引用本文： 葉捷凱, 費駿, 賴震, 章鵬, 胡金平, 胡勝平, 張晨威. 老年腰椎結核植骨融合術中應用納米羥基磷灰石/聚酰胺66生物活性支撐體及自體髂骨療效比較. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(3): 296-304. doi: 10.7507/1002-1892.202110088 復制
脊柱結核常見于兒童及青壯年，由于我國人口老齡化加劇和耐藥結核增加等[1]，近年來老年脊柱結核發病率呈上升趨勢。由于起病隱匿、就診意識較差等原因，老年患者發現時往往已合并寒性膿腫、骨質破壞、后凸畸形，損害相應脊髓神經功能導致截癱等[2]。此類嚴重脊柱結核需要手術治療，一期后路椎弓根螺釘內固定聯合前路病灶清除植骨融合是常用術式，可以取得滿意療效[3]。修復病灶徹底清除后遺留椎體缺損、重建脊柱穩定性是手術成功的關鍵。目前，用于脊柱前柱支撐重建的材料較多，如鈦網支撐體、同種異體骨、自體髂骨、金屬人工椎體等。自體髂骨移植是臨床常用重建方式，但老年患者存在髂骨骨質強度不足、取骨后相關并發癥發生率高、取骨量有限等缺點。
新一代納米羥基磷灰石/聚酰胺66（nano-hydroxyapatite/polyamide 66，n-HA/PA66）生物活性支撐體（四川國納科技有限公司）是一種新型生物醫學仿生材料，組成結構及力學特性與人皮質骨相似，具有良好的骨傳導性和機械性能[4]，已廣泛應用于脊柱重建手術中，但用于老年腰椎結核手術中的報道較少。
為明確n-HA/PA66生物活性支撐體用于老年腰椎結核的有效性及安全性，現回顧分析2017年1月—2020年1月接受一期后路椎弓根螺釘內固定聯合前路病灶清除植骨融合術治療的老年腰椎結核患者臨床資料，比較自體髂骨以及n-HA/PA66生物活性支撐體療效差異。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 年齡>60歲；② 患者病史、臨床表現、基因學測定、影像學和實驗室檢查符合腰椎結核診斷標準[5]，且術后病灶組織病理學檢查或膿液細菌培養證實為腰椎結核；③ 結核病灶位于L1～5，且主要累及單間隙或2個脊柱功能單元，或涉及多個脊柱功能單元、但其他單元未見明顯破壞及死骨形成；④ 于浙江大學醫學院附屬杭州市胸科醫院接受術前正規抗結核藥物治療，以及一期后路椎弓根螺釘內固定聯合前路病灶清除植骨融合術，術中采用自體髂骨或 n-HA/PA66生物活性支撐體；⑤ 臨床資料完整，隨訪時間超過12個月；⑥ 患者及家屬配合研究，簽署知情同意書。
排除標準：① 合并嚴重心、腦、血管等器質性疾病，不能耐受麻醉及手術；② 合并活動性肺結核或肺外結核，且病灶尚未控制；③ 既往有脊柱手術史或其他可能影響術后評價的脊柱疾病，如強直性脊柱炎、嚴重脊柱側彎、骨質疏松、惡性腫瘤等；④ 抗結核治療有效性不明確或耐藥性結核者。
2017年1月—2020年1月，共48例腰椎結核患者符合選擇標準納入研究。其中，23例術中應用n-HA/PA66生物活性支撐體+同種異體骨植骨（n-HA/PA66組），25例應用自體髂骨植骨（自體髂骨組）。
1.2 一般資料
所有患者均有不同程度腰背部疼痛，部分患者存在下肢麻木無力、運動障礙及典型結核中毒癥狀，如乏力低熱、盜汗、體質量減輕等。術前X線片、CT及MRI檢查示患者均有不同程度椎體塌陷、骨質破壞、冷膿腫形成、脊柱后凸畸形或硬脊膜受壓等，符合腰椎結核表現。所有患者病變破壞均累及單間隙。兩組患者性別、年齡、骨密度、病程、病變累及范圍以及術前疼痛視覺模擬評分（VAS）、日本骨科協會（JOA）評分、后凸Cobb角等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。根據美國脊髓損傷協會（ASIA）脊髓損傷分級標準，n-HA/P66組2例、自體髂骨組5例達E級。見表1～4。
1.3 治療方法
1.3.1 術前處理
所有患者入院后臥硬板床嚴格脊柱制動。給予標準四聯抗結核方案（HRZE）規范治療3周以上，根據個體情況給予口服利福平、異煙肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇。同時口服護肝藥物，定期復查肝、腎功能和血常規、C反應蛋白、紅細胞沉降率等炎癥指標。對于藥物無法耐受或藥物毒性損傷嚴重患者，及時調整抗結核藥物。積極給予營養支持，糾正低蛋白血癥或貧血等情況。對于合并嚴重器質性疾病患者，相關科室會診協助診治。抗結核治療3周后，待患者一般營養狀況改善，C反應蛋白及紅細胞沉降率恢復正常或呈明顯下降趨勢、全身癥狀減輕時，行手術治療。
1.3.2 手術方法
氣管插管全身麻醉后，患者首先取俯臥位，C臂X線機透視定位病變節段并劃線標記。以病變椎體為中心作后路正中切口，逐層切開皮膚、皮下組織及深筋膜，分離雙側豎脊肌間隙等椎旁肌肉組織；從多裂肌間隙暴露病椎上、下責任椎體關節突及椎板，針頭標記椎弓根螺釘進釘點，透視明確定位準確后于相應責任椎體植入雙側椎弓根螺釘；再次透視確認螺釘定位良好后，兩側各放入1根合適長度預彎鈦棒并螺釘固定，安裝橫聯接裝置。椎體關節突及椎板予以處理后局部植骨。沖洗槍沖洗切口，放置負壓引流管2根，逐層縫合皮膚。
然后，患者改為側臥位行前路病灶清除。根據病變節段及腰大肌膿腫大小確定切口長度，取第11肋尖與恥骨聯合連線，沿腋中線向前作斜形切口，切開腹壁皮膚、皮下組織，顯露腹外斜肌；沿腹外斜肌纖維方向鈍性分離后，依次分離顯露腹內斜肌和腹橫肌；經肌間隙入路牽開腹壁肌層，顯露后腹膜，推開腹膜及腸管，再將其牽開顯露后腹膜脂肪及腰大肌，沿肌纖維縱形鈍性分離腰大肌前緣，顯露病變椎體及椎間盤。采用刮匙及骨刀徹底刮除椎間盤、壞死骨組織及肉芽或干酪樣組織等。若合并腰大肌及病椎節段周圍寒性膿腫，一并將其清除，解除脊髓和神經根壓迫。保留部分椎體后緣骨質結構，仔細修整骨缺損區域形成植骨床，保證切面相對整齊且有少量新鮮滲血；使用聚維酮碘溶液、生理鹽水、異煙肼溶液反復沖洗病灶，測量骨缺損長度。
n-HA/PA66組：根據骨缺損區域大小取合適長度n-HA/PA66生物活性支撐體，在支撐體管腔中間填充同種異體骨（北京科健生物技術有限公司），兩端涂抹人工骨粉 ［瑞毅醫療器械（上海）有限公司］，同時將后路固定時咬除的部分骨碎粒填充于支撐體兩端并壓實，打壓植入骨缺損部位。自體髂骨組：在前路切口同側髂嵴作長約 4 cm斜切口，根據骨缺損區域大小在髂前上棘上約1.5 cm處切取三面皮質骨髂骨，修整髂骨塊至合適大小并打壓植入骨缺損部位。
透視下確認植入材料位置良好后，沖洗槍沖洗切口，確認創面內無活動性出血、無異物殘留、后腹膜無破裂，再于病灶附近放入包裹鏈霉素、異煙肼的明膠海綿，放置引流管并逐層縫合切口。
1.3.3 術后處理
術后常規預防性應用廣譜抗生素48 h；待切口24 h引流量<30 mL時拔除引流管，或根據實際情況適當延長引流時間。繼續口服四聯抗結核藥物和護肝藥物，根據藥物敏感試驗結果調整用藥方案，定期復查血生化指標和肝、腎功能情況，及時糾正貧血、低蛋白血癥、電解質紊亂等術后并發癥。所有患者出院后繼續口服四聯抗結核藥物強化治療12～18個月。
術后患者絕對臥床2～3周，期間鼓勵患者行四肢和腰背部肌肉功能鍛煉，避免長期臥床導致肌肉萎縮、血栓形成等相關并發癥的發生；4～6周后佩戴腰背部保護支具開始下床功能鍛煉。
1.4 療效評價指標
記錄兩組患者手術時間、術中出血量及術后并發癥發生情況。采用VAS評分評價患者疼痛程度，JOA評分評價患者腰椎功能。ASIA脊髓損傷分級評價神經功能情況，末次隨訪時患者ASIA分級較術前至少提高1級評定為有效改善，按照以下公式計算有效改善率，即：有效改善例數/（總例數?術前E級例數）×100%。
術后定期行X線片、CT及MRI檢查，測量病變節段后凸Cobb角；觀察植骨融合情況，并根據Bridwell等[6]評價標準分級，Ⅰ級：骨質重塑和融合明確，植骨間隙可見連續骨小梁通過；Ⅱ級：植骨塊完整，未見完全的骨質重塑和融合，但交界處無透亮區；Ⅲ級：植骨塊完整，但在移植骨上方或下方交界處有透亮區；Ⅳ級：植骨塊塌陷、吸收，無任何骨融合跡象。
1.5 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，VAS評分、JOA評分及Cobb角兩組比較采用重復測量方差分析，若不滿足球形檢驗，采用Greenhouse-Geisser法進行校正，同一組別不同時間點間比較采用 Bonferroni 法，同一時間點不同組別間比較采用多因素方差分析；其他指標組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。檢驗水準取α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
兩組骨缺損長度比較，差異無統計學意義（P>0.05）；手術均順利完成，術中未發生血管、脊髓及神經損傷等嚴重并發癥。n-HA/PA66組手術時間及術中出血量均少于自體髂骨組，差異有統計學意義（P<0.05）。所有患者均獲隨訪，隨訪時間12～24個月，平均15.7個月；兩組隨訪時間比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。
表1
兩組患者臨床資料比較
Table1.
Comparison of general information between the two groups
術后n-HA/PA66組3例（13%）發生并發癥，其中肺部感染伴胸腔積液2例，經積極抗感染治療、胸腔穿刺引流后痊愈；下肢深靜脈血栓形成1例，經外科介入手術治療后痊愈。自體髂骨組10例（40%）發生并發癥，其中肺部感染1例，經抗感染、霧化吸入治療后痊愈；不同程度髂骨取骨區疼痛、麻木不適9例，經抗炎止痛及相關理療處理后癥狀均有所好轉。兩組并發癥發生率比較，差異有統計學意義（χ2=4.408，P=0.036）。
2.2 臨床療效評價
兩組組內術后2周及末次隨訪時VAS評分、JOA評分均較術前改善，差異有統計學意義（P<0.05）；末次隨訪時與術后2周比較，差異亦有統計學意義（P<0.05）。兩組組間術后2周VAS評分差異有統計學意義（P<0.05），末次隨訪時差異無統計學意義（P>0.05）；JOA評分兩時間點差異均無統計學意義（P>0.05）。見圖1及表2。
圖1
兩組VAS評分及JOA評分變化趨勢
Figure1.
Trends in VAS scores and JOA scores of the two groups
表2
兩組患者手術前后VAS評分及JOA評分比較（
）
Table2.
Comparison of VAS scores and JOA scores between the two groups before and after operation (
)
末次隨訪時，術前存在脊髓神經功能損害患者相關癥狀均不同程度好轉（表3）。其中n-HA/PA66組有效改善率為 86%（18/21），自體髂骨組為 90%（18/20），組間差異無統計學意義（χ2=0.176，P=0.675）。
表3
兩組患者手術前后神經功能ASIA分級
Table3.
ASIA grading of neurological function between the two groups before and after operation
2.3 影像學觀測
兩組患者均獲得Ⅰ級骨性融合，n-HA/PA66組植骨融合時間長于自體髂骨組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。兩組組間術后各時間點后凸Cobb角比較，差異均無統計學意義（P>0.05）；組內術后2周、末次隨訪時較術前改善，差異有統計學意義（P<0.05），術后兩時間點比較差異亦有統計學意義（P<0.05）。見表4及圖2。末次隨訪時，患者無結核復發、內固定物松動及斷裂、植骨材料移位等情況發生。見圖3、4。
表4
兩組手術前后Cobb角比較（
）
Table4.
Comparison of Cobb angle between the two groups before and after operation (
)
圖2
兩組后凸Cobb角變化趨勢
Figure2.
Trends in the Cobb angle of the two groups
圖3
自體髂骨組患者，男，62歲，L3、4椎體結核
a. 術前X線片示椎體骨密度不均；b～d. 術前CT及MRI示椎體多發骨質破壞伴右側椎旁膿腫形成；e. 術后1個月X線片示椎間融合及內固定物位置良好；f～h. 術后6個月CT及MRI示自體髂骨植骨塊局部骨性融合、各椎間隙存在
Figure3. A 62-year-old male patient with vertebral tuberculosis at L3, 4 in the autologous iliac bone groupa. Preoperative X-ray film showed uneven bone density of vertebral body; b-d. Preoperative CT and MRI showed the multiple bone destruction of vertebral body with right paravertebral abscess formation; e. At 1 month after operation, X-ray film showed the intervertebral fusion and good position of internal fixator; f-h. At 6 months after operation, CT and MRI showed the localized autologous iliac bone graft bony fusion and intervertebral spaces
圖4
n-HA/PA66組患者，女，65歲，L3、4椎體結核
a. 術前X線片示椎體骨密度不均勻；b～d. 術前CT及MRI示椎體多發骨質破壞，椎間隙變窄，椎旁膿腫形成壓迫脊髓；e. 術后1個月X線片示椎間融合及內固定物位置良好；f～h. 術后6個月CT示椎間植骨材料達骨性融合，椎間隙高度恢復
Figure4. A 65-year-old female patient with vertebral tuberculosis at L3, 4 in the n-HA/PA66 groupa. Preoperative X-ray films showed uneven bone density in the vertebral body; b-d. Preoperative CT and MRI showed the multiple bone destruction in the vertebral body, narrowing of the intervertebral space and compression of the spinal cord by paravertebral abscess formation; e. At 1 month after operation, X-ray film showed the intervertebral fusion and good position of internal fixator; f-h. At 6 months after operation, CT showed that the intervertebral bone graft material reached bony fusion and the intervertebral space height was restored
3 討論
3.1 老年脊柱結核的特點及術式選擇
老年患者由于免疫排斥反應退化、身體機能衰退，結核中毒表現及局部癥狀不明顯，導致早期結核診斷率和治療率較低，就診時多數患者病情較重[7-8]。過去對于老年患者大多采取抗結核藥物保守治療，但研究發現抗結核藥物的毒副作用及相關臥床并發癥不但降低患者生活質量，還會提高不良反應發生率和死亡率[9]。手術治療主要目的為徹底清除椎體病灶壞死組織、解除脊髓神經壓迫、糾正脊柱后凸畸形、重建脊柱穩定性，從而減輕患者痛苦，加速康復[10-11]。但老年腰椎結核患者常合并多種器質性基礎疾病及骨質疏松癥等，存在手術難度大、圍術期并發癥發生風險更高等問題。因此，為老年腰椎結核患者制定個體化手術治療方案顯得尤為重要。目前常用手術方式大致分為3種：單純前路、單純后路及前、后路聯合術式。
① 單純前路術式：腰椎結核多數是脊柱前、中柱明顯骨破壞，傳統前路術式雖然可以較徹底清除病灶并減壓矯形，但由于解剖結構復雜、術野暴露范圍有限等問題，手術風險高、容易損傷重要臟器及血管，術后并發癥發生率高。老年患者還存在椎體松質骨把持力差導致植骨融合率低、內固定穩定性不足、無法糾正嚴重后凸畸形等不足[12]。
② 單純后路術式：該術式雖能達到三柱融合，有效糾正嚴重后凸畸形，且簡化了手術程序，能在同一切口內完成脊柱前、后方手術[13]。但經后路行前方椎體操作較為困難，難以徹底清除骨病灶、椎旁膿腫以及流注膿腫等。同時還可能引起結核病灶向后擴散，累及內固定物或發生切口感染及竇道形成等問題。此外，單純后路手術需要切除部分后柱正常結構，容易造成醫源性脊柱不穩定。
③ 前、后路聯合術式：聯合術式通過先行后路椎弓根螺釘內固定保證病椎穩定性，同時充分撐開椎間隙，再經前路行病灶徹底清除及植骨融合，發揮了后路手術矯形、固定效果好以及前路減壓及病灶清除徹底、植骨效果好的優勢。但傳統觀點認為前、后路聯合術式需多個切口，存在創傷大、失血量多、手術風險大及手術時間長等缺陷。
本研究對前、后路聯合術式進行了改良。其中，后路椎弓根螺釘內固定術采用Wiltse椎旁肌間隙入路[14]，而前路病灶清除則采用腋中線腹部小切口腹膜后入路[15]，經鈍性分離方式充分顯露病椎，避免了傳統前路術式對腹壁肌層的直接離斷，減少了腹壁肌肉及周圍血管的損傷[16]。經改良后的前、后路聯合術式手術時間縮短，也在一定程度上減少了手術創傷，有效降低了手術風險。本研究48例老年腰椎結核患者手術均順利完成。
3.2 脊柱椎體重建材料特點及選擇
不同的椎體重建材料均有各自優缺點[17]。鈦網支撐體具有強大力學強度，能即刻重建脊柱穩定性、提供足夠長度支撐材料等特點，在脊柱外科手術中獲得廣泛應用。但該材料存在兩端接觸面積不足的問題，術后易出現支撐體沉降或移位損傷周圍軟組織，甚至壓迫神經根；同時存在應力遮擋效應影響骨重建、植骨融合時間延長以及容易干擾術后影像學評估等不足[18-19]。近年來，金屬人工椎體逐漸用于脊柱腫瘤、感染、嚴重骨折等脊柱重建治療中，取得了良好臨床療效。3D打印技術的出現使個性化人工椎體成為可能，骨科手術效率得到了顯著提升[20]。但目前人工椎體應用于脊柱結核手術仍較少，且存在容易松動脫落、假體內無法植骨導致骨性融合不佳，以及成本較高等問題[21]，其臨床實用性和安全性尚需進一步驗證。
自體骨移植一直是臨床植骨金標準，自體髂骨因富含松質骨又有著三面皮質骨的特性，具備良好支撐強度、較輕的免疫排斥反應較輕和高融合率等優點，是首選的骨移植材料[22]。但老年脊柱結核患者采用自體髂骨植骨存在以下缺點：① 老年患者骨質差，自體髂骨提供的支撐強度有限，遠期易發生椎體高度丟失；② 取骨量有限，無法滿足多節段椎體及嚴重骨缺損修復重建需求；③ 需要額外作切口取骨，增加手術時間和創傷以及感染風險；④ 相關并發癥發生率高，如術后持續供區疼痛、步態障礙、骶髂關節損傷、撕脫性骨折及深部感染等[22-23]。本研究自體髂骨組中，9例患者術后出現了不同程度髂骨區取骨部位疼痛麻木不適，行走活動受限，影響了患者術后早期康復；而與之相比，n-HA/PA66組不僅手術時間縮短，術中出血量減少，有效避免了額外創傷及相關并發癥的發生。
3.3 n-HA/PA66生物活性支撐體+同種異體骨的優點
n-HA/PA66生物活性支撐體主要是由n-HA顆粒和PA66兩種材料聚合形成的新型復合材料。成人骨骼包括約2/3無機成分和1/3有機成分，其中有機部分主要由膠原基質構成，而磷灰石晶體在生物礦化過程中沉積形成骨骼的無機部分[24]。因此，n-HA具有與自然骨骼礦物中的磷灰石晶體類似的結構及成分，其良好的誘導成骨分化能力可以促進骨缺損部位新骨組織再生；而PA66與骨組織中的膠原基質具有相似的化學結構，能提供較高的韌性和強度，且無細胞毒性，良好的組織相容性有利于促進骨缺損部位愈合[25]。
n-HA/PA66生物活性支撐體的彈性模量接近于人體皮質骨，具有與人體骨相匹配的生物力學性能，既能滿足椎體支撐強度，又能有效減少骨重建中的應力遮擋效應。在設計上，其較厚的圓柱形管壁構造可以提供與椎板椎體更充足的接觸面積，環形支撐使受力更均勻，在一定程度上降低了支撐體對于椎板的剪切力；同時上、下兩端接觸面的防滑齒設計能有效避免支撐體移位、下沉等并發癥發生[26]。研究表明，n-HA/PA66生物活性支撐體的三維多孔設計保證了較高的孔隙率，促進骨細胞黏附及增殖分化，有利于誘導新骨組織的爬行生長，進一步提高骨融合率[27]。
此外，n-HA/PA66生物活性支撐體可根據需要截取合適長度，支撐體兩端的影像學輔助標記能提高手術效率，中空設計更是方便植入自體骨或同種異體骨等材料。本研究中我們在n-HA/PA66生物活性支撐體的管腔中間填充同種異體骨，兩端涂抹人工骨粉，以進一步刺激誘導骨細胞組織生長，促進植骨材料在骨缺損區域的融合。結果表明，末次隨訪時應用n-HA/PA66生物活性支撐體的23例患者均獲得骨性融合。
3.4 植骨融合術注意事項和適應證
植骨融合是重建脊柱穩定性的關鍵，手術重點在于將椎體病灶徹底清除、創建合適的骨重建區域。因此，術中應將植骨宿主床修整均勻，且修整至病椎上、下對應骨面表面滲血，為植骨成活奠定良好基礎。研究發現術中支撐體放置位置會直接影響植骨融合率和下沉率[28]，故應用n-HA/PA66 生物活性支撐體時應注意：① 根據椎體缺損區大小裁剪合適支撐體；② 支撐體應垂直于上、下終板放置，并盡可能靠近中心放置并適當加壓，以避免由于負載不均導致的矯正失敗和骨融合困難；③ 術中需透視確認支撐體位置滿意；④ 建議在支撐體兩端填充自體碎骨粒，以提高植骨融合率。
n-HA/PA66生物活性支撐體應用于脊柱結核植骨融合術的適應證包括：① 嚴重骨質疏松或其他原因引起的自身骨質差者；② 患者拒絕或各種原因導致取自體髂骨困難者；③ 椎體破壞程度較嚴重，骨缺損范圍較大自體骨量無法滿足者；④ 術前評估對疼痛耐受性差者。
綜上述，老年腰椎結核植骨融合術中應用n-HA/PA66生物活性支撐體具有手術創傷小、術后并發癥少的優點，同時植骨融合率與自體髂骨相似，能達到重建脊柱長期穩定性的目的，是一種比較理想且安全的植骨替代材料。但本研究是單中心回顧性研究，納入病例有限，該結論尚需多中心大樣本研究進一步明確。
利益沖突 所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；項目經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案獲浙江大學醫學院附屬杭州市胸科醫院（杭州市紅十字會醫院）醫學倫理委員會批準［（2021）研審第（308）號］
作者貢獻聲明 葉捷凱負責研究設計、收集整理數據及文章撰寫；費駿、賴震負責手術實施、對文章的知識性內容作批評性審閱；胡金平、胡勝平參與手術實施、收集整理數據；章鵬負責數據統計分析及文章審核質控；張晨威負責隨訪、收集整理數據
脊柱結核常見于兒童及青壯年，由于我國人口老齡化加劇和耐藥結核增加等[1]，近年來老年脊柱結核發病率呈上升趨勢。由于起病隱匿、就診意識較差等原因，老年患者發現時往往已合并寒性膿腫、骨質破壞、后凸畸形，損害相應脊髓神經功能導致截癱等[2]。此類嚴重脊柱結核需要手術治療，一期后路椎弓根螺釘內固定聯合前路病灶清除植骨融合是常用術式，可以取得滿意療效[3]。修復病灶徹底清除后遺留椎體缺損、重建脊柱穩定性是手術成功的關鍵。目前，用于脊柱前柱支撐重建的材料較多，如鈦網支撐體、同種異體骨、自體髂骨、金屬人工椎體等。自體髂骨移植是臨床常用重建方式，但老年患者存在髂骨骨質強度不足、取骨后相關并發癥發生率高、取骨量有限等缺點。
新一代納米羥基磷灰石/聚酰胺66（nano-hydroxyapatite/polyamide 66，n-HA/PA66）生物活性支撐體（四川國納科技有限公司）是一種新型生物醫學仿生材料，組成結構及力學特性與人皮質骨相似，具有良好的骨傳導性和機械性能[4]，已廣泛應用于脊柱重建手術中，但用于老年腰椎結核手術中的報道較少。
為明確n-HA/PA66生物活性支撐體用于老年腰椎結核的有效性及安全性，現回顧分析2017年1月—2020年1月接受一期后路椎弓根螺釘內固定聯合前路病灶清除植骨融合術治療的老年腰椎結核患者臨床資料，比較自體髂骨以及n-HA/PA66生物活性支撐體療效差異。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 年齡>60歲；② 患者病史、臨床表現、基因學測定、影像學和實驗室檢查符合腰椎結核診斷標準[5]，且術后病灶組織病理學檢查或膿液細菌培養證實為腰椎結核；③ 結核病灶位于L1～5，且主要累及單間隙或2個脊柱功能單元，或涉及多個脊柱功能單元、但其他單元未見明顯破壞及死骨形成；④ 于浙江大學醫學院附屬杭州市胸科醫院接受術前正規抗結核藥物治療，以及一期后路椎弓根螺釘內固定聯合前路病灶清除植骨融合術，術中采用自體髂骨或 n-HA/PA66生物活性支撐體；⑤ 臨床資料完整，隨訪時間超過12個月；⑥ 患者及家屬配合研究，簽署知情同意書。
排除標準：① 合并嚴重心、腦、血管等器質性疾病，不能耐受麻醉及手術；② 合并活動性肺結核或肺外結核，且病灶尚未控制；③ 既往有脊柱手術史或其他可能影響術后評價的脊柱疾病，如強直性脊柱炎、嚴重脊柱側彎、骨質疏松、惡性腫瘤等；④ 抗結核治療有效性不明確或耐藥性結核者。
2017年1月—2020年1月，共48例腰椎結核患者符合選擇標準納入研究。其中，23例術中應用n-HA/PA66生物活性支撐體+同種異體骨植骨（n-HA/PA66組），25例應用自體髂骨植骨（自體髂骨組）。
1.2 一般資料
所有患者均有不同程度腰背部疼痛，部分患者存在下肢麻木無力、運動障礙及典型結核中毒癥狀，如乏力低熱、盜汗、體質量減輕等。術前X線片、CT及MRI檢查示患者均有不同程度椎體塌陷、骨質破壞、冷膿腫形成、脊柱后凸畸形或硬脊膜受壓等，符合腰椎結核表現。所有患者病變破壞均累及單間隙。兩組患者性別、年齡、骨密度、病程、病變累及范圍以及術前疼痛視覺模擬評分（VAS）、日本骨科協會（JOA）評分、后凸Cobb角等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。根據美國脊髓損傷協會（ASIA）脊髓損傷分級標準，n-HA/P66組2例、自體髂骨組5例達E級。見表1～4。
1.3 治療方法
1.3.1 術前處理
所有患者入院后臥硬板床嚴格脊柱制動。給予標準四聯抗結核方案（HRZE）規范治療3周以上，根據個體情況給予口服利福平、異煙肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇。同時口服護肝藥物，定期復查肝、腎功能和血常規、C反應蛋白、紅細胞沉降率等炎癥指標。對于藥物無法耐受或藥物毒性損傷嚴重患者，及時調整抗結核藥物。積極給予營養支持，糾正低蛋白血癥或貧血等情況。對于合并嚴重器質性疾病患者，相關科室會診協助診治。抗結核治療3周后，待患者一般營養狀況改善，C反應蛋白及紅細胞沉降率恢復正常或呈明顯下降趨勢、全身癥狀減輕時，行手術治療。
1.3.2 手術方法
氣管插管全身麻醉后，患者首先取俯臥位，C臂X線機透視定位病變節段并劃線標記。以病變椎體為中心作后路正中切口，逐層切開皮膚、皮下組織及深筋膜，分離雙側豎脊肌間隙等椎旁肌肉組織；從多裂肌間隙暴露病椎上、下責任椎體關節突及椎板，針頭標記椎弓根螺釘進釘點，透視明確定位準確后于相應責任椎體植入雙側椎弓根螺釘；再次透視確認螺釘定位良好后，兩側各放入1根合適長度預彎鈦棒并螺釘固定，安裝橫聯接裝置。椎體關節突及椎板予以處理后局部植骨。沖洗槍沖洗切口，放置負壓引流管2根，逐層縫合皮膚。
然后，患者改為側臥位行前路病灶清除。根據病變節段及腰大肌膿腫大小確定切口長度，取第11肋尖與恥骨聯合連線，沿腋中線向前作斜形切口，切開腹壁皮膚、皮下組織，顯露腹外斜肌；沿腹外斜肌纖維方向鈍性分離后，依次分離顯露腹內斜肌和腹橫肌；經肌間隙入路牽開腹壁肌層，顯露后腹膜，推開腹膜及腸管，再將其牽開顯露后腹膜脂肪及腰大肌，沿肌纖維縱形鈍性分離腰大肌前緣，顯露病變椎體及椎間盤。采用刮匙及骨刀徹底刮除椎間盤、壞死骨組織及肉芽或干酪樣組織等。若合并腰大肌及病椎節段周圍寒性膿腫，一并將其清除，解除脊髓和神經根壓迫。保留部分椎體后緣骨質結構，仔細修整骨缺損區域形成植骨床，保證切面相對整齊且有少量新鮮滲血；使用聚維酮碘溶液、生理鹽水、異煙肼溶液反復沖洗病灶，測量骨缺損長度。
n-HA/PA66組：根據骨缺損區域大小取合適長度n-HA/PA66生物活性支撐體，在支撐體管腔中間填充同種異體骨（北京科健生物技術有限公司），兩端涂抹人工骨粉 ［瑞毅醫療器械（上海）有限公司］，同時將后路固定時咬除的部分骨碎粒填充于支撐體兩端并壓實，打壓植入骨缺損部位。自體髂骨組：在前路切口同側髂嵴作長約 4 cm斜切口，根據骨缺損區域大小在髂前上棘上約1.5 cm處切取三面皮質骨髂骨，修整髂骨塊至合適大小并打壓植入骨缺損部位。
透視下確認植入材料位置良好后，沖洗槍沖洗切口，確認創面內無活動性出血、無異物殘留、后腹膜無破裂，再于病灶附近放入包裹鏈霉素、異煙肼的明膠海綿，放置引流管并逐層縫合切口。
1.3.3 術后處理
術后常規預防性應用廣譜抗生素48 h；待切口24 h引流量<30 mL時拔除引流管，或根據實際情況適當延長引流時間。繼續口服四聯抗結核藥物和護肝藥物，根據藥物敏感試驗結果調整用藥方案，定期復查血生化指標和肝、腎功能情況，及時糾正貧血、低蛋白血癥、電解質紊亂等術后并發癥。所有患者出院后繼續口服四聯抗結核藥物強化治療12～18個月。
術后患者絕對臥床2～3周，期間鼓勵患者行四肢和腰背部肌肉功能鍛煉，避免長期臥床導致肌肉萎縮、血栓形成等相關并發癥的發生；4～6周后佩戴腰背部保護支具開始下床功能鍛煉。
1.4 療效評價指標
記錄兩組患者手術時間、術中出血量及術后并發癥發生情況。采用VAS評分評價患者疼痛程度，JOA評分評價患者腰椎功能。ASIA脊髓損傷分級評價神經功能情況，末次隨訪時患者ASIA分級較術前至少提高1級評定為有效改善，按照以下公式計算有效改善率，即：有效改善例數/（總例數?術前E級例數）×100%。
術后定期行X線片、CT及MRI檢查，測量病變節段后凸Cobb角；觀察植骨融合情況，并根據Bridwell等[6]評價標準分級，Ⅰ級：骨質重塑和融合明確，植骨間隙可見連續骨小梁通過；Ⅱ級：植骨塊完整，未見完全的骨質重塑和融合，但交界處無透亮區；Ⅲ級：植骨塊完整，但在移植骨上方或下方交界處有透亮區；Ⅳ級：植骨塊塌陷、吸收，無任何骨融合跡象。
1.5 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，VAS評分、JOA評分及Cobb角兩組比較采用重復測量方差分析，若不滿足球形檢驗，采用Greenhouse-Geisser法進行校正，同一組別不同時間點間比較采用 Bonferroni 法，同一時間點不同組別間比較采用多因素方差分析；其他指標組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。檢驗水準取α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
兩組骨缺損長度比較，差異無統計學意義（P>0.05）；手術均順利完成，術中未發生血管、脊髓及神經損傷等嚴重并發癥。n-HA/PA66組手術時間及術中出血量均少于自體髂骨組，差異有統計學意義（P<0.05）。所有患者均獲隨訪，隨訪時間12～24個月，平均15.7個月；兩組隨訪時間比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。
表1
兩組患者臨床資料比較
Table1.
Comparison of general information between the two groups
術后n-HA/PA66組3例（13%）發生并發癥，其中肺部感染伴胸腔積液2例，經積極抗感染治療、胸腔穿刺引流后痊愈；下肢深靜脈血栓形成1例，經外科介入手術治療后痊愈。自體髂骨組10例（40%）發生并發癥，其中肺部感染1例，經抗感染、霧化吸入治療后痊愈；不同程度髂骨取骨區疼痛、麻木不適9例，經抗炎止痛及相關理療處理后癥狀均有所好轉。兩組并發癥發生率比較，差異有統計學意義（χ2=4.408，P=0.036）。
2.2 臨床療效評價
兩組組內術后2周及末次隨訪時VAS評分、JOA評分均較術前改善，差異有統計學意義（P<0.05）；末次隨訪時與術后2周比較，差異亦有統計學意義（P<0.05）。兩組組間術后2周VAS評分差異有統計學意義（P<0.05），末次隨訪時差異無統計學意義（P>0.05）；JOA評分兩時間點差異均無統計學意義（P>0.05）。見圖1及表2。
圖1
兩組VAS評分及JOA評分變化趨勢
Figure1.
Trends in VAS scores and JOA scores of the two groups
表2
兩組患者手術前后VAS評分及JOA評分比較（）
Table2.
Comparison of VAS scores and JOA scores between the two groups before and after operation ()
末次隨訪時，術前存在脊髓神經功能損害患者相關癥狀均不同程度好轉（表3）。其中n-HA/PA66組有效改善率為 86%（18/21），自體髂骨組為 90%（18/20），組間差異無統計學意義（χ2=0.176，P=0.675）。
表3
兩組患者手術前后神經功能ASIA分級
Table3.
ASIA grading of neurological function between the two groups before and after operation
2.3 影像學觀測
兩組患者均獲得Ⅰ級骨性融合，n-HA/PA66組植骨融合時間長于自體髂骨組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。兩組組間術后各時間點后凸Cobb角比較，差異均無統計學意義（P>0.05）；組內術后2周、末次隨訪時較術前改善，差異有統計學意義（P<0.05），術后兩時間點比較差異亦有統計學意義（P<0.05）。見表4及圖2。末次隨訪時，患者無結核復發、內固定物松動及斷裂、植骨材料移位等情況發生。見圖3、4。
表4
兩組手術前后Cobb角比較（）
Table4.
Comparison of Cobb angle between the two groups before and after operation ()
圖2
兩組后凸Cobb角變化趨勢
Figure2.
Trends in the Cobb angle of the two groups
圖3
自體髂骨組患者，男，62歲，L3、4椎體結核
a. 術前X線片示椎體骨密度不均；b～d. 術前CT及MRI示椎體多發骨質破壞伴右側椎旁膿腫形成；e. 術后1個月X線片示椎間融合及內固定物位置良好；f～h. 術后6個月CT及MRI示自體髂骨植骨塊局部骨性融合、各椎間隙存在
Figure3. A 62-year-old male patient with vertebral tuberculosis at L3, 4 in the autologous iliac bone groupa. Preoperative X-ray film showed uneven bone density of vertebral body; b-d. Preoperative CT and MRI showed the multiple bone destruction of vertebral body with right paravertebral abscess formation; e. At 1 month after operation, X-ray film showed the intervertebral fusion and good position of internal fixator; f-h. At 6 months after operation, CT and MRI showed the localized autologous iliac bone graft bony fusion and intervertebral spaces
圖4
n-HA/PA66組患者，女，65歲，L3、4椎體結核
a. 術前X線片示椎體骨密度不均勻；b～d. 術前CT及MRI示椎體多發骨質破壞，椎間隙變窄，椎旁膿腫形成壓迫脊髓；e. 術后1個月X線片示椎間融合及內固定物位置良好；f～h. 術后6個月CT示椎間植骨材料達骨性融合，椎間隙高度恢復
Figure4. A 65-year-old female patient with vertebral tuberculosis at L3, 4 in the n-HA/PA66 groupa. Preoperative X-ray films showed uneven bone density in the vertebral body; b-d. Preoperative CT and MRI showed the multiple bone destruction in the vertebral body, narrowing of the intervertebral space and compression of the spinal cord by paravertebral abscess formation; e. At 1 month after operation, X-ray film showed the intervertebral fusion and good position of internal fixator; f-h. At 6 months after operation, CT showed that the intervertebral bone graft material reached bony fusion and the intervertebral space height was restored
3 討論
3.1 老年脊柱結核的特點及術式選擇
老年患者由于免疫排斥反應退化、身體機能衰退，結核中毒表現及局部癥狀不明顯，導致早期結核診斷率和治療率較低，就診時多數患者病情較重[7-8]。過去對于老年患者大多采取抗結核藥物保守治療，但研究發現抗結核藥物的毒副作用及相關臥床并發癥不但降低患者生活質量，還會提高不良反應發生率和死亡率[9]。手術治療主要目的為徹底清除椎體病灶壞死組織、解除脊髓神經壓迫、糾正脊柱后凸畸形、重建脊柱穩定性，從而減輕患者痛苦，加速康復[10-11]。但老年腰椎結核患者常合并多種器質性基礎疾病及骨質疏松癥等，存在手術難度大、圍術期并發癥發生風險更高等問題。因此，為老年腰椎結核患者制定個體化手術治療方案顯得尤為重要。目前常用手術方式大致分為3種：單純前路、單純后路及前、后路聯合術式。
① 單純前路術式：腰椎結核多數是脊柱前、中柱明顯骨破壞，傳統前路術式雖然可以較徹底清除病灶并減壓矯形，但由于解剖結構復雜、術野暴露范圍有限等問題，手術風險高、容易損傷重要臟器及血管，術后并發癥發生率高。老年患者還存在椎體松質骨把持力差導致植骨融合率低、內固定穩定性不足、無法糾正嚴重后凸畸形等不足[12]。
② 單純后路術式：該術式雖能達到三柱融合，有效糾正嚴重后凸畸形，且簡化了手術程序，能在同一切口內完成脊柱前、后方手術[13]。但經后路行前方椎體操作較為困難，難以徹底清除骨病灶、椎旁膿腫以及流注膿腫等。同時還可能引起結核病灶向后擴散，累及內固定物或發生切口感染及竇道形成等問題。此外，單純后路手術需要切除部分后柱正常結構，容易造成醫源性脊柱不穩定。
③ 前、后路聯合術式：聯合術式通過先行后路椎弓根螺釘內固定保證病椎穩定性，同時充分撐開椎間隙，再經前路行病灶徹底清除及植骨融合，發揮了后路手術矯形、固定效果好以及前路減壓及病灶清除徹底、植骨效果好的優勢。但傳統觀點認為前、后路聯合術式需多個切口，存在創傷大、失血量多、手術風險大及手術時間長等缺陷。
本研究對前、后路聯合術式進行了改良。其中，后路椎弓根螺釘內固定術采用Wiltse椎旁肌間隙入路[14]，而前路病灶清除則采用腋中線腹部小切口腹膜后入路[15]，經鈍性分離方式充分顯露病椎，避免了傳統前路術式對腹壁肌層的直接離斷，減少了腹壁肌肉及周圍血管的損傷[16]。經改良后的前、后路聯合術式手術時間縮短，也在一定程度上減少了手術創傷，有效降低了手術風險。本研究48例老年腰椎結核患者手術均順利完成。
3.2 脊柱椎體重建材料特點及選擇
不同的椎體重建材料均有各自優缺點[17]。鈦網支撐體具有強大力學強度，能即刻重建脊柱穩定性、提供足夠長度支撐材料等特點，在脊柱外科手術中獲得廣泛應用。但該材料存在兩端接觸面積不足的問題，術后易出現支撐體沉降或移位損傷周圍軟組織，甚至壓迫神經根；同時存在應力遮擋效應影響骨重建、植骨融合時間延長以及容易干擾術后影像學評估等不足[18-19]。近年來，金屬人工椎體逐漸用于脊柱腫瘤、感染、嚴重骨折等脊柱重建治療中，取得了良好臨床療效。3D打印技術的出現使個性化人工椎體成為可能，骨科手術效率得到了顯著提升[20]。但目前人工椎體應用于脊柱結核手術仍較少，且存在容易松動脫落、假體內無法植骨導致骨性融合不佳，以及成本較高等問題[21]，其臨床實用性和安全性尚需進一步驗證。
自體骨移植一直是臨床植骨金標準，自體髂骨因富含松質骨又有著三面皮質骨的特性，具備良好支撐強度、較輕的免疫排斥反應較輕和高融合率等優點，是首選的骨移植材料[22]。但老年脊柱結核患者采用自體髂骨植骨存在以下缺點：① 老年患者骨質差，自體髂骨提供的支撐強度有限，遠期易發生椎體高度丟失；② 取骨量有限，無法滿足多節段椎體及嚴重骨缺損修復重建需求；③ 需要額外作切口取骨，增加手術時間和創傷以及感染風險；④ 相關并發癥發生率高，如術后持續供區疼痛、步態障礙、骶髂關節損傷、撕脫性骨折及深部感染等[22-23]。本研究自體髂骨組中，9例患者術后出現了不同程度髂骨區取骨部位疼痛麻木不適，行走活動受限，影響了患者術后早期康復；而與之相比，n-HA/PA66組不僅手術時間縮短，術中出血量減少，有效避免了額外創傷及相關并發癥的發生。
3.3 n-HA/PA66生物活性支撐體+同種異體骨的優點
n-HA/PA66生物活性支撐體主要是由n-HA顆粒和PA66兩種材料聚合形成的新型復合材料。成人骨骼包括約2/3無機成分和1/3有機成分，其中有機部分主要由膠原基質構成，而磷灰石晶體在生物礦化過程中沉積形成骨骼的無機部分[24]。因此，n-HA具有與自然骨骼礦物中的磷灰石晶體類似的結構及成分，其良好的誘導成骨分化能力可以促進骨缺損部位新骨組織再生；而PA66與骨組織中的膠原基質具有相似的化學結構，能提供較高的韌性和強度，且無細胞毒性，良好的組織相容性有利于促進骨缺損部位愈合[25]。
n-HA/PA66生物活性支撐體的彈性模量接近于人體皮質骨，具有與人體骨相匹配的生物力學性能，既能滿足椎體支撐強度，又能有效減少骨重建中的應力遮擋效應。在設計上，其較厚的圓柱形管壁構造可以提供與椎板椎體更充足的接觸面積，環形支撐使受力更均勻，在一定程度上降低了支撐體對于椎板的剪切力；同時上、下兩端接觸面的防滑齒設計能有效避免支撐體移位、下沉等并發癥發生[26]。研究表明，n-HA/PA66生物活性支撐體的三維多孔設計保證了較高的孔隙率，促進骨細胞黏附及增殖分化，有利于誘導新骨組織的爬行生長，進一步提高骨融合率[27]。
此外，n-HA/PA66生物活性支撐體可根據需要截取合適長度，支撐體兩端的影像學輔助標記能提高手術效率，中空設計更是方便植入自體骨或同種異體骨等材料。本研究中我們在n-HA/PA66生物活性支撐體的管腔中間填充同種異體骨，兩端涂抹人工骨粉，以進一步刺激誘導骨細胞組織生長，促進植骨材料在骨缺損區域的融合。結果表明，末次隨訪時應用n-HA/PA66生物活性支撐體的23例患者均獲得骨性融合。
3.4 植骨融合術注意事項和適應證
植骨融合是重建脊柱穩定性的關鍵，手術重點在于將椎體病灶徹底清除、創建合適的骨重建區域。因此，術中應將植骨宿主床修整均勻，且修整至病椎上、下對應骨面表面滲血，為植骨成活奠定良好基礎。研究發現術中支撐體放置位置會直接影響植骨融合率和下沉率[28]，故應用n-HA/PA66 生物活性支撐體時應注意：① 根據椎體缺損區大小裁剪合適支撐體；② 支撐體應垂直于上、下終板放置，并盡可能靠近中心放置并適當加壓，以避免由于負載不均導致的矯正失敗和骨融合困難；③ 術中需透視確認支撐體位置滿意；④ 建議在支撐體兩端填充自體碎骨粒，以提高植骨融合率。
n-HA/PA66生物活性支撐體應用于脊柱結核植骨融合術的適應證包括：① 嚴重骨質疏松或其他原因引起的自身骨質差者；② 患者拒絕或各種原因導致取自體髂骨困難者；③ 椎體破壞程度較嚴重，骨缺損范圍較大自體骨量無法滿足者；④ 術前評估對疼痛耐受性差者。
綜上述，老年腰椎結核植骨融合術中應用n-HA/PA66生物活性支撐體具有手術創傷小、術后并發癥少的優點，同時植骨融合率與自體髂骨相似，能達到重建脊柱長期穩定性的目的，是一種比較理想且安全的植骨替代材料。但本研究是單中心回顧性研究，納入病例有限，該結論尚需多中心大樣本研究進一步明確。
利益沖突 所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；項目經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案獲浙江大學醫學院附屬杭州市胸科醫院（杭州市紅十字會醫院）醫學倫理委員會批準［（2021）研審第（308）號］
作者貢獻聲明 葉捷凱負責研究設計、收集整理數據及文章撰寫；費駿、賴震負責手術實施、對文章的知識性內容作批評性審閱；胡金平、胡勝平參與手術實施、收集整理數據；章鵬負責數據統計分析及文章審核質控；張晨威負責隨訪、收集整理數據
