经皮椎体后凸成形术填充材料研究进展

       【关键词】  椎体后凸成形术 填充材料 研究进展

       经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty，PKP)是在经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)的基础上发展起来的一项脊柱外科微创新技术，其基本原理是先在椎体内置入一个可膨胀性球囊(inflatable bone tamp，IBT)，通过球囊的扩张在椎体内形成一个空腔，再注入填充材料，从而纠正畸形，达到对一些骨质疏松或肿瘤等导致的椎体压缩性骨折(vertebral compression fractures，VCFs)的治疗目的。PKP于1998年取得FDA的批准开始应用于临床，我国也于近年开展了这项技术，获得了显著的疗效。但是，术中所用的填充材料仍有一些不足之处，直接导致了相关并发症的发生和手术疗效的降低，这激发了人们对理想的填充材料进行探索。理想的用于PKP的填充材料应具备以下特点[1]：(1)良好的显影能力;(2)调制简便，易于注射;(3)适宜的聚合温度;(4)6～10 min的操作时间，15 min左右的凝固时间;(5)良好的生物力学特性;(6)无毒;(7)极好的骨传导性和骨诱导性;(8)适宜的重吸收率;(9)良好的生物相容性及生物活性;(10)合理的价格;另外，填充材料应该适于作为一些药物以及生物活性因子的载体，且具有缓释的作用。

　　目前，已经使用的填充材料没有一种能完全满足PKP的要求或被FDA批准可以在PKP中使用，而需行PKP的患者却日益增多，因此问题十分严峻。本文拟对临床已经使用及临床适用的填充材料研究进展予以总结。

　　1 生物惰性材料

　　以应用最早且最广泛的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)骨水泥为代表。PMMA是一种合成树酯，分子量大，是由甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate，MMA)单体通过聚合反应生成的高分子有机化合物。PMMA聚合后能自行凝结,其弹性模量介于松质骨和金属之间,常用来固定关节置换术中的金属或塑料组件。

　　PMMA有许多优点，包括：调制简便，价格便宜，生物力学性能良好。但是，缺陷也是不容忽视的，比如，不能在体内生物降解，没有整合到周围骨质的潜在性，没有直接的骨附着，聚合温度高，潜在的单体毒性作用，需要加入助显剂等，严重制约着其更广泛的应用。尽管在一些关于PVP和PKP的报道中已经显示了好的临床结果[2,3]，但仍不清楚应用PMMA后的疼痛缓解机制，可能与以下因素有关：骨水泥注入后提高了脊柱的生物力学性能，使椎体的显微骨折得到固定，从而减少对痛觉神经末梢的刺激[4];PMMA 聚合产生的高热以及本身的化学特性可破坏椎体的感觉神经末梢。关于PMMA的骨热坏死效应仍是个假说，到目前为止，还没有明显的证据支持这一点[5,6]。有学者在针对狒狒的椎体增强术的研究中，注意到PVP和PKP后的椎体中存在一些坏死的骨碎片。但并不清楚这种坏死是否是源于PMMA的聚合过程[5]E4-10。

　　PKP通常是在影像监视下进行的，所以填充材料必须是辐射不透性的，这样就可以追踪填充材料的踪迹，检测并避免填充材料渗漏所导致的神经系统或其他组织的损伤。由于PMMA本身显影差，故经常添加BaSO4作为助显剂。单纯骨水泥(Simplex P)本身就包含了质量百分比为10%的BaSO4，这一比重应用于标准的关节重建效果良好，但对于影像导引的椎体增强术还不够，于是国外学者便自行在骨水泥中添加更多的BaSO4，但是到底加入多少BaSO4最为合适，至今无满意的量化指标。

　　在另一项组织学研究中，从外科切除和尸体标本中获得的人椎体的血管中鉴定出了骨水泥和(或)BaSO4颗粒[6]1521-1527,考虑可能与临床上偶尔发生的椎体增强后的骨水泥栓塞有一定的关系。

　　总之，PMMA虽然是目前应用最广泛的填充材料，但由于其本身固有的诸多缺陷，应用前景并不乐观。

　　2 生物活性材料