同种异体骨椎体内植骨治疗胸腰椎骨折吸收及空洞形成报告

于国胜赵秀泉 刘颜华 胡艳昭 刘长利 张丽 崔丽红

（河北省沧州中西医结合医院东院区，河北沧州061000）

同种异体骨椎体内植骨治疗胸腰椎骨折吸收及空洞形成报告

于国胜*赵秀泉 刘颜华 胡艳昭 刘长利 张丽 崔丽红

（河北省沧州中西医结合医院东院区，河北沧州061000）

背景：胸腰椎骨折经后路撑开复位后，椎体高度可以得到恢复，但椎体内会形成空腔。目的：探讨同种异体骨椎体内植骨治疗胸腰椎骨折的疗效及并发症。方法：2011年3月至2014年3月725例胸腰椎爆裂骨折患者采取后路椎弓根钉棒系统撑开复位，椎板间开窗，经伤椎椎体后缘骨折线椎体内植骨方法治疗，植骨材料选用同种异体骨颗粒。男473例，女252例；年龄14～57岁，平均33.27岁。神经功能分级采用美国脊柱损伤协会（ASIA）分级评估。CT扫描了解异体骨在椎体内分布情况。根据骨折愈合情况，术后12～24个月取出内固定，取出内固定后3个月摄腰椎X线片了解脊柱后凸Cobb角变化。结果：手术时间90～180 min，平均120 min。术中出血200～500 ml，平均300 ml。植骨量3～9 g。7例患者手术切口感染渗液，经换药后愈合。所有患者随访24～48个月，平均36个月。56例ASIA分级为A级的患者无改善，余患者均获1～2级恢复。损伤节段后凸平均Cobb角由术前32.9°恢复至术后11.1°。伤椎椎体前缘高度由术前平均压缩剩余高度42.6%恢复至术后9.2%。伤椎椎体后缘平均高度由术前压缩27.5%恢复至术后10.9%。椎管前后径残留程度由术前平均45%恢复至术后15.6%。术后6个月椎体内同种异体骨有吸收现象，术后12个月56%患者椎体内有空洞形成，21例螺钉断裂。在内固定取出后3个月，Cobb角增至14.1°，伤椎椎体前缘平均高度压缩至12.6%，后缘平均高度压缩至13.2%。结论：同种异体骨椎体内植骨联合后路椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折的早期疗效满意，后期易出现植骨吸收、空洞形成及矫正度丢失现象。

胸腰椎骨折；同种异体骨植骨；吸收；空洞

胸腰椎爆裂性骨折经后路撑开复位后，椎体高度可以得到恢复，但椎体内会形成空腔，这一现象近年来已逐渐引起重视[1-3]。为避免术后椎体内骨缺损及内固定取出后高度丢失，很多学者主张进行椎体内植骨修复重建责任椎。2011年3月至2014年3月我院共收治725例胸腰椎爆裂骨折患者，所有病例均属于Dennis B型骨折[4]，均采取后路椎弓根钉棒系统撑开复位，椎板间开窗，经伤椎椎体后缘骨折线椎体内植骨方法治疗，植骨材料选用同种异体骨颗粒。术后通过X线片及伤椎CT扫描了解骨折愈合情况，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

纳入标准：①所有病例均为爆裂骨折，均属于Dennis B型；②椎体前缘高度丢失大于30%；③合并椎管狭窄需要椎管减压者；④为便于观察选择病例均为单个椎体损伤。排除标准：①合并严重基础疾病不能耐受手术者；②合并严重骨质疏松者。

本组患者725例，男473例，女252例；年龄15～56岁，平均（33.27±12.62）岁。其中高处坠落伤356例，车祸伤234例，重物砸伤96例，摔伤39例。神经功能分级采用美国脊柱损伤协会（ASIA）分级：A级81例，B级15例，C级115例，D级86例，E级428例。损伤椎体：T10 63例，T11 85例，T12 287例，L1 255例，L2 98例；椎体前缘压缩35%～72%，平均42.6%；后缘压缩18%～36%，平均27.5%；Cobb角为18.5°～43.6°，平均32.9°。椎管狭窄0～93%，平均45%，受伤至手术时间为48 h～9 d，平均7.5 d。

1.2 手术情况

所有病例均选择气管插管全麻下手术，患者取俯卧位，双侧髂前上棘处垫沙袋，使腹部悬空；切口选择取以伤椎为中心的后正中切口，切开皮肤、皮下及筋膜，显露椎板及关节突，于伤椎上、下位椎体椎弓根植入椎弓根螺钉4枚。除骨折块凸入椎管占据大于50%病例予先单侧椎板间开窗，将骨折块复位外，其余病例均予安装已经预弯的连接棒，将伤椎进行撑开复位，椎体进行撑开复位后，椎体高度恢复后，透视可见椎体中部空隙形成，经突出较重一侧，进行椎板间开窗，探查椎管，了解骨折块复位情况，如发现有骨折块凸入椎管，予以打压复位；对于椎体高度恢复不满意的，可经伤椎椎体后缘骨折线，对上下终板进行撬拨复位，对于椎体经撬拨或复位后留下的空隙，均经椎体后缘骨折线植入异体骨颗粒（北京鑫康辰医疗科技公司），植骨满意后用胶原蛋白海绵封堵植骨通道，避免植骨颗粒进入椎管。留置负压引流，逐层关闭切口。

1.3 手术后处理

术后24 h内使用抗生素预防手术部位感染，24～ 48 h根据引流情况（引流小于50 ml/24 h）拔出负压引流，术后当天使用下肢气压泵间断下肢加压预防下肢深静脉血栓形成，术后24 h鼓励患者进行下肢髋、膝关节、踝关节主动活动及大小腿肌肉主动收缩活动。12～24个月根据骨折愈合情况取出内固定。

1.4 随访

术后3、6、12个月摄腰椎正侧位片，了解高度丢失情况及后凸Cobb角变化。术后1周及术后12个月，伤椎行CT扫描，了解异体骨在椎体内的分布情况及骨折愈合情况。术后12～24个月根据骨折愈合情况取出内固定。术后3个月摄腰椎正侧位片了解有无伤椎高度丢失情况及后凸Cobb角变化。

1.5 统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对t检验，相关性分析采用Spearman；检验水准α=0.05。

2 结果

手术时间90～180 min，平均120 min。术中出血200～500 ml，平均300 ml。其中7例患者内固定手术切口感染渗液，经换药后愈合；所有病例均采取门诊随访方式，56例ASIA分级为A级的患者无改善，余患者均获1～2级恢复。损伤节段后凸平均Cobb角由术前32.9°恢复至术后11.1°。伤椎椎体前缘高度由术前平均压缩42.6%恢复至术后9.2%。伤椎椎体后缘高度由术前平均压缩27.5%恢复至术后平均10.9%。椎管前后径残留程度由术前平均45%恢复至术后15.6%。伤椎CT扫描检查示术后6个月椎体内同种异体骨有吸收现象，术后12个月CT扫描56%患者椎体内有空洞形成，21例患者螺钉出现断裂。取出内固定后3个月，椎体高度部分丢失，Cobb角由术取出内固定前11.4°增加至14.0°。伤椎椎体前缘高度由取取内固定前出内固定前压缩9.4%，部分丢失至12.5%。伤椎椎体后缘高度由术前压缩11.0%，丢失至13.2%。椎体内植骨量为3～9 g，平均植骨量（5.19±1.79）g；有空洞出现的432例（59.6%），无空洞形成者293例（40.4%）。

与术前相比，术后即刻、术后1年、去除固定后3个月的Cobb角、前缘高度压缩比、后缘高度压缩比均显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05），且术后即刻、术后1年、去除固定后3个月的Cobb角、前缘高度压缩比、后缘高度压缩比比较，差异亦有统计学意义（P＜0.05）。详见表1。

经过Spearman秩相关分析可知，椎体内植骨量与空洞呈正相关（r=0.5，P＜0.001）。即植骨量越多，越有可能形成空洞。

典型病例影像学资料见图1。

3 讨论

3.1 同种异体骨椎体内植骨在骨折愈合的不同阶段具有不同的作用

根据Dennis三柱理论，椎体前中柱稳定具有椎间支撑作用，恢复脊柱的即刻稳定是胸腰椎骨折治疗需要考虑的核心问题[5,6]；目前胸腰椎骨折为恢复椎体高度采用的植骨材料较多，有自体骨、同种异体骨及羟基磷灰石等材料[7-9]，自体骨移植其需要增加患者创伤，取骨部位具有慢性疼痛、形成血肿及骨盆骨折等并发症，随着社会进步患者往往不愿意采用该种植骨方法。同种异体骨植骨避免了自体骨的使用缺陷，临床上使用越来越广泛，其具有减少患者创伤，缩短手术时间，避免取骨并发症等优点[10]，同种异体骨椎体内植骨在术后初期，即骨折愈合的血肿机化期（术后2～3周），具有填充胸腰椎复位后，椎体呈蛋壳样改变，椎体内空腔形成，术中植入异体骨，对脊椎前中柱具有良好的支撑作用，避免或减少内固定的椎弓根螺钉的过度应力，而减少内固定的松动断裂发生率[11]。术后4～12周，很多文献认为椎体内植入的异体骨具有为新生骨提供成骨的基质和框架，新骨在异体骨框架上爬行替代，最后达到骨愈合。但通过我们大宗病例近36个月随访发现同种异体骨在椎体内的成骨效果并不满意，725例进行椎体内同种异体骨植骨患者406例椎体内形成空洞，空洞发生率56%，空洞形成病例在内固定取出后椎体高度部分丢失。根据统计分析发现椎体内空洞的严重程度与植骨量具有相关性，即植骨量越大，椎体内形成空洞的可能性越大。同种异体骨椎体内植骨治疗胸腰椎骨折在临床上使用广泛，对于同种异体骨在胸腰椎骨折的治疗作用，得到广大学者的认可，但长期的观察及随访较少，Knop等[12]随访71例经椎弓根植骨的胸腰椎骨折患者，34%的患者植骨存在吸收消失现象。我们认为椎体内植骨吸收形成空洞现象发生原因与以下因素有关：①与椎体内植骨局部内环境的血运有关，胸腰椎骨折后，前、中柱骨小梁破坏，局部血运受到影响，如果植入异体骨量大，超过成骨细胞的替代爬行能力，植入椎体内的异体骨愈合困难，后期出现植骨吸收及空洞形成；本组病例植骨量为3～9 g，根据空洞形成散点图显示植骨量大于4 g就开始有病例形成空洞表现；②同种异体骨骨骨诱导爬行能力弱，椎体内成骨能力差，因是异体骨存在免疫排斥等反应，后期必然导致植入物吸收空洞形成。

表1 手术前后后凸Cobb角及椎体高度比较（xx±ss）

3.2 胸腰椎骨折椎体内植骨途径选择

彻底的椎管减压是术后神经功能恢复的重要条件，椎管狭窄小于1/3的病例，后路椎弓根螺钉撑开后，通过后纵韧带的牵拉，具有一定的复位效果，但对于椎管狭窄大于1/2的病例，单纯依靠椎弓根螺钉撑开进行复位，往往困难，且易加重神经损伤[13,14],本组病例椎管狭窄平均45%，多数病例需要进行椎管减压，将突出骨折块进行复位，在进行椎管探查时，通过椎体后缘骨折线进行椎体内植骨，有效、方便。目前胸腰椎骨折后路手术进行椎体内的植骨方式主要有经椎弓根及经椎板间开窗两种方式[15,16],本组病例均采用后路椎板间开窗，经椎体后缘骨折线进行椎体内植骨，我们认为较经椎弓根进行椎体内植骨具有以下优势：①胸腰椎骨折病例往往合并上下终板断裂塌陷，需要经椎管进行椎体内撬拨复位，经撬拨通道进行椎体内植骨，避免了经其他途径植骨加大病人创伤可能；②植骨量较经椎弓根椎体内植骨量大，充分；③骨颗粒较及经椎弓根进行椎体内植骨分布的范围更广泛，经椎弓根椎体内植骨需要通过椎弓根的管状结构，很难到达椎体的另一侧。

3.3 21例患者螺钉断裂原因分析

本组病例有21例螺钉出现断裂，胸腰椎骨折术后出现螺钉断裂的原因有椎体内植骨不融合、手术方式选择不当、未使用横连接及内固定取出过迟等因素[17]，本组病例均为属于Dennis B型骨折，采用后路椎弓根螺钉手术复位及植骨方式均为临床上常用手术方式，严格按照脊柱手术常规操作方式使用横连接及术后12～24个月取出内固定，故21例患者螺钉断裂最可能的原因为同种异体骨植骨椎体内植骨吸收、空洞形成有关。对21例断钉患者进行病例追踪发现均为骨折较重及植骨量较大患者，因患者同种异体骨椎体内植骨骨愈合后期出现椎体内吸收及空洞形成现象，导致脊椎前中柱稳定性下降，内固定的应力增加，螺钉断裂风险加大。

综上所述，同种异体骨椎体内植骨联合后路椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折，早期疗效满意，后期易出现植骨吸收、空洞形成及矫正度丢失现象。在临床上如胸腰椎骨折椎体高度丢失过大及需要椎体内植骨量大，鉴于同种异体骨后期可以出现吸收及空洞形成现象，使用其他植骨方式进行治疗。

图1 患者，男，50岁，L1椎体爆裂性骨折

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Bone absorption and porosis after treatment of thoracolumbar fractures by allogeneic bone grafting

YU Guosheng*,ZHAO Xiuquan,LIU Yanhua,HU Yanzhao,LIU Changli,ZHANG Li,CUI Lihong
(Eastern Branch of Hebei Province Cangzhou Hospital of Integrated Traditional and Western Medicine,Cangzhou 061000,China)

Background:The height of the involved vertebral body can be restored after the reduction in the thoracolumbar fractures,but the cavity might be formed.Objec:tive:To explore the effectiveness and complications in the treatment of thoracolumbar fractures by allogeneic bone grafting.Methods:A total of 725 patients with thoracolumbar fractures of Dennis B were treated by posterior fixation,laminotomy decompression and intervertebral bone graft in the injured vertebrae between March 2011 and March 2014.There were 473 males and 252 females with a mean age of 33.27 years old(ranged from 14 to 57 years old).The neurological classification of spinal cord injury was assessed by the American Spinal Injury Association (ASIA)system.The distribution of allogeneic bone grafs were checked by CT scan.The fixators were taken out12-24 months after surgery.Cobb angles were measured on the X-ray films 3 months after removal of the fixators.Results:The mean operation time was 120 min(range,90-180min).The mean intraoperative blood loss was 300 ml(range,200-500ml). The amount of allogeneic bone grafts used was 3 g to 9 g.Incision infection was found in 7 patients,which was healed after dressing.All the patients were followed up for 24-48 months(mean,36 months).Nerve injury was relieved in all patients except for the 56 patients with grade A injury.Compared with preoperative ones,the Cobb angle,anterior and posterior edge height of vertebral body,and residual degree of spinal canal diameter were decreased(32.9°vs 11.1°,42.6%vs 9.2%,27.5% vs 10.9%,45%vs 15.6%).All the fractures got union within 6 months after operation.Bone absorption was found in 56%of the injured vertebrae 12 months after operation,and screw loosening or rupture was seen in 21 patients.The Cobb angle,anterior and posterior edge height of vertebral body were 11.4°,12.6%and 13.2%3 months after removal of the fixators.Conclusions:The early curative effect of thoracolumbar fractures with allograft bone graft and pedicle screw fixation are satisfied,however,bone resorption,porosis and correction loss may occur.

Thoracolumbar Fractures;Allogeneic Bone Grafting;Bone Absorption;Porosis

2095-9958（2017）04-0113-04

10.3969/j.issn.2095-9958.2017.02-06

*通信作者：于国胜，E-mail：yuguosheng197443@163.com