骨質疏鬆是老年化社會一個非常嚴重的問題，也常常伴隨著脊椎疾患的發生，面對這樣骨質流失的狀況，我們必須嚴肅地看待。
●骨質疏鬆對於脊椎手術的影響
脊椎椎弓根螺釘(pedicle screw)的施行是脊椎手術中相當常見的手術方式,主要是將脊椎螺釘(現材質多為鈦合金)經由椎弓根(pedicle)打入椎體內(vertebral body),再架設連結桿(rod)彼此連接,這樣上下節段的脊椎就可以穩定在一個合適的排列位置 (alignment),同時也會施行補骨手術來達到椎體融合的目的(前融合或後外側融合)。當脊椎出現明顯滑滑脫,骨折不穩定,畸形矯正或其他需要將上下節椎體融合固定的手術治療,都會考慮椎弓根螺釘的使用。
我們知道骨質疏鬆就是骨質流失導致骨小樑減少,孔隙增加;由於骨質流失,椎弓根螺釘鎖入骨鬆的椎體自然不像鎖入正常骨質的椎體一樣牢固。若是脊椎融合的速度較慢,鋼釘容易在術後出現鬆脫,位移的情形而導致病患疼痛。因此在面對骨質疏鬆病患的脊椎手術都要非常小心。
●如何加強椎弓根螺釘的穩定度
面對骨質疏鬆的脊椎椎體,有些方法可以用來加強脊椎椎弓根螺釘的穩定度,例如 (1)使用較粗的椎弓根螺釘,增加接觸面積。(2)增加固定的節數,舉例來說原本只要固定骨折處上下兩節的脊椎,為了達到骨折處更穩定,因而往上往下延伸一節。(3)使用額外的內固定器零件,比如說使用椎板勾(lamina hook)加強固定在椎板上,或使用金屬鋼絲(sublamina wire)將椎板和連結桿做加強固定 (4)使用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate) PMMA也就是俗稱的骨水泥將椎弓根螺釘和椎體之間作加強的固定。
●使用骨水泥加強椎弓根螺釘的穩定度
過去已經有許多文獻證實使用骨水泥來做椎弓根螺釘的加強固定可以增加抗拉力 (pullout force),從增加262%到將近10倍都有文獻報告過[1-3]。傳統的椎弓根螺釘是實心釘(solid screw),將螺釘鎖入椎體前,一般都會先使用工具鑽出一個小孔路徑,一方面可以先使用探針探查這個路徑的正確性, 確保椎弓根螺釘會經由正確路徑進入椎體內,而不是穿過椎管導致神經的損傷;另一個理由是讓椎弓根螺釘較好鎖入。
l ●骨水泥加強椎弓根螺釘的不同手術方法
使用骨水泥做椎弓根螺釘的加強固定一般來說有兩種方法 (1)先使用骨水泥注射器經由椎弓根螺釘所要鎖入的路徑將骨水泥注入,然後再鎖入實心椎弓根螺釘(solid screw) (2)使用中空且含有側孔的椎弓根螺釘(fenestrated screw),將此椎弓根螺釘鎖入椎體,再將骨水泥從中空螺釘尾端注入,骨水泥便會經由中空的椎弓根螺釘,再從其側孔滲入到椎體。不管用哪種方法,等到骨水泥硬化後,就達到加強固定的目的了。
使用中空且有側孔的椎弓根螺釘(fenestrated screw)的好處是可以節省手術時間,且文獻也證實可以達到和先灌注骨水泥再鎖入實心椎弓根螺釘類似的抗拉力量[4]。
●骨水泥灌注的量
骨水泥要灌入多少數量才足夠?這也是許多人在意的問題;影響骨水泥給予量的多少和脊椎的節段有關 (胸椎或腰椎),骨質疏鬆的程度,椎體體積以及椎弓根螺釘的設計 (中空有側孔或實心)皆有關係。Leichtle等人[4]的研究顯示骨水泥的量在每支椎弓根螺釘1ml到3ml是理想的,1ml的骨水泥在加強固定力量相比於無骨水泥就有明顯差別,而3ml的骨水泥量可以達到最佳的固定力,超過3ml的骨水泥可能會增加骨水泥滲漏的風險。
l ●移除骨水泥加強固定的椎弓根螺釘是否可行?
如果椎弓根螺釘被骨水泥加強固定,那因為某些原因需要移除是否會發生困難,並造成嚴重的骨骼破壞?其實也有不少文獻討論到這個議題。Dr.Choma等人的研究[5]使用骨水泥加強的椎弓根螺釘,阻抗拉力(pullout force)可以達到690牛頓,是一般無骨水泥加強固定的椎弓根螺釘(阻抗拉力達158牛頓)的四倍多。但對於要將椎弓根螺釘轉出的扭力(torque)來說,一般椎弓根螺釘轉出的扭力平均是0.81牛頓-米,而使用骨水泥加強的實心椎弓根螺釘扭力是1.167牛頓-米,使用中空有側孔的椎弓根螺釘轉出的扭力是1.794牛頓-米,彼此之間沒有統計上的差異。此研究也證明當要轉出椎弓根螺釘時,扭力會導致椎弓根釘和骨水泥先分離讓椎弓根釘順利轉出,這和Dr.Cho等人[6] 的研究結果類似。因此骨水泥在對抗直接拉力上的確效果明顯,但人為要將其轉出實際上是相當可行的。
●骨水泥黏稠度影響骨水泥的滲漏
Dr.Muller等人[7]於2016 J Neurosurg Spine發表一篇文章。總共有98位病人,474支使用骨水泥加強固定的椎弓根螺釘被置入237節椎體之中,這些病人在術後都有使用電腦斷層掃瞄來評估骨水泥滲漏情形,並接受胸部X光檢查來看是否有肺部骨水泥栓塞。結果發現,在88位病患(93.6%),165節椎體 (73.3%)中發現有骨水泥滲漏的情形。在這次的研究中,這些骨水泥滲漏並沒有引起臨床症狀,肺部骨水泥栓塞則是出現在四位(4.1%)病患身上,幸運的是這也是屬於無臨床症狀的肺部栓塞。本研究表明,骨水泥加強椎弓根螺釘的滲漏率是被低估的;骨水泥的灌注需在術中X光的監測下小心施行。
不少研究者認為骨水泥黏稠度(viscosity) 是影響骨水泥滲漏的主要因素[8],增加骨水泥的黏稠度可以大幅降低骨水泥的滲漏。高黏稠度骨水泥(High Viscosity Cement)在灌注的過程中可以比較均勻的擴張體積,而低黏稠度骨水泥 (Low Viscosity Cement) 在灌注的過程中容易沿著壓力較小路徑滲漏。Leichtle等人在2016 Bone&Joint Research所發表的文章[4],採用高黏稠度的骨水泥(High Viscosity Cement)來加強實心的椎弓根釘以及中空有側孔的椎弓根釘,結果發現,在72支椎弓根釘裏頭,只有12支有滲漏(17%),和Dr.Muller的研究相比骨水泥滲漏率明顯降低[7]
●每節椎體都使用骨水泥加強固定或選擇性使用骨水泥加強固定?
雖然骨水泥加強椎弓根螺釘的固定有明顯的效果,但骨水泥的滲漏仍是讓脊椎外科醫師相當擔心的併發症,也因此有人研究骨質疏鬆的脊椎是否每一節的椎弓根螺釘都使用骨水泥,或者只是部分的椎弓根螺釘使用骨水泥即可? Dr. Erdem等人在2016 The Spine Journal發表一篇文章[9]31位病人區分為兩組,分別A組 17人,是每一節都椎體都使用骨水泥加強固定;另一組為B組14人是由手術者在術中根據椎弓根螺釘鎖入椎體時的鬆緊度來決定這一節是否需要骨水泥加強固定,所以不是每一節椎體都有使用骨水泥;這兩組在內固定器使用的最近端上一節椎體有加上預防性的椎體成形手術。A組裏頭使用骨水泥的節數共有111節,而B組裏頭有使用骨水泥的節術共有38節。在第二年的X光追蹤,這兩組都沒有發生鄰近節的骨折,無融合不良,無內固定器鬆脫或脊椎矯正後的變形等等。但在併發症的發生方面,B組發生肺部骨水泥栓塞的比例(7.1%)相比於A組(41.2%)是比較少的,另外就是手術時間B組也是明顯少於A組。
根據這樣的一個研究顯示,也許未來我們在施行骨水泥加強椎弓根螺固定的時候,考慮最近端或最遠端的椎弓根螺釘加強固定即可達到穩定的效果,且能降低骨水泥滲漏的機率。
 |
| 文章刊登於台灣骨鬆肌少關節防治學會 |
●參考文獻:
1. Wittenberg RH, Lee KS, Shea M, White AA, 3rd, Hayes WC. Effect of screw diameter, insertion technique, and bone cement augmentation of pedicular screw fixation strength. Clin Orthop Relat Res. 1993;(296):278-87.
2. Sarzier JS, Evans AJ, Cahill DW. Increased pedicle screw pullout vertebroplasty ( :
3. Zindrick MR, Wiltse LL, Widell EH, et al. A biomechanical study of intrapeduncular
4. Leichtle CI, Lorenz A, Rothstock S, et al. Pull-out cemented fenestrated osteoporotic
5.Choma TJ, Pfeiffer FM, Swope RW, Hirner JP. Pedicle osteoporotic ( :
6. Cho W, Wu C, Zheng X, et al. Is it safe to back out pedicle screws after augmentation with polymethyl methacrylate or calcium phosphate cement? A biomechanical study. J Spinal Disord Tech. 2011;24(4):276-9.
7. Mueller JU, Baldauf J, Marx S, Kirsch M, Schroeder HW, Pillich DT. Cement leakage in pedicle screw augmentation: a prospective analysis of 98 patients and 474 augmented pedicle screws. J Neurosurg Spine. 2016;25(1):103-9.
8. Zhang L, Wang J, Feng X, et al. A comparison of high viscosity bone cement and low viscosity bone cement vertebroplasty
9. Erdem MN, Karaca S, Sari S, Yumrukcal F, Tanli R, Aydogan M. Application of cement on strategic vertebrae in the treatment of the osteoporotic spine. Spine J. 2017;17(3):328-37.
.jpg)