普通椎弓根螺钉在骨质疏松人群中应用的困境
随着人们预期寿命的延长，受脊柱疾病影响的老年骨质疏松症患者的数量也在持续增长。由于这类患者骨质重塑能力的减弱，椎体骨质量的下降，导致脊柱容易出现骨折、畸形和狭窄等，往往需要手术干预。 虽然椎弓根螺钉可以为骨质正常的患者提供坚强的固定，但在骨质疏松人群中，由于螺钉在疏松骨质中的把持力明显下降，因此往往存在术后螺钉拔出、松动及移位等风险。
骨水泥加强螺钉的不足之处
为了增强螺钉在疏松骨质内的把持力，研究者们已经尝试了使用骨水泥加强螺钉稳定性的方法。诸多研究表明使用骨水泥加强后，椎弓根螺钉固定的刚度和强度可以显著增加，其平均抗拔出强度可达普通椎弓根螺钉的150-250%1。但是随着骨水泥加强螺钉使用数量的增加，与之相关的诸多并发症的风险也逐步浮现出来，其中最为常见的是骨水泥渗漏（文献报道的发生率最高可达26.2%）。此外，还存在发生包括骨水泥热损伤、肺栓塞及邻近椎体压缩性骨折等其他并发症的风险，而且其翻修较为困难1。
骨质疏松椎体置钉的又一选择——OsseoScrew膨胀螺钉
为了避免使用骨水泥带来的各类并发症的风险，学者们设计开发了一类替代以骨水泥加强螺钉把持力的新型螺钉——膨胀螺钉。这种螺钉置入椎体后，通过其位于椎体骨质内部分螺钉的膨胀，增加螺钉与周围骨质的接触面积，并通过压缩周围骨质来增加周围骨质的密度，从而显著增强螺钉的抗拔出力。有研究显示膨胀螺钉增强其固定稳定性的效果类似于骨水泥，但是可以克服后者带来的相关并发症的问题2。
图1 (a)普通椎弓根螺钉，(b)骨水泥加强的椎弓根螺钉，(c)头端膨胀的椎弓根螺钉。（图片来源：参考文献2）
早期报道的膨胀螺钉多为头端膨胀，近期有学者报道了一种新型膨胀螺钉（OsseoScrew脊柱内固定系统），该螺钉的膨胀部位靠近椎弓根，有利于增强其抗拔出强度1,3。与普通椎弓根螺钉相比，该螺钉可增加约30%的抗拔出强度（在骨质疏松骨中可增加约50%的抗拔出强度），同时其刚度及屈服载荷与普通外径的椎弓根螺钉没有显著区别1,3。
Gazzeri等1对该螺钉进行了长达2年的随访，其研究纳入了33例伴有骨质疏松的脊柱创伤/退变性疾病的患者，共植入了174枚OsseoScrew膨胀螺钉。在术后1年随访期内，无任何螺钉出现移位/断裂，在术后2年随访时，只有1枚螺钉出现了断裂/移位。与术前相比，患者的术后及随访期内VAS评分/ODI评分均明显得到改善。
图2 OsseoScrew膨胀螺钉植入后的模型图。（图片来源：参考文献1）
图3. OsseoScrew膨胀螺钉植入后的CT影像。（图片来源：参考文献1）
OsseoScrew膨胀螺钉的结构及植入方式
OsseoScrew膨胀螺钉由两部分组成，第一部分是由5级钛合金构成的螺钉内芯，该部分负责保持螺钉的机械强度以避免发生螺钉断钉；另一部分是由商业级纯钛构成的螺钉外层，负责螺钉的膨胀及抗拔出强度。该螺钉目前只有两种型号：6.5mm螺钉系统（内芯直径为3.6mm，最大可膨胀至10mm），7.5mm螺钉系统（内芯直径为4.3mm，最大可膨胀至11mm）。
采用常规技术制备螺钉植入的孔道后，使用专用的探针定位螺钉膨胀的位置（确保螺钉的膨胀区域位于椎弓根前方，而不是椎弓根内）。螺钉植入后，由术者使用专门的扩张器手动控制螺钉的膨胀，将扩张器的末端经内芯和螺钉外层之间的空隙安放至螺钉远端并旋紧，然后通过旋转扩张器手柄将螺钉前部向后牵拉，从而使螺钉的外层部分沿着内芯逐渐膨胀起来。在此过程中需要注意在透视下监视螺钉在椎体内的膨胀情况。
在术中/早期翻修手术中，若发现螺钉植入位置不佳，可使用一个独立的移除装置使螺钉的膨胀部分重新塌陷变扁以取出螺钉。此外，这种螺钉在设计上还允许注入骨水泥实现进一步的强化。
目前OsseoScrew膨胀螺钉的局限及适用范围
这种新型OsseoScrew膨胀螺钉同样具有它的局限性。首先，目前只有6.5mm及7.5mm两种规格，因此在使用部位上多适用于椎弓根较为粗大的下位胸椎、腰椎及骶椎。其次，由于螺钉植入膨胀后，周围的骨质可以长入膨胀区域内部，导致后期如果需要进行翻修时，螺钉的取出将很困难且易导致较大的椎体骨质缺损，往往需要延长固定节段来维持固定的稳定性。
在使用人群上OsseoScrew膨胀螺钉主要适用于：伴有骨质疏松的脊柱创伤/退变性疾病的脊柱后路固定患者，以及普通椎弓根螺钉植入后的翻修病例。
参考文献
1. Journal of neurosurgery. Spine 2016;25:610-9.
2. Archives of orthopaedic and trauma surgery 2011;131:1227-32.
3. The spine journal: official journal of the North American Spine Society 2011;11:777-81.
