应用nHA/PA66复合人工椎体植骨融合术 治疗脊柱骨折

作者：陈滔，朱美忠，周鹏程，伍 庆，胡义军，荆安龙    作者单位：重庆市合川区人民医院骨科，重庆 401520

【摘要】  目的 探讨在脊柱骨折中使用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(nHA/PA66)复合生物活性人工椎体植骨融合术对椎体高度、脊柱结构和稳定性的恢复作用。方法 从2003年3月～2007年5月对5例颈椎骨折、5例胸椎骨折、12例腰椎骨折行前路减压，采用nHA/PA66复合生物活性人工椎体植骨融合、钛板系统内固定。结果 随访6～21个月(平均15个月)，植入体3～4个月产生骨融合，重建的椎体高度无降低，神经功能按Frankel分级均有不同程度提高。结论 使用nHA/PA66复合生物活性人工椎体植骨融合术，可有效恢复椎体的高度和结构，起到重建椎体结构作用，并能与椎体融合，保持良好的脊柱稳定性，是一种理想的椎体替代方式。

【关键词】  脊柱骨折；人工椎体；羟基磷灰石；聚酰胺

of nanohydroxyapatite/polyamide 66  in 22 cases

    CHEN Tao,ZHU Meizhong,ZHOU Pengcheng,et al.

    (Department of Orthopaedics,Hechuan People’s Hospital of Chongqing,Chongqing  401520,China)

    Abstract:  Objective  To investigate the restorative efficacy of the spine stability,the vertebral body texture and the height after the treatment with the bioactive artificial nanohydroxyapatite/polyamide 66(nHA/PA66)vertebrae for spine fracture patients.Methods  From  Mar.2003 to May 2007，the 22 spine fracture cases were depressed by anterior approach.Bioactive artificial nanohydroxyapatite/polyamide 66(nHA/PA66) were used for bone graft fusion to reestablish vertebral body texture，and fixed by Ti plank.There were 13 male cases and 9 female,aged from 21 to 75(average 41.8).There were 5 cases of cervical fracture，5 thoracic fracture and 12 lumbar fracture.Results  All the patients were followed for 6 to 21months(average 15 months).The Xray film showed that the height of all fractured vertebrae restored and the artificial vertebrae got bone fusion 3 or 4 months after operation.No sinking or other complication occured，and the spine physiologic curve and the internal fixation retained well.According to Fankel grade,nerve function of all cases improved to some degree.Conclusion  This bioactive artificial vertebrae with bone graft for the spine fracture is a satisfactory biological vertebra replacement，because it can restore the height and texture of the fractured vertebrae，and get fusion with vertebrae and keep good spine stability.

    Key words：spine fracture;artificial vertebrae;hydroxyapatite;polyamide

   对于脊柱骨折重建脊椎骨性结构的稳定性，恢复椎体高度，解除脊髓神经压迫是该类损伤的主要治疗原则。虽然脊椎结构重建的方法较多，但都存在一定的局限性，如自体髂骨移植有增加创伤、感染、术后疼痛、支撑强度不足等问题；钛网植骨可能发生钛网嵌入上、下位椎体，出现重建椎体高度丢失，尤其是骨质疏松患者。该类手术使用生物活性替代材料是当今医学界研究的热点之一。笔者于2003年3月～2007年5月，对22例脊柱骨折采用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(nHA/PA66)复合生物活性人工椎体植骨融合术，疗效满意，现报告如下。

     临床资料

    1  一般资料

    本组男性13例，女性9例；年龄21～75岁，平均41.8岁。致伤原因：道路交通伤13例，高处坠落伤5例，重物砸伤4例。其中颈椎骨折5例，胸椎骨折5例，腰椎骨折12例。损伤节段：C53例，C62例，T125例，L17例，L24例， L31例。椎体压缩程度：Ⅱ°13例，Ⅲ°9例。椎管压迫程度≤25％4例，压迫25%～50％ 9例，压迫50%～75 ％ 8例，压迫>75%1例。术前神经损伤按Frankel分级：A级3例，B级7例，C级9例，D级2例，E级1例。受伤至手术时间5～7天8例，均为椎管内压迫≥40％者；18天～3个月14例，均后凸畸形较重，Cobb角≥30°。

    2  方法

    2.1  植入材料  采用由四川国纳科技有限公司生产的nHA/PA66复合生物活性人工椎体。该材料为中空圆柱体，外径11～23mm，长度14～100mm，中空直径3～10mm，用于植骨。其表面四周有多个沟槽和均匀分布的、直径2mm的圆孔(图1)。根据术中测量其椎体高度选择使用不同规格的人工椎体，每2.5 mm一个规格。内固定材料采用国产的钛板系统。

    图1  nHA/PA66复合生物活性人工椎体植骨2.2  手术方法  根据骨折累及的节段，本组5例颈椎骨折选颈前右侧显露途径；胸腰椎骨折选择胸-腹联合切口或改良肾切口显露伤椎及其相邻上、下位椎体，分离、结扎椎体节段血管，先切除伤椎上下位椎间盘，次全切除伤椎，制成骨碎屑待用。刮除上位椎体下缘和下位椎体上缘终板软骨和残留椎间盘组织，充分解除椎管内压迫，彻底止血，冲洗创口，纱布填塞止血。于伤椎上位椎体的上后缘和下位椎体的下后缘各8～10mm处置人1枚直径和长度适宜的螺栓，用椎体撑开器适当撑开上下位椎体，测量缺损脊椎长度，选合适长度的人工椎体，中空部分充填骨屑，植入，适当加压，钛板固定，固定锁紧螺钉。反复冲洗创口，检查创面有无出血及其他损害，清点器械，置负压引流管，逐层缝合创口。术中出血200～1000ml；手术时间120～200分钟，平均160分钟。

      结  果

    本组22例均获随访，随访时间6～21个月，平均15个月。术后复查X线片，伤椎高度恢复，3～4个月与相邻椎体形成骨融合。随访期间均未发现伤椎高度丢失，脊椎生理弧度基本正常，无明显侧弯，内固定位置良好，无断钉及内固定松动、移位等现象。术后6个月神经功能均有不同程度恢复(见表1) ,其中提高1级3例，提高2级11例。提高3级8例。 表1  胸腰椎爆裂骨折患者手术前、后神经功能情况

    讨  论

    1  椎体替代物的有关问题

    椎体切除术后，为保持脊柱稳定性，需植入椎体替代物。椎体替代物使用的材料大致有3类：自体或异体骨替代物、骨水泥填塞类、人工椎体替代物。多数研究者认为，骨替代型人工椎体在术后即刻稳定性不足，一旦达到融合，其长远稳定性强。骨水泥填塞类替代物可提供术后即刻稳定性，但该类椎体替代物有诸多缺点，如远期固定失败的危险，骨水泥可降低局部白细胞及吞噬细胞的数量，增加感染的危险，单纯使用时不能矫正畸形等。目前应用广泛的主要是钛网植骨，其缺点和并发症并不少见。目前临床最为关注的是术后钛网下沉、塌陷，文献报道发生率为5%～50%［1］，Das等［2］研究认为钛网下沉几乎发生于所有病例，但其后果严重程度不一。钛网沉陷最直接的结果就是导致椎间高度的丢失，椎间孔容积减小，神经根局部受到刺激,同时颈椎整体上处于力线不稳定状态，极易导致神经根性症状［3］，而颈椎曲度的变化则视钛网沉陷的部位及程度不同而异。

    2  nHA/PA66材料的生物学特性

    纳米磷灰石/聚酰胺生物活性复合材料，主要成分是nHA与PA66。其中nHA的形态、大小、结晶度和晶体与人体磷灰骨相似，它比普通的HA具有更好的骨传导能力［4］,而高分子聚合物PA66具有优良的耐磨性和力学性能。二者通过化学键合后，具备更好的力学性能，尤其是在抗压、抗弯强度和弹性模量方面，与人体骨皮质相似［5］。前期试验证明，nHA/PA66复合材料无毒，无刺激性，具有良好的血液相容性和组织相容性以及骨传导特性，复合比例高、复合界面接合强、与骨匹配具有良好的生物力学性能［6，7］。

    3  nHA/PA66复合人工椎体的设计

    其中空圆柱形便于植入健康骨块；其体端呈微齿状，体壁内外皆为微观糙面、横截面呈齿状凹凸，表面积大大增加，利于其在体内经血液浸泡吸附蛋白质，并在其表面形成类骨磷灰石层［8］，促进成骨细胞募集形成新生骨组织［9，10］，受体骨便借助新生骨组织与材料发生紧密接合；其针晶状态与人体骨中的磷灰石纳米针晶相似，在植入后可充分发挥nHA的骨传导性，为新骨的生长和类骨质的沉积提供支架和基质［11］。其体壁多孔，孔径约0.5mm，这不仅增加了复合人工椎体表面积，还可促进充分的循环，为其在血液浸泡吸附蛋白质作充分的物质准备，为新骨生长提供良好的微环境。同时，由于其体壁具有相当厚度，两端断面面积较大，增加了与上下终板的接触面积，有效防止术后下沉、塌陷等并发症。

    4  术中人工椎体的选择

    根据骨折部位和术中椎体切除多少选择不同规格和长度的人工椎体，如在胸椎，可选14～16mm直径的材料，在腰椎则可选16～23mm直径的材料，而在颈椎则选10～12mm直径的材料。该材料为中空类圆柱体，中空部分仍应植骨。

    5  术中操作技巧

    椎管减压必须充分，尤其是上位椎体的后下缘和下位椎体的后上缘；安放支撑材料之前，要取掉腰下垫枕或降低腰桥，以免产生过撑，造成医源性脊柱侧弯；因脊柱前部结构承担了 60％～70％的应力传导，故支撑材料应尽可能放在靠近椎体的中后部。

    6  nHA/PA66复合人工椎体评价

    本组结果显示，nHA/PA66复合人工椎体植骨融合率高，无植骨不融合发生，保证了脊柱稳定性与安全性。这一特点与前期临床实验结果相符合［12］。

    综上所述，nHA/PA66复合生物活性人工椎体植骨融合术可有效恢复椎体的高度和结构，起到有效重建椎体结构的作用，并能与椎体融合，保持良好的脊柱稳定性，是一种理想的椎体替代方式。

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