Пластика дефектов костей губчатого строения цилиндрическим трансплантатом
В.Г. ФЕДОРОВ, О.В.САВИНОВ
Grafting of abnormalities of cancellous bones by cylindrical transplant
V.G.FEDOROV, O.V.SAVINOV
Ижевская государственная медицинская академия
Исследование включает анализ результатов лечения 86 пациентов с переломами костей губчатого строения нижних конечностей. Отдаленные результаты лечения прослежены у всех больных. Предложен новый способ костной пластики с использованием цилиндрической полой фрезы. Приведено математическое доказательство преимущества костной пластики предложенным методом перед классическим способом костной пластики.
Ключевые слова: костные дефекты, костная пластика, цилиндрический трансплантат
The research includes the 86 occurrences of treatment the patients with fractures of cancellous bones of lower extremity. Long-term results were studied in all cases. The new method supposes the using of circular hollow cutter. The study includes mathematical proof of the new method’s advantage as against classical bone grafting technique.
Key words: bone defects, bone grafting, cylindrical transplant
Костная пластика (греч. ваяние, форми-рование; синоним остеопластика) — хирургическая процедура пересадки костной ткани с целью замещения костных дефектов, фиксации фрагментов костей или концов сустава, для ускорения заживления при переломах с целью биологической стимуляции регенерации [1].
Существуют следующие виды костной пластики: 1) аутопластика (свободный трансплантат, лишенный материнской почвы; трансплантат на ножке с надкостницей; 2) аллопластика, гомопластика (фрагмент кости от другого человека или трупа); 3) ксенопластика, гетеропластика (фрагмент кости другого биологического вида); 4) применение синтетических материалов (гидрогельный композитный материал, гидроксиапатит и т. п.).
Сравнивая различные материалы, применяемые с целью пластики, необходимо рассмотреть их свойства с точки зрения биологических механизмов, обеспечи-вающих замену трансплантата собственной костью. Этими свойствами являются: остеокондуктивность, остеоиндуктивность и остеогенность.
Остеокондуктивность — свойство трансплантата являться платформой для нового роста кости, ког¬да остеобласты с края дефекта распространяются на трансплантат для создания новой кости.
Остеоиндуктивность — свойство костных белков трансплантата в результате химических процессов, влиять на трансформацию малодифференцированных клеток в остеобласты с формированием новообразованной кости.
Остеогенность — свойство, когда остеобласты трансплантата включаются в рост новых костных клеток — остеоцитов [5].
Из таблицы следует, что наилучшими свойства¬ми обладает аутотрансплантат, но при использовании этого вида остеопластики почти всегда необходима операция по забору трансплантата [3]. Кроме того, применение костной аутопластики является безопасным, в связи с отсутствием риска передачи болезнетворных агентов и антигенных реакций. т. к. В то же время имеются потенциальные риски и осложнения в области забора костных трансплантатов, особенно при размерах аутотрансплантатов более 4 см. Такими ри-сками являются (к примеру, при использовании гребня подвздошной кости): «… повреждение кожных нервов, инфекции, незначительные гематомы (обычное явление), глубокие гематомы, требующие хирургического вмешательства, серома, псевдоаневризма подвздош¬ной артерии (редко), косметический дефект (рис. 1), хронические боли …» [4].?
Рис. 1 Дефект крыла подвздошной кости после взятия ауто- трансплантата более 4 см.
Материалы и методы
Из всех перечисленных материалов наиболее оптимальными биологическими свойствами для кост-ной пластики является аутотрансплантат — признанный «золотой стандарт» в ортопедии. Немаловажной проблемой при выполнении костно-пластических операций является идеальная конгруэнтность вос-принимающего ложа и самого аутотрансплантата, т. е. необходима полная кооптация трансплантата. Фор-мирование воспринимающего ложа и взятие аутотрансплантата требует немало времени, часто усложняет технику оперативного лечения, увеличивает объем и травматичность операции. Создание идеально кон-груэнтных поверхностей, например, при артродезе сустава с варусной (или любой другой) деформацией, требующей корригирующей остеотомии, часто ус-ложняет ход операции, т. к. необходимо одновременно освежить материнское ложе, произвести коррекцию и получить аутотрансплантат, по размерам и контурам конгруэнтный материнскому ложу. Все это осложняется при выполнении оперативного лечения на позд¬них сроках, при появлении асептических изменений в кости, например, при асептическом некрозе таранной кости. Кроме идеального соответствия трансплантата и материнского ложа трансплантат должен быть ста-бильно фиксированным. Лучшая стабильность до-стигается за счет полной адаптации трансплантата, а дополнительная фиксация металлическими конструкциями должна быть малотравматичной, не травмирующей костный аутотрансплантат, за счет отказа от больших массивных конструкций. На основании вы-шеизложенного идеальным является аутотрансплантат в виде цилиндра, а материнское ложе в виде ци-линдрического туннеля.
За период с 2000 по 2009 гг. оперативное лечение по предложенной методике костной пластики было выполнено 86 больным. Мужчин было 54 (62,8%), жен¬щин — 32 (37,2%) (табл. 2,3).
Около % больных (74,9%) составили лица трудоспособного возраста. С момента травмы (кроме больных с поперечным плоскостопием) до оперативного лечения прошло от 3 месяцев до 10 лет, в среднем 27 месяцев (2 года 3 мес.). При этом у 12 человек срок оперативного лечения со дня травмы составил более 5 лет. До госпитализации 83 пациентам (97,7%) проводилось консервативное лечение. Оперативное лечение произведено на 3-7 день после госпитализации (в среднем дооперационный день равнялся 3,9) под спинномозго¬вой анестезией или проводниковой, в зависимости от объема предстоящей операции. В 98,9% случаев (85 пациентов) в послеоперационном периоде была нало¬жена гипсовая иммобилизация.
Результаты и их обсуждение.
Швы снимались на 9-12 день после оперативно¬го вмешательства, средний койко-день составил 16,2 и колебался от 13 до 23 дней.
Врастание костного цилиндрического аутотран- сплантата произошло в среднем через 3,5 мес.
Результаты оперативного лечения оценены по методике Любошица-Маттиса [2] через 4-12 месяцев (табл. 4) у 83 пациентов (рис. 3-6).
Геометрия цилиндрической костной пластики. В основу необходимо взять постулат — чем больше площадь контакта трансплантата с материнским ло-жем, тем лучшие условия создадутся для сращения. Для примера возьмем голеностопный сустав с целью создания в нем неподвижности (артродез). Классически необходимо удалить хрящ до губчатой кости на большеберцовой и таранной костях. Это примерно минус 1,5 см от длины конечности. При укорочении конечности автоматически нарушается кровообра-щение дистальнее оперативного вмешательства — во- первых, из-за нарушения тонуса сосудов — артерий и вен; во-вторых, теряется тонус мышц в данном сегменте, который, в-третьих, негативно сказывается на венозном оттоке, усугубляя имеющийся регионарный коллапс артериол и венул; в-четвертых, регуляция по вегетативным волокнам, поддерживающих тонус сосудов, значительно ухудшится. Все перечисленные механизмы негативно скажутся на «нашем» аутотран- сплантате, замедляя его сращение. При применении фрезевой (цилиндрической) костной пластики (Патент № 2384302 от 11.11.2008 г.) укорочения конечности не будет (пояснение далее в тексте).
Рассмотрим геометрию костных пластик при артродезе — классическую (резекционную) и фрезевую (рис. 2). Для упрощенного примера возьмем голено-стопный сустав и допустим, что в горизонтальной пло-скости он представляет собой квадрат (рис. 2а).
Площадь (квадрата) суставной поверхности (8) (рис. 2б) можно представить как произведение длины (Ь) и ширины (Ь) сустава:
8 = Ь х Ь =Ь2, т. е. после операции «резекции суставных поверхностей» площадь соприкосновения бу-дет равна 8 (рис. 2б).
Для лучшей наглядности диаметр полой цилиндрической фрезы возьмем равным половине длины (ширины) суставной площади, т. е. ЛЬ. В результате выпиливания фрезой образуется цилиндрический губчатый аутотрансплантат. Площадь цилиндра, участвующего в сращении, 81 будет равна сумме площади боковой поверхности и одного основания цилиндра (то основание цилиндра, которое будет введено в ци-линдрический туннель материнского ложа) (рис. 2в): 8;= 2пЯ х Ь + пЯ2 или 8;= п(2ЯЬ +Я2) где п — постоянная 3,14; Я — радиус фрезы, в нашем случае он равен величине ЛЬ, деленной на 2, т.к. ЛЬ — это диаметр; Ь — высота цилиндра, в нашем примере это ЛЬ.
Для наглядности придем пример рис. 3. Обо¬им больным выполнена операция на сроке 8 месяцев после травмы. В случае с больным У после резекции суставных поверхностей на фоне дефицита кровос-набжения (признаки развивающегося асептического некроза таранной кости) кровоснабжение значитель¬но ухудшилось, что и привело к прогрессированию асептических изменений. У больного Ш. укорочения кости не было, а любая костная аутопластика является стимулирующим фактором улучшения кровотока. В результате артродез состоялся.
Рис. 3. Пример эффективности фрезевой костной пластики (б) в сравнении с резекционной костной пластикой (а). У обоих больных «Посттравматический ДОА в результате перелома таранной кости с формированием асептических изменений в таранной кости». а) Больной У., 34 г. рентгенограммы до опе¬рации «артродеза» и через 2 года после резекционного артро¬деза. б) Больной Ш. 43 г. До операции «фрезевого артродеза» и через 3 мес. — артродез состоялся.
Заключение
Таким образом, применение костной пластики цилиндрическим костным трансплантатом является относительно малотравматичным способом лечения с минимальным риском укорочения нижней конечно¬сти и может быть рекомендовано при тугих ложных суставах в костях губчатого строения и при артродезе большинства суставов.
Рис. 5. Пример № 2. Больная А., 64 лет. а) «Тугой ложный сустав дистального эпиметафиза бедренной кости», травма 1 год назад; б) День операции — фрезевая костная пластика; в) Кон¬троль через 8 мес.: вживление цилиндрического транспланта¬та, сращение ложного сустава.
Рис. 4. Пример №1. Больной Ш., 54 лет. а) «Тугой ложный сустав межвертельной области», травма 2 года назад. б) День опе¬рации; в) Через 3,5 мес.: вживление цилиндрического транс¬плантата, сращение ложного сустава.
Рис. 7. Пример № 4. Больная З., 33 лет. а) «Тугой ложный сустав внутренней лодыжки», травма 6 мес. назад. б) День операции — «фрезевая костная пластика»; в) Контрольная Р-гр. через 2,5 мес. вживление цилиндрического трансплантата, сращение ложного сустава.
Рис. б. Пример № 3. Больная М., 49 лет. а) «Поперечное плоскостопие, halulx valgus ». б) День операции- «реконструкция переднего отдела стопы, фрезевой артродез 1 плюсне-клино- видного сустава»; в) Контрольная Р-гр. через 6 мес. вживление цилиндрического трансплантата, костный анкилоз.
Список литературы
1. Краснов А.Ф., Аршин В.М., Цейтлин М. Д. Справочник по травматологии М., 1984; 146.
2. Bone Graft Alternatives» (PDF). Retrieved 18 January 2009
3. Encyclopedia of Surgery «Bone Grafting — Definition, Purpose, Demographics, Description, Diagnosis/ preparation, Aftercare, Risks, Normal results, Morbidity and mortality rates, Alternatives» http://www. surgeryencyclopedia.com/A-Ce/Bone-Grafting.html
Информация об авторах
1. Федоров Владимир Григорьевич — к.м.н., доцент кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии Ижевской государственной медицинской академии; e-mail: doctorfvg@ya.ru
4. Klokkevold P.R. Jovanovic S.A. «Advanced Implant Surgery and Bone Grafting Techniques. In Newman, Takei, Carranza. Carranza’s Clinical Periodontology (9th ed.). Philadelphia: W.B. Saunders. pp. 907-908.
Поступила 11.03.2011 г.
2. Савинов Олег Валерьевич — ассистент кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хи-рургии Ижевской государственной медицинской академии; e-mail: doctorfvg@ya.ru
