脊柱椎体间植骨术中文

1、Jeffrey C. Wang, M.D.副教授副教授洛杉矶加利福尼亚大学洛杉矶加利福尼亚大学矫形外科及神经外科主任。矫形外科及神经外科主任。生物性融合生物性融合仪器仪器不支持融合不支持融合允许融合允许融合影响生物融合的因素影响生物融合的因素优选病人优选病人选择环境选择环境植骨材料促进融合植骨材料促进融合Schimandle and Boden. Spine 1994正面因素正面因素激素激素, 维生素维生素D, 等等负面因素负面因素烟草烟草类固醇类固醇 非甾体抗炎药非甾体抗炎药环境因素环境因素软组织床软组织床皮质剥除情况皮质剥除情况脊柱器械的使用脊柱器械的使用金标准金标准取自髂嵴的新鲜自体松质

2、取自髂嵴的新鲜自体松质及皮质骨及皮质骨量有限量有限供区疼痛供区疼痛融合率达不到融合率达不到 100%成骨成骨骨细胞水平骨细胞水平 (骨母细胞骨母细胞)融合部位新骨生成融合部位新骨生成骨连接骨连接骨痂形成骨痂形成支持新骨生成和生长支持新骨生成和生长骨诱导骨诱导有利于促进干细胞分化及诱导新骨形成有利于促进干细胞分化及诱导新骨形成与自体骨特性相同与自体骨特性相同融合率融合率减少或消除对供区的不利影响减少或消除对供区的不利影响将传播疾病的风险降至最低将传播疾病的风险降至最低供应充足供应充足便宜便宜储存储存/提取简单提取简单Instrumentation studiesDocumented in lit

3、eratureWhat about studies on graft materials?What to use?replacementextenderData?CellsMATRIXOsteoconductionBiologicalStimulants同种异体骨同种异体骨磷酸钙磷酸钙硫酸钙硫酸钙胶原混合物胶原混合物生物玻璃生物玻璃珊瑚珊瑚羟基磷灰石羟基磷灰石 可以作可以作“载体载体”当今普遍采用当今普遍采用骨连接性好骨连接性好骨诱导性差骨诱导性差无成骨作用无成骨作用传播疾病的潜在危险传播疾病的潜在危险数量有限数量有限骨传导骨传导PubMed网上检索系统网上检索系统同种异体同种异体, 脊柱脊柱

4、, 融合融合210 篇论文篇论文观点相近观点相近环境依赖环境依赖颈椎前路融合颈椎前路融合良好的应用环境良好的应用环境融合率很好融合率很好融合率与自体骨相当融合率与自体骨相当移植物替换移植物替换Samartzis et al. Spine J 2003Kaiser et al. Neurosurgery 2002腰椎腰椎不能作为替代移植物不能作为替代移植物结构移植物结构移植物椎间占位椎间占位需要生物刺激需要生物刺激自体骨移植自体骨移植其它替代物其它替代物报道应用于脊柱侧弯报道应用于脊柱侧弯手术手术与成人手术相比良好与成人手术相比良好的可用性的可用性融合率融合率再手术再手术并发症并发症角度矫正角度

5、矫正Grogan et al. Clin Orthop 1999骨传导骨传导 良好的空隙率良好的空隙率三磷酸钙三磷酸钙羟基磷灰石羟基磷灰石硫酸钙硫酸钙/碳酸钙碳酸钙珊瑚珊瑚/化合物化合物可吸收可吸收通常作为载体通常作为载体 PubMed文献检索系统文献检索系统陶制陶制, 脊柱脊柱, 融合融合68篇论文篇论文观点相近观点相近需要辅助固定需要辅助固定关键是周围环境关键是周围环境颈椎融合颈椎融合良好的应用环境良好的应用环境标准移植替代物标准移植替代物Thalgott et al, Spine, 1999珊瑚羟基磷灰石融合率珊瑚羟基磷灰石融合率100%McConnell et al, Spine 20

6、03珊瑚衍生物及羟基磷灰石珊瑚衍生物及羟基磷灰石89% 的移植物断裂的移植物断裂结果及融合率无差异结果及融合率无差异腰椎融合腰椎融合应用移植物扩大器应用移植物扩大器应用骨髓细胞应用骨髓细胞局部植骨局部植骨/无大片融合无大片融合自体骨移植自体骨移植/脊柱侧突融合脊柱侧突融合抽骨髓血抽骨髓血标准移植替代物标准移植替代物?后外侧腰椎融合后外侧腰椎融合 单纯使用单纯使用兔模型兔模型Karaismailoglu et al. Acta Orthop Traumatol Turc 2002 融合率高融合率高Boden et al. Spine 1999 英国医师协会否英国医师协会否定定羊模型羊模型Guig

7、ui et al. Bull Acad Natl Med 2000 融合率高融合率高犬模型犬模型Delecrin et al. Spine 1997 融合率高融合率高患者数据患者数据标准标准Ido et al. Spinal Cord 2000后外侧生物活性玻璃陶瓷后外侧生物活性玻璃陶瓷6 患者获得良好融合患者获得良好融合Linovitz et al. Orthopedics 20027 患者进行椎间融合患者进行椎间融合同种异体移植物同种异体移植物, 静脉血静脉血, beta-TCP无充足的证据可以作为移植物替代产品无充足的证据可以作为移植物替代产品也许可用也许可用 DBM（脱钙骨基质）（脱钙

8、骨基质）, 抽骨髓血抽骨髓血, 等等不同的产品不同的产品/材料材料孔隙率孔隙率孔的尺寸孔的尺寸微孔之间连通微孔之间连通接近正常骨质接近正常骨质强度强度 可以容纳细胞可以容纳细胞促进骨整合促进骨整合CellsMatrixBIOLOGICALSTIMULANTSOsteoinductionMarshall R. Urist, M.D. (1916 2001)洛杉矶洛杉矶,加利福尼亚加利福尼亚大学骨科大学骨科发现发现BMPs官方研究官方研究放射诱导放射诱导骨质疏松骨质疏松从人类组织中获得从人类组织中获得脱矿的脱矿的保存骨诱导性保存骨诱导性粉状粉状作为载体作为载体置入融合部位置入融合部位PubMed网

9、上文献检索网上文献检索脱钙骨基质脱钙骨基质653 篇论文篇论文DBM485 篇论文篇论文脱钙骨基质脱钙骨基质,人类人类17 篇论文篇论文脊柱脊柱,口腔颌面外科口腔颌面外科动物模型动物模型广泛试验广泛试验证实融合率证实融合率脊柱融合脊柱融合无灵长类试验无灵长类试验问题问题 1, 2 Jaw, Amer. Assoc. Tissue Banks annual mtg., 2001 Wozney, Cellular and Molecular Biology of Bone, 19931.5 mg/cc0.000001 mg/cc 1,20 mg/cc00.511.52注入注入移植物移植物同种异体同

10、种异体 DBM血衍生物血衍生物凝胶种系老鼠兔子狗猴人BMP 剂量 (mg/cc)0.020.200.400.75-1.51.5恢复时间2-3 周3-4 周6-8 周3-5 周4-6 周Martin, Boden et al., Journal of Spinal Disorders, 1999不同载体不同载体甘油甘油明教明教硫酸钙硫酸钙透明质酸透明质酸聚羟体聚羟体卵磷脂卵磷脂DBM 少量骨诱导蛋白少量骨诱导蛋白与载体复合与载体复合载体百分比载体百分比74-85% 载体载体15% DBMWang et al. Nass 2000DBM 数量可变数量可变DBM数量的多少数量的多少 效率效率加工方法

11、不同加工方法不同 / 灭菌灭菌会影响骨诱导性会影响骨诱导性供体不同供体不同年龄年龄结构植骨结构植骨 年轻患者年轻患者Nimni et al. Clin Orthop Rel Res 1991Russell et al. Orthopedics 1999人类脊柱手术人类脊柱手术Girardi et al. Orthopedics 2003自体骨移植效果好自体骨移植效果好Sassard et al. Orthopedics 2001DBM + 局部使用局部使用vs ICBG: 融合率相同融合率相同56% vs 60%An et al. Spine 1995异体骨异体骨 + DBM vs 自体骨自体

12、骨融合效果稍差融合效果稍差: 无关紧要无关紧要Price et al. Spine 2003脊柱侧凸脊柱侧凸 DBM + BMA vs ICBG =融合率融合率相当相当其它骨科手术其它骨科手术Thordarson et al. Foot Ankle Int 2003踝踝/下肢融合，下肢融合，10% 骨不连骨不连与文献报导相同与文献报导相同Etienne et al. Orthopedics 2004DBM + 多孔骨多孔骨 治疗髋臼缺损治疗髋臼缺损Wilkins et al. Orthopedics 2003长骨不连和良性骨缺损长骨不连和良性骨缺损DBM + BMA =融合效果良好融合效果良好

13、Cheung et al. Int Orthop 20032 DBM 治疗关节周围骨折治疗关节周围骨折15/15 和和 9/13 治愈治愈不同产品不同产品融合率不同融合率不同无对照无对照Rougraff et al. JBJS 2002DBM + BMA单房骨囊肿单房骨囊肿Kelly et al. Clin Orthop and Rel Res 2001109骨缺损患者骨缺损患者硫酸钙硫酸钙 +/- DBM/自体移植自体移植治愈率治愈率异位异位长骨长骨骨缺损骨缺损良性骨缺损良性骨缺损骨囊肿骨囊肿髋臼缺损髋臼缺损应用选择应用选择BMA, 自体移植自体移植, 异体移异体移植植, 陶瓷陶瓷生长因子生

14、长因子BMP 家族家族基因重组基因重组基因治疗基因治疗稳定的融合率稳定的融合率动物动物/人类人类 研究研究WozneyCloned BMPsrhBMP availableExogenous proteinE. Wang et al. and J. Wozney et al. 98GI, Genentech, Stryker/CBMI, Germany, JapanrhBMP1-15 Not equally potent or bone inductiverhBMP vs. hBMPdimer vs. monomer, 30KBMP-2OP-1 (BMP-7)LMPTGF-BETAReliabl

15、e fusionEliminates autogenous bone graftAllows for miminally invasive techniquesNew carrierCementScar/fibrous tissueNew technologyGrowth factorsCarrierHalf-lifeClearanceProcess differently in humans血小板富含生长因子血小板富含生长因子血小板聚集生长因子增加血小板聚集生长因子增加 骨形成的关键骨形成的关键转化生长因子转化生长因子 b 血小板衍生生长因子血小板衍生生长因子 胰岛素样生长因子胰岛素样生长因

16、子 血管内皮生长因子血管内皮生长因子作用机理作用机理血小板脱粒血小板脱粒释放生长因子释放生长因子内皮细胞和干细胞趋化内皮细胞和干细胞趋化血管增殖及生长血管增殖及生长骨母细胞及成纤维细胞分骨母细胞及成纤维细胞分化化刺激骨母细胞成骨刺激骨母细胞成骨PubMed网上文献检索网上文献检索PRP 3782 篇文献篇文献口腔颌面外科口腔颌面外科骨再生骨再生大量动物及人的研究证实有促进形成的大量动物及人的研究证实有促进形成的作用作用PRP, 脊柱脊柱 5 篇篇PRP, 富含血小板血浆富含血小板血浆, 脊柱融合脊柱融合1 篇篇Li et al. Eur Spine J 2004前路脊柱融合前路脊柱融合猪模型猪

17、模型PRP无融合无融合自体移植自体移植70%PRP无明显优点无明显优点动物研究动物研究数据证实数据证实人类研究论文人类研究论文Weiner et al. Spine 200327 患者采用患者采用 ICBG = 91%32 患者采用患者采用 ICBG + PRP = 62%Hee et al. Eur Spine J 200323 患者采用患者采用 ICBG + PRP有益效果有益效果动物模型有可靠表现动物模型有可靠表现人类数据人类数据口腔颌面外科口腔颌面外科牙科牙科明确的积极效应明确的积极效应需要更多的研究需要更多的研究脊柱脊柱 vs 口腔颌面外科口腔颌面外科不同以植物的植被不同以植物的植被

18、成骨细胞源成骨细胞源细胞成骨细胞成骨细胞再生细胞再生合成新基质合成新基质需要载体需要载体造血细胞99% 是骨髓细胞含血细胞间充质细胞1% 骨髓细胞包含骨髓基质细胞 & 骨原细胞1:20,000 随年龄不同Muschler et al, JBJS 1997Muschler, JBJS Nov 1997PubMed网络文献检索系统网络文献检索系统抽取骨髓血抽取骨髓血1060 篇篇骨髓血骨髓血, 脊柱脊柱16 篇篇抽取骨髓血抽取骨髓血, 骨形成骨形成11 篇篇Curylo et al. Spine 1999兔融合模型效果良好兔融合模型效果良好自体骨自体骨Boden et al. Spine

19、1999骨髓载体骨髓载体无可接受替代物无可接受替代物人类数据人类数据胫骨不连胫骨不连骨折模型骨折模型证实效果良好证实效果良好Price et al. Spine 2003脊柱侧弯应用脊柱侧弯应用 DBM + BMA vs 与与ICBG 融合率融合率相同。相同。Selective RetentionTM TechnologySpecifically Designed Graft Matrix3 x Volume of MarrowOsteoprogenitor CellsHematopoietic Cells2 cyclesBone Marrow Cell TypesSelective RetentionTM TechnologyBiological Benefits: 3 to 4 fold increase in osteoprogenitor cellsSelective RetentionTM Technology88% of osteoprogenitor cells50% of hematopoietic cells携带治疗基因携带治疗基因应用基因疗法应用基因疗法肌肉肌肉肥胖肥胖血管外周细胞血管外周细胞细胞系细胞系CellsBone Mar