黃匯宇 綜述，譚 倫 審校

隨著人口老齡化的加劇，骨質(zhì)疏松所導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(OVCF)已成為困擾老年人健康及生活質(zhì)量的突出問題之一[1-2]?？构琴|(zhì)疏松藥物雖然可以降低骨折的發(fā)生率，但對已經(jīng)骨折患者的治療效果并不理想。近年來，隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)皮椎體強(qiáng)化術(shù)(PVA)因微創(chuàng)、安全和有效等優(yōu)勢已迅速成為治療OVCF的主要手段之一[3-4]，主要包括經(jīng)皮椎體成形術(shù)(PVP)和經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)(PKP)兩種術(shù)式。研究[5-6]發(fā)現(xiàn)，部分OVCF患者在PVA術(shù)后近、遠(yuǎn)期仍有不同程度的殘余疼痛，甚至發(fā)生局部后凸畸形、傷椎再骨折或高度丟失、鄰椎骨折等相關(guān)并發(fā)癥。學(xué)者們[7-11]認(rèn)為，OVCF患者PVA術(shù)后近、遠(yuǎn)期療效與術(shù)后骨水泥傷椎內(nèi)的彌散分布有一定的相關(guān)性。本文就近年來影響PVA術(shù)中骨水泥彌散分布相關(guān)因素的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 骨水泥對稱彌散分布的臨床意義

采用PVA治療OVCF時，骨水泥的彌散分布一直是學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)，雖然目前對骨水泥良好分布的評價(jià)方法尚不統(tǒng)一，但只要骨水泥在傷椎內(nèi)呈對稱彌散分布，均可獲得較好的快速止痛效果，并降低遠(yuǎn)期并發(fā)癥的發(fā)生率[9-10,12]。傷椎內(nèi)骨水泥分布不均是術(shù)后發(fā)生遠(yuǎn)期并發(fā)癥的一個重要危險(xiǎn)因素[13]，通過長期隨訪[14-15]發(fā)現(xiàn)，傷椎再骨折、塌陷和鄰椎骨折與骨水泥在傷椎內(nèi)呈不對稱分布有關(guān)，原因是傷椎被單側(cè)強(qiáng)化后導(dǎo)致椎體受力或硬度不均，同時也發(fā)現(xiàn)骨水泥呈對稱彌散分布更接近椎體的彈性模量，可獲得更好的臨床效果。學(xué)者們[16]發(fā)現(xiàn)，骨水泥在傷椎骨折線的充分彌散可快速使傷椎獲得穩(wěn)定及產(chǎn)生止痛效果，而骨水泥在傷椎骨折線內(nèi)彌散欠佳時，傷椎未能完全強(qiáng)化，繼而骨折局部會發(fā)生微動，造成近期止痛效果欠佳、殘余腰痛及遠(yuǎn)期傷椎塌陷增加、再骨折等情況發(fā)生。Tan et al[17]認(rèn)為，無論骨水泥與傷椎上下終板是否充分接觸均可獲得即刻的鎮(zhèn)痛效果，但充分接觸可獲得更好的傷椎恢復(fù)強(qiáng)度，進(jìn)而保持更好的傷椎高度，能降低傷椎再壓縮的風(fēng)險(xiǎn)，遠(yuǎn)期療效更好。因此，為了獲得更好的近、遠(yuǎn)期臨床療效，提高OVCF患者長期生活質(zhì)量，骨水泥在傷椎內(nèi)的良好分布是必要的，具有重要的臨床意義。

2 不同強(qiáng)化術(shù)式對骨水泥分布的影響

PVP和PKP因具有創(chuàng)傷小、患者恢復(fù)快及療效好等優(yōu)點(diǎn)，已成為治療OVCF較常用的術(shù)式。球囊擴(kuò)張復(fù)位是PKP區(qū)別于PVP的操作之一，在擴(kuò)張后的腔隙內(nèi)注入骨水泥可達(dá)到緩解疼痛、恢復(fù)椎體高度及剛度的目的[18-20]。Dai et al[21]在PVP和PKP的對比研究中發(fā)現(xiàn)，兩種術(shù)式在穿刺針過傷椎中線和將靶點(diǎn)設(shè)置在傷椎的中前1/3處時，骨水泥均可有效分布在傷椎的中前部，但骨水泥滲漏率PVP較PKP更高，而PKP手術(shù)時間更長、手術(shù)費(fèi)用更高。Kim et al(2006年)對尸體標(biāo)本進(jìn)行生物力學(xué)測試時發(fā)現(xiàn)，PKP術(shù)中擴(kuò)張的球囊會將松質(zhì)骨向周圍擠壓形成空腔，注入的骨水泥被周邊緊密的骨小梁所阻不能充分彌散，只能局限于空腔內(nèi)，反復(fù)遭受應(yīng)力作用后，骨水泥塊與上下終板之間未被強(qiáng)化的骨小梁容易發(fā)生塌陷，導(dǎo)致傷椎高度丟失。而PVP可使骨水泥在椎體內(nèi)充分彌散，更易與椎體結(jié)合。Kim et al(2010年)對80例OVCF患者行PKP治療后發(fā)現(xiàn)，24例傷椎內(nèi)有真空裂隙的患者中10例發(fā)生再塌陷，其認(rèn)為真空裂隙是傷椎術(shù)后繼發(fā)塌陷的高危因素，原因是PKP術(shù)中球囊在真空裂隙中極易擴(kuò)張，裂隙周邊松質(zhì)骨并未被夯實(shí)，而是被球囊推向上方和下方，此時注射的骨水泥劑量有限，不能向周邊骨組織充分彌散，傷椎強(qiáng)度無法得到很好恢復(fù)，容易發(fā)生未填充區(qū)域塌陷。總之，在穿刺針過中線和將靶點(diǎn)設(shè)置于椎體中前1/3時，PVP和PKP均可獲得骨水泥在椎體中前部的彌散，但PVP彌散更加充分，可有效降低遠(yuǎn)期并發(fā)癥發(fā)生率。

3 單側(cè)或雙側(cè)穿刺對骨水泥分布的影響

PVA可經(jīng)單側(cè)或雙側(cè)椎弓根入路注入骨水泥，以雙側(cè)穿刺為經(jīng)典入路。生物力學(xué)研究[22]表明，單側(cè)或雙側(cè)椎弓根入路均可快速獲得良好的止痛效果，雙側(cè)入路由于骨水泥在傷椎兩側(cè)分布更加均勻，從而能建立有效的生物力學(xué)平衡，更符合人體正常的力學(xué)傳導(dǎo)；單側(cè)入路常難以實(shí)現(xiàn)椎體兩側(cè)骨水泥的對稱分布，生物力學(xué)較弱的一側(cè)容易出現(xiàn)塌陷及高度丟失。Chen et al[23]通過分析單側(cè)穿刺多平面骨水泥的分布特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，在傷椎內(nèi)骨水泥通過流動逐漸分散并進(jìn)入骨折碎片的松質(zhì)骨空間，骨水泥的連續(xù)性可使骨折碎片之間重建穩(wěn)定性和強(qiáng)度，同時發(fā)現(xiàn)單側(cè)穿刺中骨水泥多呈“勺狀”的規(guī)律性分布。Zhang et al[24]認(rèn)為，通過單側(cè)穿刺達(dá)到雙側(cè)穿刺的骨水泥分布效果往往需要穿刺點(diǎn)外移、增大內(nèi)傾角度、將穿刺靶點(diǎn)設(shè)置在傷椎中前1/3處及過中線(見圖1)，但與此同時也增加了穿破椎弓根內(nèi)壁及進(jìn)入的椎管的風(fēng)險(xiǎn)。Yan et al[25]認(rèn)為，單側(cè)、雙側(cè)穿刺均為治療OVCF的有效穿刺方式，雙側(cè)穿刺會增加醫(yī)患放射線曝露量、手術(shù)時間及費(fèi)用等，單側(cè)穿刺骨水泥主要分布在傷椎中、前部，術(shù)后椎體高度恢復(fù)較好、畸形矯正程度更高及并發(fā)癥發(fā)生更少?？傊诒ＷC穿刺入路安全的情況下，單側(cè)穿刺同樣可達(dá)到雙側(cè)穿刺骨水泥分布效果，獲得較好的臨床療效。

圖1 文獻(xiàn)[24]中實(shí)驗(yàn)組患者，男，67歲，L1椎體壓縮性骨折，穿刺靶點(diǎn)設(shè)置在傷椎中前1/3處及過中線 A.術(shù)前X線片；B.術(shù)后2 d X線片；C. 術(shù)后1年X線片

4 骨水泥參數(shù)對骨水泥分布的影響

臨床上最常用的骨水泥材料是聚甲基丙烯酸甲酯，其具有良好的生物強(qiáng)度及剛度，且價(jià)格低廉。隨后也相繼出現(xiàn)了硫酸鈣骨水泥和磷酸鈣骨水泥。硫酸鈣骨水泥雖具有良好的生物相容性、可降解吸收性以及骨傳導(dǎo)性，但在單獨(dú)使用時材料性質(zhì)較為脆弱；磷酸鈣骨水泥擁有良好的成骨活性及生物相容性，但也存在機(jī)械強(qiáng)度不足及拉伸能力差等缺陷。研究[26-28]表明，無論使用何種材料的骨水泥都可獲得較好的臨床療效。

4.1 骨水泥注入劑量的影響PVA中骨水泥注入劑量與分布形態(tài)一直是臨床醫(yī)師關(guān)注的焦點(diǎn)。骨水泥注入過少將無法恢復(fù)椎體剛度及強(qiáng)度，且彌散分布不足會導(dǎo)致術(shù)后疼痛癥狀緩解不明顯，甚至發(fā)生再次骨折；骨水泥注入過多雖可使骨水泥在松質(zhì)骨縫隙內(nèi)彌散更加廣泛，減少了骨水泥的非支撐區(qū)域，但也相應(yīng)地增加了骨水泥滲漏風(fēng)險(xiǎn)。Molloy et al(2003年)建議骨水泥注入量胸椎骨折不少于2 ml，胸腰段骨折不少于4 ml，腰椎骨折不少于6 ml。但由于椎體體積的個體化差異，骨水泥填充率至少需要達(dá)到16%才能得到較好的臨床效果。Sun et al[29]通過前瞻性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，在胸腰段椎體壓縮性骨折中，4～6 ml的骨水泥劑量即可達(dá)到快速緩解疼痛的效果，且當(dāng)骨水泥體積分?jǐn)?shù)為19.78%時即可達(dá)到滿意的骨水泥分布狀態(tài)，但隨著骨水泥體積分?jǐn)?shù)的增加，骨水泥滲漏的發(fā)生率也會升高。學(xué)者們[30]通過對尸體標(biāo)本的體外研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)骨水泥填充率達(dá)到15%時為最佳骨水泥劑量，超過此限值就會增加骨水泥滲漏風(fēng)險(xiǎn)且導(dǎo)致骨水泥彌散不均。因骨水泥的彌散分布還受到多種因素的影響，因此，目前骨水泥注入劑量與骨水泥分布之間的關(guān)系還沒有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)指標(biāo)。總之，注入適量的骨水泥(4～6 ml)即可達(dá)到良好的臨床療效,加大骨水泥注入劑量只會增加骨水泥滲漏的發(fā)生，且并不會明顯改善骨水泥在傷椎內(nèi)的彌散分布。

4.2 骨水泥黏度、操作時相、推注速度及壓力的影響① 骨水泥黏度。黏度是骨水泥的重要參數(shù)之一，然而骨水泥本身沒有黏性，只是作為傷椎骨折間的一種填充劑。Benneker et al(2008年)研究表明，骨水泥黏度越高，滲漏風(fēng)險(xiǎn)越低。Loeffel et al[31]將骨水泥黏度量化，根據(jù)圓度(CT橫斷面上骨水泥擴(kuò)散面積接近理論圓的程度，最大半徑與最小半徑之差為0時，圓度為0)和不同層面骨水泥擴(kuò)散距離的均值2個指標(biāo)定量描述骨水泥分布情況，在人工椎體模型和人體尸體脊柱標(biāo)本上的研究發(fā)現(xiàn)，隨著骨水泥黏度的增加，圓度增加，骨水泥的平均擴(kuò)散距離則會減小，且低黏度骨水泥會導(dǎo)致滲漏率增加，而骨水泥黏度在50～100 Pa·s則為最優(yōu)，最終結(jié)論是較高黏度的骨水泥應(yīng)在早期較快地注入才能獲得更好的骨水泥彌散(見圖2)。Zhang et al[32]研究顯示，早期注射低黏度骨水泥不僅使骨水泥具有足夠的擴(kuò)散能力，而且能在椎體內(nèi)形成倒U形分布，這種方法可能會增加骨水泥的接觸面，從而使骨水泥的化學(xué)和熱因子發(fā)揮更大作用。但Guo et al[33]通過比較高黏度和低黏度骨水泥PVP治療OVCF的臨床療效和并發(fā)癥后發(fā)現(xiàn)，兩種黏度的骨水泥均能快速緩解疼痛，在傷椎內(nèi)以均勻擴(kuò)散為特點(diǎn)，但高黏度骨水泥能夠降低骨水泥滲漏風(fēng)險(xiǎn)[34]。② 操作時相。在臨床操作中通常無法將骨水泥黏度準(zhǔn)確量化，而是通過骨水泥時相來判斷注射時機(jī)。骨水泥時相常規(guī)分為濕砂期、拉絲期和面團(tuán)期。學(xué)者們[35]對不同時相骨水泥治療OVCF患者的療效分析后認(rèn)為，早期注入濕砂期骨水泥更利于骨水泥在椎體內(nèi)分布，具有快速緩解疼痛、增強(qiáng)椎體強(qiáng)度及降低并發(fā)癥發(fā)生率等優(yōu)勢，且不會增加滲漏率。但通常我們認(rèn)為骨水泥推注過早容易發(fā)生滲漏，引起毒性反應(yīng)，但相對的更容易彌散；推注過晚不易彌散且容易形成骨水泥團(tuán)塊，導(dǎo)致術(shù)后效果不佳。③ 推注速度及壓力。骨水泥推注速度及壓力與骨水泥彌散之間的關(guān)系目前還尚不清楚。Loeffel et al[31]以兩種恒定的速度(0.05 ml/s和0.15 ml/s)推注骨水泥，根據(jù)圓度及骨水泥平均彌散距離為指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，兩種推注速度對骨水泥的彌散分布的影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Boger et al(2009年)利用灌洗系統(tǒng)進(jìn)行體外動物實(shí)驗(yàn)，將骨水泥推注速度[實(shí)驗(yàn)組：(9.3±3.5) mm/s；對照組(6.7±5.4) mm/s]及黏度[實(shí)驗(yàn)組(44.6±10.3)Pa ·s；對照組(49.6±13.4) Pa·s]換算為注射時的壓力[實(shí)驗(yàn)組(54.5±33.9)N；對照組(64.6±37.2)N]，結(jié)果顯示灌洗系統(tǒng)可有效降低骨水泥注射時的壓力，也可使骨水泥在椎體內(nèi)分布更加均勻。利用哈根-泊瓦依(Hagen-Poiseuille)定律推測，骨水泥的彌散分布與注射壓力和推注速度呈正比，與骨水泥黏度呈反比，但需要大量實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)進(jìn)一步論證。綜上研究，在骨水泥推注過程中應(yīng)按照“先稀后干”的原則，稍稀的骨水泥能夠較好地彌散于椎體及骨折線中，但術(shù)中必須嚴(yán)格監(jiān)視骨水泥彌散方向，避免骨水泥滲漏入椎管。骨水泥推注速度和壓力與骨水泥分布之間的具體關(guān)系目前尚不清楚，但可以肯定的是與骨水泥的分布有一定的相關(guān)性。

圖2 文獻(xiàn)[31]中注射相同體積(4 ml)不同黏度(50～400 Pa·s)的骨水泥的彌散分布情況(黑條為套管位置)，顯示骨水泥黏度增加，圓度增加，擴(kuò)散距離減小

5 傷椎骨折情況對骨水泥分布的影響

研究[36-38]顯示，傷椎內(nèi)骨水泥彌散分布還可能受傷椎壓縮程度(CD)、傷椎內(nèi)壓力(IP)及傷椎骨密度(BMD)等因素的影響。骨水泥常順著傷椎內(nèi)壓力梯度向壓力低的方向流動，而CD和BMD正是影響IP的潛在因素，CD越大椎體內(nèi)部骨小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞越嚴(yán)重，此時骨小梁間的黏滯阻力增大，導(dǎo)致骨水泥的彌散程度降低[39]。Yan et al[40]利用脈沖噴射灌洗系統(tǒng)去除傷椎內(nèi)脂肪和骨髓以達(dá)到降低椎體內(nèi)壓力的目的，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組椎體內(nèi)骨水泥分布更加均勻，且骨水泥密度更趨于一致，考慮其原因是去除了傷椎內(nèi)脂肪和骨髓后，骨水泥在彌散過程中阻力減小，所以骨水泥在椎體內(nèi)分布更加均勻。Boger et al(2009年)也得到同樣的結(jié)論。BMD是反映骨質(zhì)疏松嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)之一，也是影響骨水泥分布的因素之一。Liu et al[36]根據(jù)BMD的不同將131例患者分為正常組、降低組及疏松組，術(shù)中注射相同體積的骨水泥，術(shù)后通過CT檢查比較各組之間的骨水泥彌散體積(骨折椎體注入骨水泥后骨水泥沿骨小梁間隙及骨折線彌散，形成一種由骨水泥、骨小梁共同組成的三維空間結(jié)構(gòu))，其認(rèn)為椎體BMD值與骨水泥彌散體積呈正相關(guān)，原因可能是較高BMD椎體的單位面積存在更大的骨小梁，其中較大的骨小梁存在更多的礦物質(zhì)含量，導(dǎo)致骨小梁與骨小梁之間的空間較小，最終每單位體積包含更少的骨水泥，骨水泥單位體積空間彌散范圍更廣。Takahara et al[8]認(rèn)為，BMD低于正常值也是限制骨水泥在傷椎內(nèi)彌散分布的因素之一，同樣也是術(shù)后殘余腰痛的危險(xiǎn)因素之一。BMD反映的是椎體骨的質(zhì)和量，即BMD越高說明單位體積內(nèi)骨小梁的數(shù)量更多，間隙更小，骨水泥彌散空間更小，與此同時，也會使骨水泥單位體積空間彌散范圍更廣。綜上研究，傷椎CD和IP與骨水泥分布呈負(fù)相關(guān)，BMD與彌散程度之間呈正相關(guān)。

6 輔助技術(shù)及工具對骨水泥分布的影響

近年來，隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，臨床上涌現(xiàn)了較多的輔助骨水泥分布的技術(shù)及工具，其目的是為了獲得更好的骨水泥彌散分布，從而達(dá)到更好的臨床療效。學(xué)者們[41-42]利用現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)使外科醫(yī)師在可視的情況下進(jìn)行穿刺，有效提高了穿刺成功率和降低了穿刺并發(fā)癥發(fā)生率，同時能在可視下將穿刺針過中線和將靶點(diǎn)準(zhǔn)確設(shè)置的椎體的中前1/3處，最終獲得更好的骨水泥分布。Alsalmi et al[43]認(rèn)為，機(jī)器人(ROSA robot)會追蹤并調(diào)整患者的所有運(yùn)動(尤其是呼吸動度)，同時能監(jiān)視外科醫(yī)師操作引起的運(yùn)動并將所有運(yùn)動軌跡保存和整合，提高穿刺精度，不僅能保證骨水泥在傷椎內(nèi)的彌散分布，而且能有效糾正患者局部后凸畸形。有學(xué)者[44-45]通過術(shù)前CT建立三維模型，利用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)個體化導(dǎo)向模板確定進(jìn)針點(diǎn)，在提高手術(shù)安全性、降低并發(fā)癥發(fā)生率的同時獲得了骨水泥在椎體內(nèi)的良好分布。Geng et al[46]在穿刺過程中利用彎角穿刺裝置在傷椎對側(cè)建立彌散通道，術(shù)中透視發(fā)現(xiàn)骨水泥通過事先建立的彌散通道向預(yù)期方向彌散，達(dá)到雙側(cè)穿刺骨水泥彌散分布的效果。Masala et al(2011年)設(shè)計(jì)出一種彎角骨水泥輸送導(dǎo)管，前端封閉，側(cè)端開口，向傷椎對側(cè)建立彌散通道，可同時進(jìn)行多點(diǎn)骨水泥注射，在邊注射邊退管的同時還可利用側(cè)端開口控制骨水泥注射方向，使骨水泥分布更均勻，最終達(dá)到雙側(cè)穿刺的骨水泥彌散分布效果。綜上研究，術(shù)前或術(shù)中使用輔助技術(shù)及工具可使骨水泥更加有效的在傷椎內(nèi)分布，提高手術(shù)安全性、降低穿刺并發(fā)癥的發(fā)生率。目前相關(guān)輔助技術(shù)及工具還未得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，且會進(jìn)一步增加手術(shù)成本，但為了提高OVCF患者術(shù)后長期生活質(zhì)量，筆者認(rèn)為仍然值得臨床推廣。

7 總結(jié)

采用PVA治療OVCF時,骨水泥在傷椎內(nèi)的彌散分布與術(shù)后遠(yuǎn)期療效具有相關(guān)性，良好的骨水泥分布可有效降低遠(yuǎn)期并發(fā)癥的發(fā)生率。骨水泥在傷椎內(nèi)的彌散分布受多方面因素的影響：① PVP和PKP均可獲得骨水泥在傷椎內(nèi)的有效彌散,但PVP可使骨水泥彌散更充分。② 單側(cè)、雙側(cè)穿刺均可獲得骨水泥的良好彌散分布，在保證穿刺入路安全的情況下，單側(cè)穿刺同樣可達(dá)到雙側(cè)穿刺骨水泥分布效果，獲得更好的臨床療效。③ 骨水泥黏度、注入劑量、操作時相、推注速度及壓力都與骨水泥彌散分布有一定的相關(guān)性，但其相互關(guān)系還待進(jìn)一步研究。④ 傷椎CD和IP與骨水泥分布呈負(fù)相關(guān)，BMD與彌散程度之間呈正相關(guān)，但仍需更多文獻(xiàn)支持。⑤ 輔助技術(shù)及工具的應(yīng)用可獲得較好的骨水泥彌散效果，但還需進(jìn)一步完善成熟。下一步有望根據(jù)傷椎影響骨水泥彌散的情況選擇個體化的骨水泥彌散措施，以達(dá)到良好的骨水泥分布，從而獲得更好的臨床療效。