骨质疏松性脊柱骨折椎体成形术治疗的相关问题研究

【摘要】： 目的 1．探讨注射PMMA骨水泥后，椎体骨水泥—骨界面周围骨组织中VEGF及Ⅰ型胶原表达情况，拟从分子水平了解骨质疏松性椎体压缩性骨折行椎体成形术后PMMA骨水泥周围骨组织的损伤及修复情况，为全面评价PMMA骨水泥对机体的长期影响及其转归提供一定的理论及实验室依据； 2．观察注射PMMA骨水泥后兔椎体骨缺损修复的形态学变化，为注射PMMA骨水泥后对周围骨组织的影响及转归提供组织学方面实验室依据； 3．动态观察注射PMMA骨水泥后兔椎体不同时段的生物力学性能变化，与正常及骨质疏松组对照，拟了解PMMA注入后生物力学强度变化与骨组织生物学改变的相互影响。 4．从性别、年龄、发病时间及骨质疏松性骨折的发病比例方面了解我国住院治疗骨质疏松性骨折患病情况，为该病的防治提供一定流行病学依据； 方法 1．椎体成形术后椎体骨局部的生物学变化研究 (1)模仿经皮穿刺椎体成形术，在兔椎体制成0.3×0.3×0.3cm~3的骨缺损模型，36只分别注入国产PMMA骨水泥，各组分别于术后1h、24h、3d、7d、4w、12w处死动物，术后即刻和处死前分别行腰椎正侧位X线摄片；处死后取骨水泥—骨界面交界处骨组织，用RT-PCR及Western-blot技术检测界面周围骨组织中VEGF及CollagenⅠmRNA扩增及蛋白表达情况，并与OP组作对比； (2)按上述时间点取材后，行组织切片HE染色观察，从组织学层面了解周围骨组织坏死及增生修复情况； (3)将PMMA骨水泥注入椎体后，分别于术后1h、24h、3d、7d、4w、12w取材，去除附件部分后行三点弯曲实验，测定椎体的最大载荷、最大压应力和最大弹性模量，观察PMMA在体内不同时段的生物力学性能变化，并与骨质疏松兔和正常兔相应椎体生物力学强度作比较； 2．骨质疏松性骨折患病情况初步调查按照流行病学调查要求，在我国五大片区10所综合性三级甲等医院的基础上，回顾性收集骨质疏松性骨折患者5987例，对患者从性别、年龄、发病时间及三类骨质疏松性骨折的发病比例方面进行统计分析。 结果 1．椎体成形术后椎体骨局部的生物学研究 (1)分子生物学结果示：PMMA植入术后1h及24h VEGF的表达减少且低于对照组，而术后3d VEGF的表达明显增加，至7d时再次降低，而4～12wVEGF的表达明显增加；PMMA注入后1h，CollagenⅠ表达增加，24h-3d持续升高，至7d略有下降，而4w～12w均有Ⅰ型胶原高表达； (2)HE染色发现，PMMA植入术后1h可见有巨噬细胞趋附，24h有多量炎性浸润，3d时达高峰，而7d后炎性细胞逐渐减少，4w时可见软骨细胞增生活跃已有软骨化骨形成，而12w则有板层骨形成； (3)生物力学测试结果，三点弯曲实验显示：椎体最大载荷、最大压应力及弹性模量均有变化，骨质疏松组最低；正常组次之；PMMA组最大，但随时间点不同有所改变； 2．骨质疏松性骨折发病率初步调查结果 (1)60岁以上髋部骨折患者，骨质疏松性髋部骨折患者主要集中在65～79岁之间，占总患者数的63.48％，从性别构成分析，女性患者居多，占65.14％，与男性相比有非常显著统计学差异(P＜0.001)；骨质疏松性脊柱骨折患者主要集中在60～74岁之间，占总患者数的79.36％，60～64岁间男性骨质疏松性骨折比例较高，占该年龄段的45.45％；从性别构成分析，数量上女性患者居多，占65.89％，但与男性比无显著统计学差异(P=0.426，P＞0.05)；骨质疏松性其它部位骨折患者主要集中在60～74岁之间，占总患者数的81.21％，75岁以后逐渐降低；从性别构成比分析，女性患者居多，占65.14％，与男性比P=0.052，未能确定之间的差别： (2)从发病的季节性分析：三类脆性骨折总体未表现出明显的季节性差异(P＞0.05)，但各种骨折则有各自特点。脊柱骨折发病率没有明显季节性；髋部骨折则表现出明显季节性，与其他类型相比，髋部骨折的季节发病均有非常明显统计学差异(P＜0.001)，且与地域有关系。北方地区(华北、东北地区)春季发病最高，冬季次之，夏秋较少。南方地区(华南，华东，西南地区)则以冬季发生髋部骨折的机率较高，夏季次之。 结论 1．椎体成形术后椎体骨局部的生物学研究 (1)PMMA植入椎体后有一定炎症反应，一周后即减退，四周完全消失；骨水泥聚合放热反应不会导致局部骨组织永久性缺血坏死； (2)PMMA骨水泥—骨界面周围骨组织修复过程中VEGF及collagenⅠ表达增加；表明局部骨组织细胞的功能未受到不可逆损害； (3)PMMA骨水泥—骨界面的损伤能修复过程与正常骨折愈合类似，但时间延迟大约4w左右； (4)PMMA骨水泥目前仍是椎体成形术比较理想的灌注剂材料，注入椎体后能迅速重建稳定性，生物力学性能恢复良好； (5)对PMMA进行改进研究，进一步增加可吸收性、组织相容性和相同的组织弹性模量，减少副作用是目前国内外骨缺损灌注剂的研究趋势。 2．骨质疏松性骨折发病率初步调查 (1)骨质疏松性髋部骨折是骨质疏松性骨折住院治疗最多的骨质疏松性骨折类型，老年女性发病比男性多； (2)骨质疏松性骨折高发年龄在65～79岁之间，骨质疏松性脊柱骨折发病率仍然很高，应引起重视； (3)骨质疏松性椎体骨折发病无明显季节性；但骨质疏松性髋部骨折的发病在不同地区与季节有一定关系，北方春季和冬季高发，南方冬季和夏季高发。