，一旦发现CSC达到椎体边缘，特别是椎体后缘需停止注射；5、如行椎管减压，CSC注射结束后再次探查椎管，确定椎管内无CSC外渗。

总之，我们通过对37例胸腰椎骨折进行椎弓根螺钉复位结合CSC固定术的疗效分析认为，CSC具有良好的生物相容性，可吸收性，以及骨诱导、骨传导性能，联合椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎爆裂性骨折操作简单、不增加手术创伤、手术安全、疗效满意，为临床治疗胸腰椎爆裂性骨折提供一种可选择的方法。

参考文献

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