新型Vessel-X可膨脹性骨材料填充器系統(tǒng)椎體強化術的實驗研究.pdf

1、研究目的探討在新鮮冰凍尸體椎體標本建立的壓縮骨折模型中，應用新型Vessel-X可膨脹性骨材料填充器系統(tǒng)注射PMMA骨水泥和新型可注射性生物活性鍶羥基磷灰石(SrHAC)骨水泥行椎體強化術的可行性，并將體外實驗結果與球囊骨擴張器椎體后凸成形術的結果相比較。同時提出應用Vessel-X可膨脹性骨材料填充器系統(tǒng)行椎體強化術為經皮椎體強化術的一種新概念——Vesselplasty。 材料和方法：從5具新鮮冰凍尸體標本(胸8椎體節(jié)段到腰

2、5椎體節(jié)段，年齡為75歲～91歲，平均87.5歲，男性1具，女性4具)中分離出42個適合本實驗的椎體標本，測量各椎體的骨密度和原始高度。在MTS電子萬能材料實驗機下(MTS858bionixmachine，MTSSystemInc.，Minneapolis,MN，USA，香港大學矯形與創(chuàng)傷外科學系生物力學實驗室)測量各個椎體的原始強度和剛度，并建立椎體壓縮骨折模型。建立好椎體壓縮骨折模型后，再次在MTS電子萬能材料實驗機下測量骨折后椎體

3、的剛度。用游標卡尺再次測量骨折后椎體的高度。然后分別應用兩種骨擴張器系統(tǒng)——Kyphon球囊骨擴張器系統(tǒng)和新型Vessel-X可膨脹性骨材料填充器系統(tǒng)以及兩種骨水泥——聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)骨水泥和生物活性鍶羥基磷灰石(SrHAC)骨水泥，分別按單側穿刺擴張或雙側穿刺擴張注射強化骨折椎體標本。根據單雙側穿刺的不同、骨水泥的不同和使用的骨擴張器系統(tǒng)不同，實驗椎體標本共分6組：UVS組：單側Vessel-X骨材料填充器擴張+SrHAC

4、骨水泥組BVS組：雙側Vessel-X骨材料填充器擴張+SrHAC骨水泥組UVP組：單側Vessel-X骨材料填充器擴張+PMMA骨水泥組BVP組：雙側Vessel-X骨材料填充器擴張+PMMA骨水泥組UKS組：單側球囊擴張+SrHAC骨水泥組BKS組：雙側球囊擴張+SrHAC骨水泥組每組均為7個標本。Vessel-X骨材料填充器由臺灣A-Spine公司提供。 在C型臂X線機透視下按分組情況分別進行椎體強化手術，術后適當選擇椎體

5、拍軸位和側位X線片，觀察強化術后的骨折椎體內的骨水泥分布情況。用游標卡尺再次測量術后椎體各部分的高度。在MTS電子萬能材料實驗機下再次行力學實驗，測量各組椎體強化術后的強度和剛度。用鋼鋸沿椎體標本矢狀位的中線橫向鋸斷椎體標本，大體觀察Vessel-X骨材料填充器在椎體內的膨脹情況和骨水泥在椎體內的分布情況。 用單因素方差分析(One-wayanalysisofvariance，ANOVA)比較6組椎體的骨密度、原始強度和原始剛度

6、。同樣，用單因素方差分析比較單側穿刺的3組和雙側的3組共42個椎體平均每側注射的骨水泥量以及單側穿刺3組和雙側穿刺3組各21個椎體平均每個椎體骨水泥注射的總量。若單因素方差分析結果有統(tǒng)計學意義，則進一步用Student-Newman-Keulsq檢驗(SNK-q)作各組間的兩兩比較。用成對樣本的配對T檢驗(Paired-SamplesTtest)比較各組椎體原始高度、骨折后高度、強化后高度的改變以及術前術后生物力學特性的改變。以P＜0.

7、05為差異有統(tǒng)計學意義。 結果1、各組椎體標本的一般情況各組椎體的骨密度，原始高度和原始強度組間比較，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.496791；P=0.437589；P=0.528103)。 2、骨水泥注射量及其在椎體內的分布單側注射的3組中，UVP組中每個注射側注入PMMA骨水泥3.057±0.089ml(均數±標準差，以下同)；UVS組中每個注射側注入SrHAC骨水泥3.257±0.056ml；UKS組中每個注射側注入

8、SrHAC骨水泥3.071±0.049ml，此3組椎體每個穿刺側的骨水泥注射量組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P=0.286173)。雙側注射的3組中，BVP組中每個椎體左右側各注入PMMA骨水泥2.857±0.341ml和3.042±0.33lml，椎體共注入骨水泥5.900±0.605ml。BVS組中每個椎體左右側各注入SrHAC骨水泥2.928±0.188ml和3.042±0.113ml，椎體共注入骨水泥5.971±0.075ml。BK

9、S組中每個椎體左右側各注入SrHAC骨水泥2.900±0.223ml和2.914±0.157ml，每個椎體共注入骨水泥5.814±0.357ml。單因素方差分析結果顯示雙側穿刺3組椎體的6個穿刺側中每個穿刺側的骨水泥注射量比較，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.610146)。雙側穿刺3組椎體中平均每個椎體注射骨水泥的總量組間比較，差異也無統(tǒng)計學意義(P=0.774084)。 應用Vessel-X可膨脹性骨材料填充器在骨折椎體標本上行椎

10、體強化術(Vesselplasty)，注射PMMA或SrHAC骨水泥，單側穿刺見骨水泥主要分布在穿刺側，骨水泥的分布與穿刺針的位置有關。軸狀位X線片或C型臂X線機軸狀位透視下見骨水泥在椎體內呈橢圓型或長橢圓型分布，形狀相對固定，與Vessel-X骨材料填充器在體外膨脹后的形狀相似。雙側穿刺組骨水泥在椎體內呈左右較為對稱的分布，每側形態(tài)與單側穿刺相似。 應用球囊骨擴張器在骨折椎體標本上行椎體強化術(kyphoplasty)，注射較

11、為粘稠的SrHAC骨水泥，單側穿刺組骨水泥在椎體內呈不規(guī)則分布，大部分水泥集中在穿刺側，雙側穿刺骨水泥在椎體內分布較為對稱，大部分集中在椎體的前中部。 3、生物力學特性的改變壓縮骨折模型建立后，各組椎體骨折后的剛度與其原始剛度比較均明顯降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。強化術后，各組椎體的強度較其原始強度均有所增加，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；各組椎體強化后的剛度較骨折后剛度均有明顯增加，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜

12、0.05)，但強化后各組剛度均未能恢復到椎體原始的剛度水平，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。 強化術后，各組椎體的強度比較組間差異均無統(tǒng)計學學意義(P＞0.05)。在剛度修復方面，單側穿刺的3組兩兩比較，組間差異無統(tǒng)計學意義；雙側穿刺的3組兩兩比較，組間差異無統(tǒng)計學意義；單側穿刺的任何一組與雙側穿刺的任何一組兩兩比較，組間差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。 4、椎體高度的改變6組椎體前緣骨折后的高度均較原始高度減少，

13、差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。強化術后，6組椎體前緣的高度分別與原始高度和骨折后高度比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。單側穿刺3組椎體中線穿刺側的原始高度和骨折后高度比較差異有統(tǒng)計學意義；穿刺側強化術后的高度與原始高度和骨折后高度比較差異均有統(tǒng)計學意義；非穿刺側的原始高度和骨折后高度比較差異有統(tǒng)計學意義。UVS和UVP組椎體中線非穿刺側強化術后的高度與原始高度和骨折后高度比較差異均有統(tǒng)計學意義，UKS組椎體中線非穿刺側術后的

14、高度與原始高度比較差異無統(tǒng)計學意義，與骨折后高度比較差異有統(tǒng)計學意義。雙側穿刺的3組中椎體中線左右側高度的改變見表十五。6組椎體中線左右側骨折后高度較原始高度均明顯減少，差異有統(tǒng)計學意義；強化術后，6組椎體中線左右側高度較骨折后的高度增加，差異有統(tǒng)計學意義；強化術后，BVS和BVP組椎體中線左右側及BKS組椎體中線左側的高度未能恢復到原始高度水平，差異有統(tǒng)計學意義。BKS組椎體中線右側強化術后的高度達原始高度水平，差異無統(tǒng)計學意義。6組

15、椎體中線兩側手術前后的高度差見表十六。單因素方差分析結果顯示6組中的12個亞組，高度差亞組間比較差異無統(tǒng)計學意義，提示球囊骨擴張器和Vessel-X骨材料填充器，在椎體內無論單側擴張還是雙側擴張，對椎體側方高度差的影響無區(qū)別。6組中每組的椎體后緣骨折后高度較原始高度減少，差異具有統(tǒng)計學意義；6組椎體后緣強化術后的高度分別與原始高度比較差異均有統(tǒng)計學意義，與骨折后高度比較差異無統(tǒng)計學意義。 5、Vessel-X骨材料填充器在椎體內

16、的膨脹情況無論注射PMMA骨水泥還是SrHAC骨水泥，Vessel-X可膨脹性骨材料填充器在椎體內均能很好地膨脹并能較好地包裹大部分灌注入椎體的骨水泥，膨脹后的形狀相對固定，有少許骨水泥從骨材料填充器的外層滲漏出去，與椎體內的骨組織固合。 結論1.注射PMMA或SrHAC，Vessel-X骨材料填充器均能在椎體內很好地膨脹并能較為有效地控制骨水泥在椎體內的分布。 2.應用Vessel-X骨材料填充器行椎體強化術——(Ve

17、sselplasty)有希望成為球囊后凸成形術理想的替代技術。 3.Vesselplasty和球囊后凸成形術，無論單側穿刺還是雙側穿刺，灌注PMMA還是SrHAC，均能在一定程度上修復骨折椎體的生物力學性能。 4.單側穿刺與雙側穿刺在椎體強度修復上無明顯統(tǒng)計學差異，但雙側穿刺灌注的骨水泥量更多，骨水泥在椎體內的分布更為理想，在修復生物力學剛度上可獲得更好的效果。 5.Vesselplasty和球囊后凸成形術，無論