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背景椎弓根螺钉内固定技术,因其贯穿脊柱前中后三柱,具有强大的三维矫形和固定作用,广泛应用于脊柱外科手术。但对于骨质疏松患者,骨密度下降,骨-螺钉把持力下降,需添加辅助材料加强骨-螺钉的把持力。改变置钉位置和角度、增加螺钉长度和直径、改良螺钉的设计等可以在一定程度上增加螺钉稳定性,但对于严重骨质疏松患者,上述手段不足以提供足够的固定强度。作为临床医用最广泛的生物强化材料,在固定强度方面,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)具有其他材料无可比拟的优势。特别是对于严重的骨质梳松患者,较可靠的增加螺钉稳定性方法是采用骨水泥加强,其中聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的增强效果最好。对于严重骨质疏松患者,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥辅助固定,可术中即刻增加固定椎体的强度,但传统方式经钉道灌注,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥溢出钉道可能损伤神经或形成椎管占位,造成严重后果。一种新型新型可灌注椎弓根螺钉(NPPS)的研制,改变了传统的骨水泥灌注方式,骨水泥经中空螺钉钉尾灌注,通过螺钉前部侧孔弥散至至椎体前中部,有效的减少了骨水泥经钉道渗漏的风险,但骨水泥只分布于椎体前中部,椎弓根和椎体后部钉道并未强化,而且螺钉内部为空心,使螺钉的抗疲劳性能和力学分布发生改变。两种不同方式骨水泥强化椎弓根螺钉固定相对常规椎弓根螺钉固定对相邻结构的改变和预后分析尚缺少相关临床研究。目的通过对骨质疏松患者三种不同术式(常规椎弓根螺钉、常规椎弓根螺钉+聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥、新型可灌注椎弓根螺钉+聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥)椎弓根螺钉系统固定后的临床随访,探讨三种不同术式的临床疗效,通过收集和测量术后相邻结构的形态改变,对三种不同术式的患者进行预后分析。方法回顾性分析,2010至2012年广州军区广州总医院收治的伴骨质疏松的腰椎疾病患者,共87例,均行后路椎弓根螺钉系统内固定融合术,根据手术是否添加骨水泥辅助固定及添加方式的不同,共分为三组：A组(常规椎弓根螺钉),B组(常规椎弓根螺钉+聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥),C组(新型可灌注椎弓根螺钉+聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥)。三组患者随访6-18个月,平均9个月。记录患者的年龄、性别、住院时间、手术时间、术中出血量、骨水泥用量等数据；术前测量并记录患者的Jikei分级,术前、末次随访评测并记录患者的Oswestry功能障碍指数评分,术后3天、末次随访测量并记录患者的固定节段Cobb角度,术前、术后3天、末次随访分别测量固定节段相邻上位椎间隙高度、固定节段相邻上位椎体变形指数、固定节段上位椎体的上终板凹陷角度、固定节段相邻上位椎体的下终板凹陷角度。收集整理上述数据,并进行不同随访时间点及不同组间的对比分析。结果①A、B、C三组患者的年龄、性别、住院时间、手术时间、术中出血量数据无显著差异(P>0.05)：B、C两组患者的骨水泥用量有显著差别(P=0.024),C组患者的骨水泥用量大于B组；②A、B、C三组患者的ODI评分在术前和末次随访均无显著差异(P>0.05),但A、C两组的两次随访的ODI变化值有显著差异(P=0.002),C组的ODI变化程度大于A组；③B、C组与A组的两次随访的Cobb角度的变化值有显著差异(P<0.05),B、C两组的两次随访的Cobb角度的变化值小于A组,B、C组间的两次随访的Cobb角度的变化值无显著差异(P=0.394)；④A、B、C三组的椎间隙高度,末次随访较术前和术后3天均明显减小(P<0.05),术后3天与术前的椎间隙高度对比无显著差异(P>0.05)；三组的椎间隙高度变化值,B、C组与A组有显著差异(P<0.05),B、C组的椎间隙高度减小程度大于A组,B、C组间的椎间隙高度减小程度无显著差异(P=0.799)；⑤A、B、C三组的椎体变形指数,末次随访较术前和术后3天均明显减小(P<0.05),术后3天与术前的椎体变形指数对比无显著差异(P>0.05)；三组的椎体变形指数变化率,B、C组与A组有显著差异(P<0.05),B、C组的变化程度大于A组,B、C组间的变化程度无显著差异(P=0.848)；⑥B、C两组的上终板凹陷角度,末次随访和术后3天较术前均明显增大(P<0.05),末次随访与术后3天的上终板凹陷角度对比无显著差异(P>0.05)；三组的上终板凹陷角度变化值,B、C组与A组有显著差异(P<0.05),B、C组的变化程度大于A组,B、C组间的变化程度无显著差异(P=0.608)；⑦B、C两组的下终板凹陷角度,末次随访较术后3天和术前均明显减小(P<0.05),术后3天与术前的下终板凹陷角度对比无显著差异(P>0.05)；三组的下终板凹陷角度变化值,B、C组与A组有显著差异(P<0.05),B、C组的变化程度大于A组,B、C组间的变化程度无显著差异(P=0.987)；结论本研究结果表明,骨质疏松患者行椎弓根系统固定时,添加骨水泥强化并未明显增加患者的手术时间、术中出血量和住院时间。本实验观察到CPS+PMMA组的骨水泥用量明显小于NPPS+PMMA组,考虑可能原因是术中为了避免骨水泥经钉道渗漏,刻意控制了CPS+PMMA组的骨水泥灌注量。从术后随访情况看,三种术式的末次随访均能获得较好的功能改善,末次随访的ODI评分并无显著差异,但ODI的改善程度NPPS+PMMA组明显好于CPS组。本文认为,由于NPPS+PMMA组患者术前的ODI评分较CPS组更差,而末次随访的临床结果无明显差异,导致NPPS+PMMA组的ODI改善程度明显好于CPS组。提示三种术式均能获得较好的临床结果,但对于术前ODI评分较差的骨质疏松患者,行新型带侧孔椎弓根螺钉固定可能有更好的临床结果。未添加骨水泥强化固定组,末次随访固定节段角度丢失较多,而添加骨水泥组固定节段角度丢失较少,固定稳定性明显优于未添加骨水泥组。正常终板的向心性凹陷是适应压力的结果,同时起着分散轴向应力的作用,但是添加骨水泥强化组,术后3天测量即发现固定节段上终板的凹陷明显变平,固定节段上位椎体的下终板并未出现明显变化,末次随访时固定节段上位椎体的下终板的凹陷程度明显增大,而未添加骨水泥组并未出现终板角度的明显变化。而且添加骨水泥组的末次随访的固定节段上位相邻椎间隙狭窄程度和固定节段上位相邻椎体的扁平程度均明显大于未添加骨水泥组。本文认为,两种不同方式灌注骨水泥,均可使灌注椎体的终板变平,且骨水泥在椎体内分布不均匀,这种改变使椎间盘承受额外的应力,并将负荷转移至邻近椎体,在坚强固定和骨水泥灌注引起的高应力集中作用下,相邻终板最薄弱的中央区域终板及终板下骨质出现轻微疲劳骨折,致使终板凹陷程度增加。在压力持续作用下,终板下骨质和椎体反复轻微骨折和重建,造成椎体不断高度丢失和矢状径增大。提示骨质疏松患者,添加骨水泥固定相对未添加骨水泥固定,增加了固定节段的稳定性,同时增加了相邻椎体骨折的风险和相邻椎间盘退变的速度。综上所述,骨质疏松患者应用骨水泥强化椎弓根系统可显著增加固定节段的稳定性,且新型中空螺钉相对常规椎弓根螺钉灌注骨水泥时拥有更充足的操作时间、更简便的操作和更小的操作风险,而且对功能障碍指数评分较差的患者,行新型带侧孔椎弓根螺钉固定可能有更好的临床结果。但灌注骨水泥强化固定可导致相邻椎间盘退变加速和相邻椎体骨折的风险增加,在应用骨水泥强化椎弓根系统固定时,需加强术后随访,对相邻结构退变早期发现、早期治疗。