老年胸腰椎压缩骨折椎体成形术后继发邻近椎体骨折的研究进展

作者：温州医科大学附属第五医院 黄文君

来源：中国脊柱脊髓杂志2014年第24卷第11期

自Galiebert1987年将经皮椎体成形术（PVP）成功应用于椎体血管瘤的治疗后，PVP及经皮椎体后凸成形术（PKP）被广泛应用于骨质疏松椎体压缩骨折（OVCF），因其能安全高效缓解骨折椎体疼痛而被越来越多的外科医生所采用。然而，伴随着手术而出现新发椎体压缩性骨折（NVCFs）已经成为临床关注的新焦点，逐渐引起重视。笔者就老年胸腰椎压缩骨折PVP或PKP术后继发邻椎骨折的相关研究作一综述。

局部因素对椎体成形术后继发邻椎骨折的影响

骨水泥的量及分布的影响

利用PVP或PKP来缓解老年VCF后骨折椎的疼痛是临床医师们通常采用的方法，但注入骨水泥量与NVCFs相关性同样引起人们的关注。Liebschner等应用有限元分析得出，注入3.5ml骨水泥足以使伤椎恢复至伤前的强度，恰当的单椎体骨水泥注入量分别为：上胸段2.5～3.0ml，胸腰段3.0～4.0ml，在下腰段6.0～8.0ml，过多的骨水泥将增加伤椎强度和刚度，从而改变邻椎的应力分布，反之，骨水泥注入过少将难以达到最优的椎体强化。因此，过多或过少的骨水泥注入量都会对邻近椎体产生生物力学方面的负面影响。

但是，也有研究表明，骨水泥注入的量与NVCFs并无相关性，Al-Ali等对35例OVCF患者共660个椎体行PVP治疗，通过多因素Logistic回归分析得出不同的结论，骨水泥剂量与PVP术后相邻椎体骨折无相关性。另外，骨水泥注入椎体后不仅有量的区别，也有骨水泥分布形态上的改变，同样会对NVCFs产生影响。Chevalier等利用有限元分析模拟骨水泥对椎体影响，认为骨水泥同时接触上下终板可使手术椎体强度增加11倍，而骨水泥只接触一侧终板仅可将椎体强度增加2倍。

由于骨水泥强度与刚度明显高于骨组织，未被骨水泥填充的部分很就容易发生再骨折。但是在这一点上也存在着不同意见，在Kim等的报告中显示骨水泥是否接触上下终板与再发骨折的发生率无关。另外的争议之处在于，Molloy等在生物力学试验中发现，当骨水泥偏向一侧并不增加椎体塌陷的几率。但是，Liebschner等发现，椎体单侧承重可引起脊柱不稳，单侧灌注骨水泥可出现椎体从灌注侧向未灌注侧的相对运动，从而发生偏移，并证实椎体内双侧对称的骨水泥分布较局限在单侧的骨水泥分布能获得更好的刚度恢复，提示在临床应用中尽量保证双侧骨水泥填充，对远期再发骨折可有益处。另外，术后继发NVCFs还与骨水泥在椎体内呈现为不同形态，如团块状或分散状有关。有学者认为团块状骨水泥更易导致再发骨折的发生。

因此，骨水泥注入椎体后上下能接触终板当然更好，但是临床上不总能达到这样的理想分布，还需视术中骨水泥的弥散情况和有无渗漏做出个体化的判断和操作。就如同双侧穿刺骨水泥灌注的生物力学要优于单侧穿刺，但是实际操作中单侧穿刺针尖接近椎体中线，骨水泥注入后椎体两侧弥散均良好的话也是可以的。

骨水泥椎间盘渗漏

骨水泥渗漏是椎体成形术常见的并发症，按部位可分为硬膜外渗漏、椎间孔渗漏、椎间盘渗漏、脊柱旁外渗漏。其中骨水泥椎间盘渗漏能够增加邻近椎体新发骨折的发生率。Tatsumi等认为椎体过小、椎间盘僵硬和椎间盘后凸严重程度与术后邻椎再骨折相关，椎间盘的改变是一个重要的因素。在Komemushi等的一项多变量分析结果也显示，与邻椎再骨折发生显著性相关的因素为椎间盘骨水泥渗漏。但是，也有观点认为骨水泥椎间盘渗漏与再骨折相关性不高。虽然骨水泥椎间盘渗漏对邻椎再骨折的影响有争议，但大部分的研究还是认为，PVP或PKP术后椎间盘骨水泥渗漏可改变椎间盘生化性能，结构破坏，导致负荷传导异常，同时增加相邻椎间盘和相邻终板的局部应力，并使得相邻椎体的最大应力成倍增加，因此增加了邻椎再骨折的风险。

骨水泥强化后椎体强度的变化

骨折椎体经骨水泥强化后，对比采取保守治疗的病例，其发生NVCFs的几率明显增大，而PKP组又要大于PVP组。早在2001年，为了研究PVP对邻椎的影响，Berlemann等以功能性脊柱单位（FSUs）为研究对象，从生物力学方面进行研究，认为刚性的椎体扩增同样会加速邻近椎体的破坏。后来Lee等认为行PVP骨水泥强化后，应力增加不仅仅在于FSUs，胸腰段的总体应力也会增加。

Baroud等描述了骨水泥防止终板塌陷入骨折椎体的“支柱效应”（pillareffect），而增加了椎间盘的压力，使得终板突入邻椎。骨水泥改变了相邻椎体的机械负荷，约为17％，其机制可能是骨水泥的注入导致终板膨隆，降低了局部椎间关节的活动能力和柔韧性，由此导致椎间盘压力增加，并传导至相邻椎体，从而增加椎体骨折的风险。伤椎骨水泥强化后强度过大，尤其在发生骨水泥渗漏时，椎间盘功能下降，伤椎对其相邻椎体产生的不良应力导致了椎体成形术后相邻椎体再发骨折率的增高。

生物力学研究显示，骨水泥强度加大，会导致邻椎乃至整体胸腰段脊柱的应力增加，进一步导致椎体再骨折风险，这需要缩短骨水泥等强化材料与人体骨组织在生物力学方面的差距，使其硬化后具有与人骨相近的弹性模量，改善其在椎体内呈稳定良好的分布以及提高组织相容性，所以期待新材料的研究能够解决这方面的问题。

脊柱整体因素对椎体成形术后继发邻椎骨折的影响

骨质疏松进程

部分学者认为NVCFs是骨质疏松性疾病的发展必然进程，而与手术无明显的相关性。Burton等认为骨质疏松患者未经正规药物治疗，骨质脆性增加，进而会导致邻近椎体骨折的发生。因此对OVCF患者应进行正规的抗骨质疏松治疗，避免脊柱过度负重。同样的结论出现在Yi等的一项对比研究中，对行PVP或KVP与保守治疗组别进行对比之后，他们倾向于相信骨质疏松病程的解释。相反的，Komemushi等认为椎体成形术后再发骨折风险预测因素并不包括骨密度。

以上研究结果表明，大多数学者认为NVCFs是以骨质疏松病理性改变为基础的，椎体骨密度降低将使PVP或PKP术后NVCFs和邻椎骨折的可能加大。

椎体楔形变导致脊柱重力曲线前移

关于NVCFs脊柱整体因素的发生机制，还有其他的解释。初始椎体压缩后楔形变，导致脊柱生理曲度改变，身体的重心前移，从而使负荷由椎体前方传导，使得骨折椎体周围应力增大或椎体前方应力集中，相邻椎体或手术椎体因不能承受额外增加的应力容易发生新骨折或再塌陷。

Gaitanis等在胸椎标本上进行了生物力学研究，他们采用球囊扩张纠正椎体后凸畸形，使轴向负荷力线后移，恢复为椎体压缩骨折前的排列，减少了因椎体轴向负荷力线前移造成的邻近椎体上的额外屈曲力矩，从而降低邻近椎体再发骨折风险。Nardi等基于力学研究，提出关键椎概念，他认为当脊柱屈曲时“T7、T8、T12、L1”的弯矩较大，是导致骨质疏松性骨折“多米诺效应”（DominoEffect）的最常见和最主要的因素，并认为关键椎的骨折需要更加重视力学的矫正，以防止多米诺骨折现象。

Pesce等对行椎体成形术前后椎体生物力学进行研究，发现椎体楔形变后，重心力线前移由125px增加至250px，它所产生的弯矩由17.5Nm增至35Nm，导致需要腰背部肌肉代偿性张增强，因其力臂短，就增加了对椎间盘20%的压缩力及剪切力。所以纠正初次椎体骨折的后凸角度能有效的减小弯矩，减少NCVFs的发生。

脊柱矢状位失平衡

根据脊柱矢状位平衡理论，恢复正常腰椎前凸（LL）是重建矢状面平衡的关键所在，也是改善此类患者生活质量的重要因素。而很多老年OVCF患者治疗后常常存在脊柱后凸畸形，导致脊柱矢状位失平衡，而这也是引发NCVFs的另一因素。Klineberg等推测发生平背畸形的原因可能与该类患者术前较高的PI值相关，这进一步提示PI及腰椎前凸应作为成人脊柱畸形患者术前评估的重要参考指标。Krause等通过评估110例原有非创伤性椎体骨折的患者脊柱后凸（TK），腰椎前凸（LL）及躯体倾斜角认为，TK、LL及躯体倾斜角的明显改变应高度怀疑NCVFs。

综上所述，椎体强化术后邻椎再骨折是骨质疏松症病程自然发展的表现之一，而目前大部分学者认为老年OVCF后再骨折的发生虽然有其骨质疏松基础，但也不能忽视VCF后脊柱局部因素和脊柱整体因素的改变在其中发挥着更直接的作用。这些因素包括骨水泥的量及分布的影响，骨水泥椎间盘渗漏，强化椎体强度的变化，椎体楔形变导致脊柱重力曲线前移，以及脊柱矢状位失平衡等，但其中尚存在争议，所以需要进一步的临床和生物力学研究来破解椎体强化后邻椎再骨折的确切的机制，为日益普及的PVP和PKP手术治疗老年OVCF做更好的指导。