Автореферат и диссертация по медицине (14.01.15) на тему:Варианты переднего межтелового спондилодеза при оскольчатых переломах нижних грудных и поясничных позвонков

ДИССЕРТАЦИЯ
Варианты переднего межтелового спондилодеза при оскольчатых переломах нижних грудных и поясничных позвонков - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Варианты переднего межтелового спондилодеза при оскольчатых переломах нижних грудных и поясничных позвонков - тема автореферата по медицине
Макаров, Александр Борисович Курган 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.15
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Варианты переднего межтелового спондилодеза при оскольчатых переломах нижних грудных и поясничных позвонков

На правах рукописи

^¡Г

Макаров Александр Борисович

ВАРИАНТЫ ПЕРЕДНЕГО МЕЖТЕЛОВОГО СПОНДИЛОДЕЗА ПРИ ОСКОЛЬЧАТЫХ ПЕРЕЛОМАХ НИЖНИХ ГРУДНЫХ И ПОЯСНИЧНЫХ позвонков

14.01.15 - травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

1 6 МАЙ 2013

Курган-2013

005058721

005058721

Работа выполнена в государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Сергеев Константин Сергеевич

Официальные оппоненты: Пташников Дмитрий Александрович

доктор медицинских наук, профессор, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена» Министерства здравоохранения Российской Федерации, отделение нейроортопедии с костной онкологией, заведующий

Кирсанов Константин Петрович

доктор медицинских наук, ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, клинико-экспериментальная лаборатория" . патологии осевого скелета и нейрохирургии, главный научный сотрудник

Ведущее учреждение: Федеральное государственное бюджетное учреждение «Уральский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени В.Д. Чаклина» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится » 2013 года в

часов на заседании диссертационного совета ДМ 208.079.01 при федеральном государственном бюджетном учреждении «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «РНЦ «ВТО им. академика Г.А. Илизарова» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6.

Автореферат разослан «/£ »¿go

г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских i профессор

Солдатов Юрий Петрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Рост числа и тяжести травм позвоночного столба обусловлен интенсивной урбанизацией современной жизни, внедрением высокотехнологичных производственных процессов, резким увеличением транспортных потоков и другими факторами. Среди всех травм позвоночного столба оскольчатые переломы грудных и поясничных позвонков составляют наибольшую группу, в связи с чем проблема лечения указанных повреждений остается одной из наиболее обсуждаемых в современной вертебрологии (Н.В. Корнилов, В.Д. Усиков, 2000; Б.В. Гайдар и др., 2004; Р.В. Паськов и др., 2006; A.B. Попов и др., 2010).

Улучшение результатов лечения пациентов с переломами грудных и поясничных позвонков является важной медицинской и социальной проблемой, решение которой позволит значительную часть больных вернуть на прежний уровень качества жизни (К.И. Шапиро и др., 1991; С.М. Журавлев и др., 1996; Е.К. Валеев и др., 2008; A.B. Попов и др., 2010).

В настоящее время хирургическое вмешательство является методом выбора при лечении оскольчатых переломов грудного и поясничного отделов позвоночного столба. Наиболее патогенетически и биомеханически обоснованным методом оперативного лечения является передний межтеловой спондилодез (Я.Л. Цивьян, 1971, 1993; Э.А. Рамих и др., 2003; Рерих и др., 2007).

При оперативном лечении переломов грудного и поясничного отделов позвоночного столба не решены окончательно проблемы замедленного формирования костно-металлического блока, а также сохранения достигнутой оперативной коррекции деформации. Указанные осложнения встречаются, по данным разных авторов, в 5 - 20% случаев (С.Т. Ветрилэ и др., 2004; И.К. Раткин и др., 2004; Е.И. Слынько и др., 2005; В.Б. Арсениевич и др., 2007; HJ. Erli et al., 2006; P.A. Mark et al., 2008). Отсутствие биоактивных свойств применяемых межтеловых имплантатов является одним из существенных факторов, обуславливающих возможность развития осложнений, связанных с остеоинтеграцией имплантата с костным ложем.

Одним из перспективных направлений в хирургии' позвоночного столба является применение биоактивных материалов на основе фосфатов кальция, в частности гидроксиапатита (ГА), близкого по своим характеристикам к костной ткани человека и обладающего эффектами остеоиндукции, остеокондукции и остеоинтеграции. Нанесение шдроксиаптитового покрытия на металлический имплантат позволяет создать устройство, обладающее необходимой прочностью и проявляющее

биоактивные свойства (С.М. Баринов и др., 2005; Я.А. Каменчук и др., 2010; А.Г. Самохин и др., 2010).

Таким образом, проблема формирования блока оперированных позвоночно-двигательных сегментов в возможно короткие сроки при травмах грудного и поясничного отделов позвоночного столба является чрезвычайно актуальной в современной вертебрологии.

Цель исследования

Улучшить результаты лечения больных с оскольчатыми переломами грудного и поясничного отделов позвоночного столба на основе экспериментального обоснования прочностных характеристик системы «модель кости - имплантат» при использовании усовершенствованного сетчатого имплантата для переднего межтеяового спондилодеза с наноструктурированным гидроксиапатитовым покрытием.

Задачи исследования

1. Изучить результаты лечения больных с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных методиками переднего первично стабильного и циркулярного спондилодезов с использованием имллантатов из пористого никелида титана.

2. Разработать межтеловой имплантат сетчатого типа, обладающий улучшенными остеоинтегративными свойствами за счет изменения конструктивных особенностей и нанесения на поверхность имплантата наноструктурированного гидроксиапатитового покрытия.

3. Провести исследование прочностных характеристик системы «модель кости - имплантат» при переднем спондилодезе и процессов, происходящих в зоне контакта имплантата с костью, при использовании стандартного и усовершенствованного сетчатых межтеловых имплантатов, а также имплантата из пористого никелида титана.

4. Провести сравнительную оценку результатов лечения больных с оскольчатыми переломами грудного и поясничного отделов позвоночного столба, оперированных с применением методик переднего спондилодеза имплантатами из пористого никелида титана и усовершенствованными имплантата:.!!: сетчатого типа.

Научная новизна исследования

Разработан усовершенствованный межтеловой имплантат сетчатого типа (Патент РФ №113469, опубликовано 20.02.2012г., приоритет от 16.03.2011г. Авторы: Л.Б.Макаров, К.С.Сергеев, В.В. Гузеев, Я.А. Каменчук, Е.А. Зеличенко, Т.В. Дружинина), конструктивные особенности которого позволяют оптимизировать технологию установки

имплантата в костное ложе, обладающий повышенными биоинтегративными свойствами за счет наноструктурированного гидроксиапатитового покрытия, что позволяет ускорить формирование межтелового костно-металлического блока.

На базе лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН (г. Томск) проведены механические исследования, которые позволили изучить прочностные характеристики системы «модель кости - имплантат» при моделировании методики первично стабильного переднего спондилодеза, изучить процессы, происходящие в зоне контакта имплантата с губчатой костью и провести сравнительный анализ нагрузочного тестирования системы «модель кости - имплантат» при использовании стандартного и усовершенствованного сетчатых межтеловых имплантатов, а также имплантата из пористого никелида титана.

На основе комплексного обследования больных с оскольчатыми нестабильными переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных с использованием методик переднего спондилодеза имплантатами из никелида титана и сетчатого типа, доказана клиническая эффективность применения усовершенствованных межтеловых имплантатов, обладающих улучшенными конструктивными и биоинтегративными свойствами.

Практическая значимость работы

Применение в клинической практике усовершенствованных межтеловых сетчатых имплантатов позволяет на качественно новом уровне решать лечебные задачи у больных с оскольчатыми переломаю! грудных и поясничных позвонков. Конструктивные особенности усовершенствованных фиксаторов позволяют без технических проблем и в правильном положении устанавливать межтеловые имплантаты, что способствует оптимизации формирования прочного костно-металлического блока оперированных сегментов.

Улучшенные биоинтегративные свойства межтеловых фиксаторов, за счет нанесения на поверхность имплантатов наноструктурированного гидроксиапатита, позволяют значительно сократить период формирования костно-металлического блока, проводить реабилитационные мероприятия в ускоренном режиме, не прибегая к дополнительной внешней иммобилизации.

• У лиц трудоспособного возраста, оперированных с использованием усовершенствованных сетчатых имплантатов, значительно сокращаются сроки временной нетрудоспособности, улучшается качество жизни.

Положение, выносимое на защиту

Использование разработанного сетчатого имплантата для межтелового спондилодеза с улучшенными конструктивными и остеоинтегративными свойствами при оперативном лечении оскольчатых переломов грудной и поясничной локализации позволяет сократить сроки формирования костно-металлического блока поврежденных сегментов позвоночного столба.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных, республиканских, региональных симпозиумах, съездах и конференциях: Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство. Урал - 2010», (Тюмень, 2010); 45 Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации», (Тюмень, 2011); III Межрегиональном симпозиуме «Современные технологии профилактической и реабилитационной медицины», (Тюмень, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Медицинские и психолого-педагогические проблемы сохранения здоровья человека», (Тюмень, 2011); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Ошибки и осложнения в травматологии и ортопедии», посвященной памяти профессора А.Н.Горячева, (Омск,2011); Конференции «Аспирантские чтения. Современные проблемы послевузовского образования», (Курган, 2011); Научно-практической конференции травматологов-ортопедов с международным участием «Чаклинские чтения», (Екатеринбург, 2011); XII Международном Евроазиатском Конгрессе хирургов и гастроэнтерологов, (Баку, 2011); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием с элементами научной школы для молодежи «Хирургические технологии лечения патологии позвоночника и суставов», посвященной 65-летию Новосибирского НИИТО, (Новосибирск, 2011); Третьем съезде хирургов-вертебрологов России с международным участием «Современные технологии хирургического лечения деформаций и заболеваний позвоночника», (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Илизаровские чтения» (Курган, 2012).

Публикации и внедрение результатов исследования

Клиническая апробация усовершенствованных сетчатых импяантатов прошла на базе областного травматологе - ортопедического центра ГБУЗ ТО «ОКБ № 2» г. Тюмени в I, III травматологических и нейрохиругическом отделениях, на базе отделения травматологии и ортопедии ГБУЗ ЯНАО «НЦГБ». Основные положения диссертации включены в тематику учебного процесса на кафедре травматологии, ортопедии и ВПХ ГБОУ ВПО «ТюмГМА» Минздрава России.

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из которых три - в рецензируемых ВАК журналах. Получен патент РФ №113469 на полезную модель «Устройство для спондилодеза», опубликовано 20.02.2012г.

Личный вклад автора

Автором определены задачи данного исследования, проведен поиск и анализ информации по рассматриваемой проблеме. Осуществлена до- и послеоперационная курация всех пациентов, принимавших участие в исследовании, изучены отдаленные результаты лечения. Операции автором выполнялись самостоятельно и в качестве ассистента. Диссертантом определены цель и объём экспериментальной части исследования, а также осуществлено её техническое выполнение. В ходе данного эксперимента диссертант разработал, апробировал и доказал эффективность усовершенствованного сетчатого имплангата для переднего межтелового спондилодеза, который впоследствии был внедрен в клиническую практику. Автор провел статистический анализ клинического материала, а также выполнил статистическую обработку данных экспериментальных исследований, на основе которых им сформулированы выводы и разработаны практические рекомендации.

Объем н структура диссертации

Рукопись диссертации состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста (без приложения), иллюстрирована 35 рисунками и 18 таблицами. Список литературы включает 226 источников, из них отечественных - 88, зарубежных - 138. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы ГБОУ ВПО ТюмГМА Министерства здравоохранения Российской Федерации

(№ государственной регистрации 01.201017997).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

Материалом для настоящей работы послужили исследования 62 пациентов в возрасте от 18 до 60 лет с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных в период с 2010 по 2012 годы.

В качестве критериев отбора данной категории больных использовались следующие показатели:

1. Использование в качестве хирургической стабилизации первично стабильного переднего спондилодеза и методики циркулярного спондилодеза.

2. Наличие у больных повреждений грудных и поясничных позвонков типа А и В по классификации AO/ASIF.

3. Сроки выполнения оперативного лечения составляли до 2 недель после получения травмы. В случае сдавления спинного мозга оперативное вмешательство осуществлялось в экстренном порядке.

4. Возраст пострадавших в зависимости от пола составил:

для мужчин - 18 - 60 лет, для женщин - 18 - 45 лет.

Пациенты распределены на две группы в зависимости от вида

применяемых межтеловых имплантатов.

Первая клиническая группа представлена пострадавшими в количестве 20 пациентов, которым выполнен передний межтеловой спондилодез с использованием усовершенствованного сетчатого имплантата (Патент РФ №113469, опубликовано 20.02.2012г., приоритет от 16.03.2011г. Авторы: А.Б.Макаров, К.С.Сергеев, В.В. Гузеев, .Я.А. Каменчук, Е.А. Зеличенко, Т.В. Дружинина).

Методика переднего первично стабильного спондилодеза с использованием шурупно-стержневых и пластинчатых систем применена у 8 пациентов (40%). Циркулярный спондилодез в виде сочетания переднего межтелового спондилодеза и транспедикулярной фиксации выполнен у 12 пациентов (60%).

Среди пациентов преобладали мужчины - 70,0% (п=14), женщины составили 30,0% (п=6). Средний возраст мужчин составил 34,5±2,2 года, женщин - 32,0±2,6 года соответственно.

У всех пациентов диагностированы повреждения на уровне от Th,x до Lm позвонков. Наиболее часто встречались повреждения Thxn и Li позвонков - 30,0% и 35,0% соответственно.

По виду травматизма преобладали бытовые случаи, связанные с падением с высоты - 14 пациентов (70%). ДТП послужило причиной оскольчатого перелома позвонков у 6 пациентов (30%).

Согласно классификации AO/ASIF, переломы типа АН диагностированы у 5,0% (п=1) пациентов, AIII - у 55,0% (n=l 1) пациентов.

Переломы тиаа BI диагностированы у 15,0% (п=3) пациентов, ВН у 25,0% (п=5) пациентов.

Из общего числа больных основной группы пациенты с ПСМТ составили 90,0% (п=18). В зависимости от степени выраженности неврологического дефицита по шкале H.L. Frankel et al. распределение больных было следующим: группу В составили 16,7% (п=3), С - 33,3% (n=6), D - 50,0% (в=9).

Вторая клиническая группа включает 42 пациента, которые были оперированы с использованием межтеловых имплантатов из пористого никелида титана.

Передний первично стабильный спондилодез с использованием шурупно-стержневых и пластинчатых систем выполнен у 22 пациентов (52,4%). Методика циркулярного спондшгодеза использована у 20 пациентов (47,6%).

Большую часть данной клинической группы составили мужчины -66,7% (п=28), женщин было соответственно 33,3% (п=14). Средний возраст мужчин и женщин составил 36,8±2,1 и 33,4±2,6 года соответственно.

Оскольчатые переломы позвонков у пациентов второй клинической группы диагностировались на уровне от ThK до Наиболее часто

встречались повреждения Thxn- 28,5% и Li— 33,3% случаев.

По виду травматизма преобладали случаи падения с высоты - 31 пациентов (73,8%), травма в результате ДТП была у 11 пациентов (26,2%).

По классификации AO/ASIF переломы типа All наблюдались у 4,8% (п=2) пациентов, AIII - у 52,4% (п=22) пациентов. Переломы типа BI диагностированы у 16,6% (п=7) пациентов, BII - у 26,2% (п=11) пациентов.

Пациенты с ПСМТ в контрольной группе составили 57,1% (п=24),

В зависимости от степени выраженности неврологического дефицита по шкале H.L. Frankel et al. больные распределялись следующим образом: группа А - 8,3% (п=2), группа В - 16,7% (п=4), группа С - 29,2% (п=7), группа D-45,8% (п=11).

При обследовании пациентов использовали клинический, рентгенологический, компьютерно-томографический, магнитно-резонансно-томографический и статистический методы исследования.

Статистический анализ полученных клинических и экспериментальных данных проводился с использованием программ STATISTICA 6.0, STATA и Excel. В зависимости от поставленной задачи и характера изучаемых данных, достоверность различий между исследуемыми группами пациентов оценивалась при помощи критериев Стьюдента (t-критерий), Уэлча, Вилкоксона, а также, построения непараметрическим методом 95% доверительных интервалов. Значение ошибки первого рода во всех случаях устанавливалось равным 0,05 (р<0,05).

Методики переднего спопдилодеза

Операция переднего первично стабильного остеосинтеза с использованием шурупно-стержневых и пластинчатых систем была выполнена у 30 пациентов (48,4%). Методика циркулярного спондилодеза в виде сочетания переднего межтелового спондилодеза и транспедикулярной фиксации применена у 32 пациентов (52,6%).

При выполнении переднего спондилодеза на уровне ТЬК - L, позвонков в качестве хирургического доступа использовался торакотомия в IX межреберье, которая выполнена у 53 пациентов. В 19 случаях торакотомию выполняли с резекцией ребра. При необходимости манипуляций на теле Li и смежных с ним дисках торакотомия дополнялась проведением диафрагмотомии. При выполнении переднего спондилодеза на уровне Ln - Lnl позвонков у 6 пациентов (9,7%) использовался рёберно-параректальный доступ по Соутвику-Робинзону. У 3 пациентов (4,8%) выполнен реберно-паховый доступ по В.Д. Чаклину. При выполнении циркулярного спондилодеза для осуществления транспедикулярной фиксации, как первого этапа оперативного лечения, использовался традиционный задний доступ.

Вентральная первично стабильная фиксация у пациентов второй клинической группы выполнена в 22 случаях. При выполнении данного вида остеосинтеза у 7 пациентов использована система передней стабилизации «Vantage» («Medtronic Sofamor Danek»). 15 пациентам вентральная первично стабильная фиксация выполнена с применением шурупно-стержневых систем.

Операция циркулярного спондилодеза была выполнена у 20 (47,6%) пациентов второй клинической группы. Транспедикулярная фиксация во всех случаях выполнялась первым этапом. После проведения ТПФ выполняли этап переднего межтелового спондилодеза по традиционной методике.

В послеоперационном периоде пациентам назначалась ЛФК, массаж мышц спины, нижних конечностей, тазового пояса. Пациентов поднимали на ноги в среднем на 6,6±0,1 сутки. Внешняя иммобилизация съемным корсетом в дисциплинирующих целях была назначена 16 пациентам и продолжалась в течение 3 месяцев с момента операции. В контрольной группе пациентов рентгенологическое исследование проводилось в сроки 3, 6, 12 месяцев. У 38 пациентов зафиксированы начальные стадии формирования блока в период от 3 до 6 месяцев. У 4 (9,5%) пациентов с неудовлетворительными результатами лечения, с целью определения степени завершенности костно-металлического блокирования, проводилось КТ оперированного сегмента.

С применением усовершенствованного сетчатого имплантата для переднего межтелового спондилодеза прооперировано 20 пациентов

первой клинической группы. В 8 случаях (40,0%) выполнен передний первично стабильный спондилодез с использованием шурупно-стержневых и пластинчатых систем. Методика циркулярного спондилодеза использована у 12 пациентов (60,0%).

Применяемый инструментарий и этапы операций были такими же, как и в случае использования имплантатов из пористого иикелида титана. Отличия имелись на этапе предоперационного планирования. По спондилограммам с учетом проекционных искажений определяли приблизительный размер костного дефекта, образующегося в результате резекции тела травмированного позвонка и смежных с ним межпозвоночных дисков. От сетчатого кмплантата стандартного размера отпиливали фрагмент необходимой длины. Во время операции путем установки в торцевые отверстия блок-решетки вставок различного типоразмера вертикальный размер имплантата подгонялся под размеры костного дефекта. Внутренняя полость имплантата заполнялась костным аутотрансплантатом из фрагментов травмированного позвонка или резецированного ребра. Контакт аутотрансплантата с кортикальными пластинками тел неповрежденных позвонков осуществляется через сквозные центральные отверстия в торцевых вставках. Дополнительную операцию по забору аутокостного трансплантата ни в одном случае не использовали. Имплантат в расклинивающем режиме устанавливался в подготовленное ложе, опираясь верхними сферическими поверхностями торцевых вставок на кортикальные пластинки тел неповрежденных позвонков.

Передний первично стабильный остеосинтез или транспедикулярную фиксацию проводили по общепринятой методике.

Пациентов первой клинической группы поднимали на ноги в среднем на 6,3±0,3 суток. Внешняя иммобилизация съемным корсетом ни в одном случае не проводилась. Первое рентгенологическое и КТ исследование проводили в среднем через 2 месяца после операции. В указанные сроки в большинстве случаев на рентгенограммах и КТ определялись выраженные явления формирования костно-металлического блока. Субъективное состояние пациентов оценивалось по опроснику Освестри. Динамика индекса Освестри (ОР1) в целом коррелировала с данными клинико-рентгенологического обследования, что дало возможность ускорить реабилитацию больных.

Конструкция усовершенствованного сетчатого имплантата

Представлено описание усовершенствованного сетчатого имплантата для межтелового спондилодеза (Патент РФ №113469, опубликовано 20.02.2012г., приоритет от 16.03.2011г. Авторы: А.Б.Макаров,

КС. Сергеев, В.В. Гузеев, Я.А. Каменчук, Е.А. Зеличенко, Т.В. Дружинина).

Преимущество предлагаемого имплантата перед существующими прототипами заключается в сочетании положительных сторон металлоконструкций из титанового сплава с биоактивными характеристиками гидроксиапатита. Остеоинтегративные свойства усовершенствованного сетчатого имплантата наиболее полно реализуются при заполнении его внутреннего объёма аутокостыо, которая также способствует адаптации имплантата в костном ложе в отдаленном периоде. Геометрические характеристики устройства позволяют эффективно распределить нагрузку на имплантат и создауь оптимальные условия для формирования костно-металлического блока.

Предлагаемый имплантат для переднего межтеяового спондилодеза представляет собой блок-решетку, в торцевые отверстия которой установлены вставки грибовидной формы, состоящие из цилиндрической ножки, цилиндрического сегмента и головки. Диаметр цилиндрической ножки соответствует внутреннему диаметру блок-решетки. Головка вставки имеет форму сегмента шара и выполнена в соответствии с кривизной кортикальных пластинок тел позвонков, контактирующих с устройством. Вставки имеют несколько типоразмеров, которые отличаются друг от друга высотой цилиндрического сегмента, что облегчает процесс подгонки устройства под размер костного дефекта, образующегося после резекции тела травмированного позвонка и смежных с ним межпозвоночных дисков. Блок-решетка и вставки покрыты гидроксиапатитом методом микродугового оксидирования (МДО). Применяемый ГА обладает усиленными механическими свойствами и повышенной биологической активностью в результате наноструктурных изменений фазового состава, пористости, дисперности и других характеристик материала.

Экспериментальное обоснование применения

усовершенствованного сетчатого имплантата

В процессе экспериментального исследования, на основании анализа нагрузочного тестирования, проведено изучение прочностных характеристик макета системы «позвонок-имплантат-позвонок» при переднем спондилодезе и зоны контакта имплантата с макетом тела позвонка при использовании стандартного и усовершенствованного сетчатых имплантатов, а также имплантата из пористого никелида титана. Также изучались механические характеристики макета системы «позвонок-имплантат-позвонок» при различном позиционировании усовершенствованного сетчатого имплантата в костном ложе.

В ходе эксперимента испытываемые межтеловые имплантаты устанавливались между блоками для биомеханических испытаний, которые служили макетами тел позвонков, и закреплялись по принципам переднебоковой фиксации. Проводились испытания на сжатие на универсальном динамометре Ь^гоп 1185 (США). Экспериментальному исследованию в пяти испытаниях подвергли 4 группы макетов систем «позвонок-имплантат-позвонок», каждая из которых состояла из пяти образцов. В первом, втором и третьем испытаниях проводилось изучение прочностных характеристик макета системы «позвонок-имплантат-позвонок» при переднем спондилодезе с использованием в качестве межтелового фиксатора стандартного сетчатого имплантата, имплантата из пористого "П№ и усовершенствованного сетчатого имплантата соответственно. В этих испытаниях испытываемые образцы устанавливались центрально по отношению к макетам тел позвонков. При испытании стандартного сетчатого имплантата сила нагружения, необходимая для начала разрушения макета тела позвонка в среднем составила 1471,5±12,5Н. В случае применения имплантата из пористого никелида титана сила нагружения, необходимая для начала разрушения макета тела позвонка в среднем составила 1706,9±30,5Н. Сила нагружения, необходимая для начала разрушения макета тела позвонка при испытании усовершенствованного сетчатого имплантата в среднем составила 1687,3±15,7Н. Анализ полученных данных показал, что при использовании имплантата из пористого никелида титана и усовершенствованного сетчатого имплантата сила нагружения, необходимая для начала разрушения макета тела позвонка, была статистически достоверно больше (р < 0,05), чем при использовании стандартного сетчатого имплантата. При использовании имплантата из пористого никелида титана и усовершенствованного сетчатого имплантата статистически достоверных различий в силе нагружения, необходимой для начала разрушения макета тела позвонка, не выявлено (р > 0,05).

Из анализа зависимости прироста деформации от силы нагружения в макетах систем «позвонок-имплантат-позвонок» следует, что в случае испытания усовершенствованного сетчатого имплантата нарастание деформации шло медленнее, чем в случае испытания стандартного сетчатого имплантата при одной и той же скорости нагружения. Прирост деформации в макете системы «позвонок - имплантат - позвонок» при использовании усовершенствованного сетчатого имплантата и имплантата из пористого никелида титана существенно не отличался.

Глубина дефектов, образовавшихся в макетах тел позвонков при испытании стандартного сетчатого имплантата, достигала в среднем 1,5 мм: При испытании усовершенствованного сетчатого имплантата и имплантата из пористого никелида титана глубина дефектов, образовавшихся в макетах тел позвонков, составила в среднем 0,4мм.

В четвертом и пятом испытаниях изучались прочностные характеристики макета системы «позвонок - имплантат - позвонок» при центральном (4 испытание) и эксцентричном (5 испытание) позиционировании усовершенствованного сетчатого имплантата относительно макетов тел позвонков.

Сила нагружения, необходимая для начала разрушения макета тела позвонка, при центральном положении усовершенствованного сетчатого имплантата относительно макетов тел позвонков была статистически достоверно больше по сравнению с ситуацией, когда положение имплантата было эксцентричным (2708±19,1Н и 2629±6,ЗН; р<0,05).

Анализ зависимости прироста деформации от силы нагружения в макетах систем «позвонок-имплантат-позвонок» при центральном и эксцентричном положении усовершенствованного сетчатого имплантата относительно макетов тел позвонков показал, что при эксцентричном положении усовершенствованного сетчатого имплантата относительно макетов тел позвонков нарастание деформации шло медленнее, чем при его центральном расположении, хотя первые признаки разрушения макета тела позвонка при эксцентричном положении имплантата появились раньше.

Таким образом, проведенное экспериментальное исследование похазало, что конструктивные особенности усовершенствованного сетчатого имплантата при адекватном его позиционировании в костном ложе. обеспечивают достаточные прочностные характеристики и стабильность системы «позвонок-имплантат-позвонок».

Результаты лечения пациентов с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных с использованием имплантатов для переднего межтелового спондилодеза

При оценке результатов хирургического лечения пациентов первой и второй клинических групп использовали следующие показатели: продолжительность стационарного лечения, длительность оперативного вмешательства, величина интраоперационной кровопотери, величина кифотической деформации до операции, непосредственно после операции и в отдаленном периоде, динамика неврологических расстройств у пациентов с ПСМТ, динамика индекса Освестри у пациентов в первые 6 месяцев после операции.

Общий исход лечения оценивали по критериям, предложенным" С.Т. Ветрилэ и A.A. Кулешовым (С.Т. Ветрилэ, A.A. Кулешов, 2004).

Отдаленные результаты лечения изучены у 100°/(Гпациентов первой клинической группы.

Средний срок стационарного лечения у пациентов первой клинической группы с неосложненной травмой позвоночника составил 21,5±0,5 дня, при ПСМТ - 25,8±0,5 дня.

У пациентов первой клинической группы средняя продолжительность операции переднего первично стабильного остеосинтеза трансторакальным доступом составила 172,0±6,0 минут. Длительность аналогичных операций при использовании ретроперитонеальных доступов в среднем составила 186,0±2,0 минуты. При выполнении циркулярного спондилодеза средняя продолжительность оперативных вмешательств, выполненных трансторакальным доступом, составила 291,0±4,4 минуты. Продолжительность операции циркулярного спондилодеза у одного пациента с использованием ретроперитонеального доступа составила 315 минут.

Объём кровопотери при выполнении операции переднего первично стабильного спондилодеза трансторакальным доступом в среднем составил 512,0±21,0 грамм, при использовании ретроперитонеальных доступов кровопотеря в среднем составила 559,0±17,0 грамм. Кровопотеря при выполнении циркулярного спондилодеза в среднем составила 818,0±20,0 грамм.

Средний срок ремобилизации в послеоперационном периоде у больных первой клинической группы, оперированных методом переднего первично стабильного остеосинтеза, составил 6Д±0,3 дня, у больных оперированных методом циркулярного спондилодеза - 6,3±0,4 дня.

Ортопедический результат лечения оценивался по динамике величины кифотической деформации на уровне повреждения, измеренной по методу J.R. Cobb, до операции, непосредственно после операции и отдаленном периоде.

У пациентов первой клинической группы, которым выполнялся первично стабильный спондилодез величина кифотической деформации непосредственно после травмы, после операции и в отдаленном периоде в среднем составили соответственно 20,3±0,8°, 3,3±0,4°, 3,8±0,5°.

У пациентов, оперированных методом циркулярного спондилодеза, аналогичные показатели составили соответственно 22,5±0,7°, 2,8±0,2°, 3,3±0,4°.

Динамика неврологических расстройств у пациентов первой клинической группы с осложненными переломами грудных и поясничных позвонков представлена в таблице 1.

Таблица 1. Динамика неврологических расстройств у пациентов, оперированных с использованием для переднего межтелового спондилодеза усовершенствованного сетчатого имплантата

Группы больных то H.L. Frankel et al. (1969) Число больных

до операции после операции

В 3 -

С 6 2

D 9 5

Е 11

При анализе динамики индекса Освестри выявлено, что наиболее выраженный темп реабилитации пациентов первой клинической группы отмечался в среднем в течение 91±10,3 дней после оперативного вмешательства. В указанный период у пациентов, оперированных методом переднего первично стабильного спондилодеза, отмечено снижение индекса в среднем с 32,5±0,6 баллов до 10,0±0,5 баллов, у пациентов, оперированных методом циркулярного спондилодеза - с 31,6±0,6 баллов до 8,2±0,1 балла.

Оценка результатов лечения в отдаленном периоде производилась по критериям, предложенным С.Т. Ветрилэ и A.A. Кулешовым. Хороший результат лечения у пациентов первой клинической группы, оперированных методом переднего первично стабильного остеосинтеза, был получен в 87,5% случаев (п=7), удовлетворительный у 12,5% больных (п=1). У пациентов, оперированных методом циркулярного спондилодеза, хороший результат лечения был получен в 83,3% случаев (п=10), удовлетворительный в 16,7% (п=2). Неудовлетворительных результатов лечения в первой клинической группы зафиксировано не было.

Методом переднего межтелового спондилодеза с использованием имплантата из пористого никелида титана прооперировано 42 пациента с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков. Методика переднего первично стабильного остеосинтеза использована у 22 пациентов (52,4%). 20 пациентам (47,6%) выполнен циркулярный спондилодез. Отдаленные результаты изучены у 33 (78,6%) пациентов в сроки от 1 года до 2 лет.

Стационарный период лечения у пациентов второй клинической группы при неосложненной травме позвоночника в среднем составил 22,0±0,3 дня, при ПСМТ 26,1±0,1 дня.

Средняя продолжительность операции переднего первотно стабильного остеосинтеза трансторакальным доступом у пациентов второй клинической группы составила 171,7±2,4 минут. Длительность аналогичных операций при использовании ретроперитонеальных доступов в среднем составила 191,7±1,7 минуты. Средняя продолжительность

операций циркулярного спондилодеза, выполненных трансторакальным доступом, составила 290,1±2,5 минуты, ретроперитонеальным доступом -320,0±3,2 минут.

Передний первично стабильный спондилодез имплантатами из пористого TiNi при использовании трансторакального доступа сопровождался кровопотерей в среднем 516,5±5,0 грамм, при использовании ретроперитонеальных доступов - 560,0±5,8 грамм. При выполнении циркулярного спондилодеза трансторакальным доступом кровопотеря в среднем составила 811,2=8,4 грамм, ретроперитонеальными доступами - 820,0±9,5 грамм.

Средний срок ремобилизации пациентов второй клинической группы, оперированных методом переднего первично стабильного остеосинтеза, составил 6,5±0,1 дня, у больных оперированных методом циркулярного спондилодеза - 6,7±0,2 дня.

Величина кифотической деформации непосредственно после травмы, после операции и в отдаленном периоде, измеренная по методу J.R. Cobb, у пациентов второй клинической группы, которым выполнялся передний первично-стабильный спондилодез в среднем составили соответственно 20,9±0,6°, 3,6±0,2°, 7,1±0,9°. У пациентов, оперированных методом циркулярного спондилодеза, аналогичные показатели составили соответственно 24,8±0,4°, 3,9±0,2°, 6,6±0,6°.

Динамика неврологических расстройств у пациентов второй клинической группы с ПСМТ представлена в таблице 2.

Таблица 2. Динамика неврологических расстройств у пациентов, оперированных с использованием для переднего межтелового спондилодеза имплантата из пористого иикелида титана..

Группы больных Число больных

по H.L. Frankel et al. (1969) до операции после операции

А 2 -

В 4 2

С 7 2

D И 5

Е - 15

При анализе динамики индекса Освестри у пациентов второй клинической группы выявлено, что период заметного регресса неврологического дефицита продолжался, в среднем, в течение 143±7,6 дней с момента операции. В указанные сроки у пациентов, оперированных методом переднего первично стабильного спондилодеза, индекс Освестри снижался в среднем до 6,6±0,2 баллов, у пациентов, оперированных методом циркулярного спондилодеза - до 9,2±3,0 баллов. В дальнейшем динамика индекса была незначительной.

Анализ результатов лечения в отдаленном периоде по критериям Ветрилэ — Кулешова показал, что хороший результат лечения у пациентов второй клинической группы, оперированных методом переднего первично стабильного остеосинтеза, был получен в 64,3% случаев (п=9), удовлетворительный у 21,4% больных (п=3), неудовлетворительный у 14,3% (п=2). У пациентов, оперированных методом циркулярного спондилодеза, хороший результат лечения был получен в 68,4% случаев (п=13), удовлетворительный в 21,1% (п=4), неудовлетворительный у 10,5% (п=2). Неудовлетворительный результат лечения в 2 случаях был обусловлен значительной потерей достигнутой коррекции деформации в результате миграции имплантата путем его внедрения в спонгиозную ткань тел позвонков. В 2 случаях неудовлетворительный результат лечения объяснялся незначительной динамикой неврологического дефицита в послеоперационном периоде в результате тяжелой травмы спинного мозга.

Для сравнения результатов лечения пациентов первой и второй клинических групп, была проведена статистическая обработка ряда показателей.

При изучении сроков пред- и послеоперационного периодов и общего срока стационарного лечения в первой и второй клинических группах не выявлено статистически достоверных отличий как при неосложненной травме позвоночника, так и при ПСМТ (р > 0,05).

Не определяется статистически достоверных различий между средними значениями продолжительности операций и величины кровопотери в сравниваемых группах. Объем и техника оперативного лечения в первой и второй клинических группах не отличались вне зависимости от вида применяемого межтелового имплантата и методики оперативного лечения.

При сравнении величины потери достигнутой коррекции деформации в отдаленном периоде выявлено, что применении усовершенствованного сетчатого имплантата потеря достигнутой коррекции деформации была достоверно меньше, чем при использовании имплантатов из пористого Т]№. У пациентов первой и второй клинических групп, оперированных методом переднего первично стабильного спондилодеза, данные показатели составили 0,5±0,2° и 3,6±0,9° соответственно (р < 0,05), оперированных методом циркулярного спондилодеза - 0,5±0,2° и 2,8±0,6° соответственно (р < 0,05). Значительная потеря достигнутой коррекции деформации в результате миграции имплантата наблюдалась в 2 случаях у пациентов второй клинической группы, оперированных методом переднего первично стабильного спондилодеза. В первой клинической группе случаев миграции имплантатов не определялось.

Статистические различия в скорости редукции индекса Освестри у пациентов первой и второй клинических групп в зависимости от методики

оперативного вмешательства оценивались путем построения непараметрических 95% доверительных интервалов. Применение данной методики показало, что относительные изменения индекса Освестри в первой и второй клинических группах пациентов имеют статистически значимые различия. Наиболее выраженный темп редукции индекса Освестри у пациентов первой клинической группы отмечался в среднем в первые 91±10,3 дней после оперативного вмешательства, у пациентов второй клинической группы - в первые 143±7,6 дней после операции (р < 0,05).

При сравнении общего результата лечения пациентов выявлено, что в первой клинической группе доля хороших и удовлетворительных результатов была достоверно больше, чем во второй клинической группе (100% и 87,9% соответственно; р < 0,05). Неудовлетворительные результаты были только во второй клинической группе. Их доля составила 12,1%.

Таким образом, сравнительный анализ результатов лечения пациентов с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков показал, что использование усовершенствованного сетчатого имплантата при операциях переднего межтелового спондилодеза позволяет получить достоверно лучший результат, чем при использовании имплантата из пористого никелида титана.

ВЫВОДЫ

1. Применение методик переднего спондилодеза с использованием разработанного межтелового сетчатого имплантата с наноструктурированным гидроксиапатитовым покрытием обеспечивает анатомо-функциональное восстановление поврежденного сегмента позвоночного столба и позволяет сократить сроки лечения и реабилитации больных с оскольчатыми переломами грудных и поясничпых позвонков.

2. При оценке результатов лечения больных с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных методом переднего первично стабильного и циркулярного споидилодезов с использованием имплантатов из пористого никелида титана, выявлено, что хорошие результаты получены в 64,3% и 68,4% случаев, удовлетворительные результаты зафиксированы в 21,4% и 21,1%, неудовлетворительные - в 14,3% и 10,5% случаев соответственно. Неудовлетворительные результаты лечения связаны с отсутствием значимой динамики неврологических расстройств и значительной потерей коррекции деформации.

3. Разработан имплантат сетчатого типа для проведения переднего межтелового спондилодеза, оснащенный торцевыми вставками различных типоразмеров для возможности изменения вертикального размера

имплантата и имеющий на своей поверхности слой наноструктурированного гидроксиапатитового покрытия для улучшения остеоинтегративных свойств.

4. Проведенное экспериментальное исследование показало, что прочностные характеристики системы «модель кости - имплантат», имитирующей первично стабильный передний спондилодез, при использовании имплантата из пористого никелида титана и усовершенствованного сетчатого имплантата сопоставимы. Наиболее равномерное распределение нагрузки на границе «модель кости -имплантат» происходит при совпадении оси симметрии фиксатора с осью симметрии макетов тел позвонков. Конструктивные особенности усовершенствованного сетчатого имплантата обеспечивают достаточные прочностные характеристики системы «позвонок-имплантат-позвонок», что в совокупности с биоактивными свойствами усовершенствованного сетчатого имплантата создаёт благоприятные условия для ускоренного формирования костно-металлического блокирования.

5. Проведение сравнительной оценки результатов лечения больных с оскольчатыми переломами грудного и поясничного отделов, оперированных с применением методик переднего спондилодеза усовершенствованным сетчатым имплантатом и имплантатами из пористого никелида титана, показало, что при сопоставимых сроках стационарного лечения, продолжительности и тяжести операции достигнута достоверно меньшая продолжительность периода реабилитационно-восстановительного лечения пациентов первой клинической группы (91±10,3 против 143±7,6 дней).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Передний межтеловой спондилодез с использованием разработанных усовершенствованных сетчатых имплантатов с гидроксиапатитовым покрытием в комбинации с транспедшсулярной фиксацией необходимо рассматривать как метод выбора при переломах типа АШ со значительным разрушением заднего опорного комплекса, а также при повреждениях типа В. При этом, выполнение первого этапа в виде переднего спондилодеза допустимо при повреждениях типа А. При повреждениях типа В первым этапом выполняется операция транспедикулярной фиксации.

2. Использование имплантатов с гидроксиапатитовым покрытием наиболее оптимально у больных со сниженной минеральной плотностью костной ткани, остеопорозом и у лиц группы риска по раннему развитию остеопороза. Проведение операций у таких пациентов не должно исключать назначение курса системной остеотропной терапии.

3. В целях достижения корректного положения имплантата относительно тел позвонков необходимо на прямой рентгенограмме оценить величину отстояния имплантата от периферической части концевых замыкательных пластинок. Во время проведения операции, после формирования костного ложа использовать пробник, диаметр которого соответствует диаметру имплантируемого устройства. Выбор вертикального размера межтелового имплантата должен превышать на 2-3 мм расстояние, определяемого между концевыми замыкательными пластинками в периферической части тела позвонка. В этом случае, при забивании имплантата торцевые его части на достаточной площади контактируют с замыкательными пластинками, имеющими вогнутую форму.

4. В целях обеспечения правильного положения межтелового имплантата после установки его в костное ложе необходимо проводить рентгенографию в прямой проекции.

5. В случае дефицита аутокостного материала возможно применение усовершенствованного сетчатого имплантата без тугого заполнения его внутреннего объема пластическим материалом. В связи с достаточными остеоиндуктивньши, остеокондуктивными и остеоинтегративными свойствами усовершенствованного сетчатого имплантата отсутствует необходимость в проведении дополнительных операций по забору аутокости. Для определения формирования костно-металлического блока при использования усовершенствованного сетчатого имплантата возможно выполните рентгеновской или КТ-томографии. Первое обследование при благополучном клиническом течении послеоперационного периода целесообразно проводить через 2 месяца.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Макаров А.Б. Методики переднего спондилодеза и имплантаты для его осуществления при переломах грудных и поясничных позвонков / А.Б. Макаров // Российский национальный конгресс «Человек и лекарство УРАЛ - 2010»: сборник материалов конгресса (оригинальные статьи и тезисы докладов). - Тюмень: ООО «Печатник», 2010. - С. 106 - 107.

2. Макаров А.Б., Сергеев К.С. Методики переднего спондилодеза при переломах грудных и поясничных позвонков // Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации: материалы 45-й Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых. - Тюмень: ООО «Печатник», 2011. -С. 249-250.

3. Макаров А.Б. Методики переднего спондилодеза и имплантаты для его осуществления при переломах грудных и поясничных

позвонков / А.Б. Макаров // Современные технологии профилактической и реабилитационной медицины: материалы III Межрегионального симпозиума, Тюмень, 15-16 апреля 2011 г. [Электронный ресурс] -Электрон, текстовые дан. - Тюмень: ГОУ ВПО ТюмГМА Минздравсоцразвития России, 2011. — Электрон. Опт. Диск (CD-ROM). -Систем. Требования: Pentium IV; 256 МБ оперативной памяти; Windows 98/ХР/7; дисковод 24-х CD-ROM; Microsoft Power Point.

4. Макаров А.Б., Сергеев К.С. Сравнительная характеристика имплантатов для переднего спондилодеза при оскольчатых переломах грудного и поясничного отделов позвоночника // Современные технологии профилактической и реабилитационной медицины: материалы III Межрегионального симпозиума, Тюмень, 15-16 апреля 2011 г. [Электронный ресурс] - Электрон, текстовые дан. - Тюмень: ГОУ ВПО ТюмГМА Минздравсоцразвития России, 2011. - Электрон. Опт. Диск (CD-ROM). - Систем. Требования: Pentium IV; 256 МБ оперативной памяти; Windows 98/ХР/7; дисковод 24-х CD-ROM; Microsoft Power Point.

5. Макаров А.Б. Передний спондилодез при переломах грудных и поясничных позвонков / А.Б. Макаров // Медицинские и психолого-педагогические проблемы сохранения здоровья человека: труды Всероссийской научно-практической конференции / Под ред. Докт. мед. наук, проф. Н.Я. Прокопьева. - Тюмень - Шадринск: Изд-во ОГУП «Шадринский Дом Печати», 2011. - С. 86 - 87.

6. Макаров А.Б., Сергеев К.С. Сравнительная характеристика методик переднего спондилодеза и имплантатов, используемых для его осуществления, при оскольчатых переломах грудных и поясничных позвонков // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной памяти профессора А.Н. Горячева «Ошибки и осложнения в травматологии и ортопедии» / под редакцией A.B. Кононова, Л.Б. Резника. - Омск, 2011. -С. 162.

7. Макаров A.B., Сергеев К.С., Деревянко Д.В. Экспериментальное обоснование применения инновационной модификации имплантата для переднего межтелового спондилодеза при оскольчатых переломах нижнегрудного и поясничного отделов позвоночника // Материалы конференции «Аспирантские чтения. Современные проблемы послевузовского образования». - Курган, 2011.-С.81-84.

8. Макаров А.Б., Сергеев К.С. Сравнительная характеристика имплантатов для переднего межтелового спондилодеза по результатам тестов на сжатие // Чаклинские чтения: материалы научно-практической конференции с международным участием. - Екатеринбург: ОАО «Атланта», 2011. - С. 163 - 165.

9. Makarov A.B., Sergeev K.S., Derevianko D.V. Experimental ground of modified fixator application for anterior interbody spondylodesis in low

thoracic and lumbar vertebras comminuted fractures // Abstracts of XII International Euroasian Congress of surgery and gastroenterology. - Baku, 13 -16 October, 2011. - P. 284-285.

10. Макаров А.Б., Сергеев K.C. Сравнительная характеристика стандартного и инновационного имплантатов для переднего межтелового спондилодеза по результатам нагрузочного тестирования // Хирургические технологии лечения патологии позвоночника и суставов: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием с элементами научной школы для молодело!, посвященной 65-летию Новосибирского НИИТО (Цивьяновские чтения) [Электронный ресурс]. - Новосибирск. 2011.-1 электрон, опт. диск. С. 71 -74.

П.Макаров А.Б., Сергеев К.С. Экспериментальное обоснование применения инновационного фиксатора для переднего спондилодеза при' оскольчатых переломах нижнегрудного и поясничного отделов позвоночника // Медицинская наука и образование Урала. - 2011. - № 3. -С. 35-37.

12. Паськов Р.В., Сергеев К.С., Фарйон А.О., Макаров А.Б. Первично-стабильный опорный передний межтеловой спондилодез // Хирургия позвоночника.-2012.-№ 1.-С. 19-25.

13. Макаров А.Б., Сергеев К.С. Модифицированный сетчатый имплантат для переднего спондилодеза. Опыт клинического применения // Современные технологии хирургического лечения деформаций и заболеваний позвоночника: материалы третьего съезда хирургов-вертебрологов России с международным участием. Санкт-Петербург, 1112 мая 2012 / под ред. член. - корр. РАМН, проф. А.Г. Баиндурашвили. -СПб., 2012.-С. 107-108.

14. Макаров А.Б., Сергеев К.С. Сравнительная характеристика имплантатов для переднего межтелового спондилодеза при оскольчатых переломах грудных и поясничных позвонков // Илизаровские чтения: материалы конференции. - Курган, 2012. - С. 178 - 179.

15. Модифицированный фиксатор для переднего спондилодеза при оскольчатых переломах грудного и поясничного отделов позвоночника / А.Б. Макаров [и др.] // Хирургия позвоночника. - 2012. - № 2. - С. 16 - 23.

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ, ВЫПОЛНЕННЫЕ НА УРОВНЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ПОЛЕЗНЫХ МОДЕЛЕЙ

1. Устройство для спондилодеза: патент № 113469 Рос. Федерация. № 2011109989/14; заявл. 16.03. 2011; опубл. 20.02.2012, Бюл. № 5.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВПХ военно-полевая хирургия ГА гидроксиапатит

ГБОУ ВПО «ТюмГМА» государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменская государственная медицинская академия» ГБУЗ ТО «ОКБ № 2» государственное бюджетное учреждение здравоохранения Тюменской области «Областная клиническая больница №2»

ГБУЗ ЯНАО «НЦГБ» государственное бюджетное учреждение здравоохранения Ямало-Ненецкого автономного округа «Ноябрьская центральная городская больница»

ДТП дорожно-транспортное происшествие

KT компьютерная томография

. ЛФК лечебная физкультура

МДО микродуговое оксидирование

ПСМТ позвоиочно-спинномозговая травма

ТПФ транспедикулярная фиксация

AO/ASIF Association for Osteosynthesis / Association for the Study of

Internal Fixation

ODI Oswestry disability index

TiNi Titanium Nickelid

Подписано в печать 14.03.2013г Формат60х90/24. Объем 1,0 п.л. Бумага офисная. Печать цифровая.

Тираж 100 экз. Заказ № 512

Общество с ограниченной ответственностью «Типография Дамми» 640028, г. Курган, пр. Машиностроителей, 13 а Тел./факс: (3522) 25-55-40, e-mail: zakaz@dammy.ru

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Макаров, Александр Борисович

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

04201357268

На правах рукописи

МАКАРОВ Александр Борисович

ВАРИАНТЫ ПЕРЕДНЕГО МЕЖТЕЛОВОГО СПОНДНЛОДЕЗА ПРИ ОСКОЛЬЧАТЫХ ПЕРЕЛОМАХ НИЖНИХ ГРУДНЫХ И ПОЯСНИЧНЫХ позвонков

14.01.15 - Травматология и ортопедия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Сергеев Константин Сергеевич

Тюмень - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ................................................................................................................4

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................5

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ НИЖНИХ

ГРУДНЫХ И ПОЯСНИЧНЫХ ПОЗВОНКОВ (обзор литературы).. 15

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................32

2.1. Материал исследования..............................................................................................................32

2.1.1. Общая характеристика клинического материала....................................................32

2.1.2. Характеристика больных первой клинической группы..............................35

2.1.3. Характеристика больных второй клинической группы................................41

2.2. Методы исследования....................................................................................................................43

Глава 3. МЕТОДИКИ ПЕРЕДНЕГО СПОНДИЛОДЕЗА И КОНСТРУКЦИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО СЕТЧАТОГО ИМПЛАНТАТА...................................................................... 49

3.1. Описание методик переднего спондилодеза в сочетании с различными вариантами остеосинтеза..................................................... 49

3.1.1. Оперативное лечение переломов нижних грудных и поясничных позвонков методом переднего первично стабильного остеосинтеза с применением имплантатов из пористого никелида титана................... 50

3.1.2. Применение традиционной ТПФ как этапа переднезаднего спондилодеза в лечении переломов нижних грудных и поясничных позвонков................................................................................ 56

3.1.3. Послеоперационный период.............................................. 57

3.2. Оперативное лечение переломов грудных и поясничных позвонков с применением усовершенствованного сетчатого имплантата 58

3.2.1. Описание конструкции усовершенствованного межтелового имплантата сетчатого типа.......................................................... 58

3.2.2. Применение усовершенствованного сетчатого имплантата при оперативном лечении оскольчатых переломов грудных и поясничных позвонков................................................................................ 62

3.2.3. Послеоперационный период.............................................. 64

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИК ПЕРЕДНЕГО СПОНДИЛОДЕЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ МЕЖТЕЛОВЫХ ИМИЛАНТАТОВ СЕТЧАТОГО ТИПА....................................... 65

4.1. Экспериментальное исследование модели системы «позвонок-имплантат-позвонок» при использовании стандартного и усовершенствованного сетчатых имплантатов и имплантата из пористого никелида титана..................................................................... 72

4.2. Экспериментальное исследование модели системы «позвонок-имплантат-позвонок» при различном позиционировании усовершенствованного сетчатого имплантата относительно макетов тел

позвонков............................................................................... 76

Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛЕЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ОСКОЛЬЧАТЫМИ ПЕРЕЛОМАМИ ГРУДНЫХ И ПОЯСНИЧНЫХ ПОЗВОНКОВ, ОПЕРИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ПЕРЕДНЕГО МЕЖТЕЛОВОГО СПОНДИЛОДЕЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗ ЛИЧНЫХ ИМПЛАНТАТОВ................ 81

5.1.1. Результаты лечения пациентов, оперированных с использованием усовершенствованного межтелового сетчатого имплантата................... 81

5.1.2. Результаты лечения пациентов, оперированных с использованием межтелового имплантата из пористого никелида титана........................... 94

5.2. Ошибки и осложнения......................................................... 100

5.3. Клинические примеры....................................................... 105

5.4. Сравнительная характеристика результатов лечения больных, оперированных с использованием усовершенствованного сетчатого имплантата для межтелового спондилодеза и имплантата из пористого

никелида титана......................................................................... 116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................... 124

ВЫВОДЫ............................................................................... 134

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ....................................... 136

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................... 138

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................ 163

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВПХ - военно-полевая хирургия ГА - гидроксиапатит

ГБОУ ВПО - «ТюмГМА» государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменская государственная медицинская академия» ГБУЗ ТО «ОКБ № 2» - государственное бюджетное учреждение здравоохранения Тюменской области «Областная клиническая больница №2»

ГБУЗ ЯНАО «НЦГБ» - государственное бюджетное учреждение

здравоохранения Ямало-Ненецкого автономного округа «Ноябрьская

центральная городская больница»

ДИ - доверительные интервалы

ДТП - дорожно-транспортное происшествие

КТ - компьютерная томография

МДО - микродуговое оксидирование

МРТ - магнитно-резонансная томография

ПСМТ - позвоночно-спинномозговая травма

ТПФ - транспедикулярная фиксация

ФГУЗ - федеральное государственное учреждение здравоохранения

ФМБА - федеральное медико-биологическое агенство

AO/ASIF - Association for Osteosynthesis / Association for the Study of

Internal Fixation

ODI - Oswestry Disability index

SCI - spinal cord injury

TiNi - Titanium Nickelid

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Проблема лечения неосложненной и осложненной травмы грудного и поясничного отдела позвоночника остается одной из наиболее обсуждаемых в современной вертебрологии. В структуре механической травмы пациенты с повреждениями позвоночника составляют относительно небольшую долю (0,8 - 4%) [34, 80]. Однако интенсивная урбанизация современной жизни, внедрение высокотехнологичных производственных процессов, увеличение количества транспорта, скорости его движения, рост высотного строительства и другие факторы, ускоряющие темп и ритм жизни, обуславливают тенденцию к росту числа и тяжести травм позвоночного столба.

Среди всех повреждений позвоночного столба переломы нижних грудных и поясничных позвонков, ввиду их анатомических и биомеханических особенностей, составляют наибольшую группу - до 55% [28, 34, 53].

Особую группу повреждений позвоночного столба представляет позвоночно-спинномозговая травма (ПСМТ). Данная патология в структуре механических повреждений составляет небольшую долю (до 2,2% от всех переломов позвоночника). Однако, этому виду травм подвержены, в основном, трудоспособные лица молодого и зрелого возраста, а инвалидность, по данным литературы, наступает в 87 - 100% случаев. Ввиду этого, улучшение результатов лечения пациентов с переломами грудных и поясничных позвонков является также социальной и экономической проблемой, решение которой позволит значительную часть больных вернуть к тому уровню качества жизни, который был характерен для них до травмы [28, 73, 79, 87].

Мировой опыт вертебрологии показывает, что консервативные методики лечения травм позвоночного столба, особенно тяжелых, к сожалению, зачастую не приводят к необходимому результату. Они не предотвращают появления грубых деформаций позвоночного столба, развития выраженного посттравматического остеохондроза, прогрессирования исходного или появления вторичного неврологического дефицита. Понимание этого побудило к разработке оперативных методик лечения.

В настоящее время хирургическое вмешательство является методом выбора при лечении неосложненных и осложненных оскольчатых переломов грудного и поясничного отделов позвоночного столба. Наиболее патогенетически и биомеханически обоснованным методом оперативного лечения, обеспечивающий оптимальное восстановление нормальной анатомии позвоночного столба и позвоночного канала, и предусматривающий восстановление опорной функции тел позвонков, является передний межтеловой спондилодез [53, 62, 83, 84].

Значительным достижением в хирургии позвоночника является разработка метода транспедикулярной фиксации (ТПФ), который позволяет из заднего доступа, за счет эффекта лигаментотаксиса, осуществлять многоплоскостную репозицию и фиксацию поврежденного позвоночно-двигательного сегмента.

В целях достижения максимального эффекта стабилизации поврежденных сегментов и компенсации отдельных негативных свойств, присущих межтеловому спондилодезу и транспедикулярной фиксации, в мировой практике широкое распространение получила тактика лечения, основанная на сочетании вышеуказанных методик. «Циркулярный спондилодез» или «спондилодез на 360°», на современном этапе развития хирургии позвоночника можно считать наиболее оптимальным решением

проблемы надежной и постоянной стабилизации поврежденных сегментов позвоночного столба.

Большие эволюционные изменения претерпели взгляды на выбор материала для замещения костного дефекта, образовавшегося после резекции тела позвонка, и восстановления опороспособности позвоночного столба. Применение костного аутотрансплантата сопряжено с увеличением времени оперативного вмешательства и нанесением дополнительной травмы пациенту, а объем забираемого трансплантата ограничен. Кроме того, аутогенная кость довольно быстро резорбируется и деградирует ещё до полного заживления костного дефекта, что ведет к избыточной потере достигнутой коррекции и нарушению стабильности позвоночного столба [17, 54, 70]. По тем же причинам костный аутотрансплантат в значительной степени утратил свою роль и как биопластический материал, в то время как современные биоактивные материалы на основе фосфатов кальция представляют ему достойную альтернативу [26, 32, 159, 164]. В современной оперативной вертебрологии для замещения костных дефектов и восстановления опороспособности позвоночного столба при оскольчатых переломах грудных и поясничных позвонков наибольшее распространение получили имплантаты из титанового сплава и никелида титана. Процесс появления и совершенствования имеющихся межтеловых имплантатов идет непрерывно. Тем не менее, окончательно не решены проблемы замедленного формирования костно-металлического блока при оперативном лечении переломов грудных и поясничных позвонков, а также сохранения достигнутого уровня коррекции деформации. Частота указанных осложнений колеблется по данным разных авторов от 5% до 20% [11, 34, 59, 65, 77, 103, 143]. Одним из существенных факторов, обуславливающих возможность развития осложнений, связанных с остеоинтеграцией имплантата с костным ложем, является отсутствие

биоактивных свойств применяемых устройств для переднего межтелового спондилодеза.

Одним из перспективных направлений в хирургии позвоночного столба является применение в качестве пластического материала для замещения костного дефекта биоактивных материалов на основе фосфатов кальция, близких по своим характеристикам костной ткани человека. К таким материалам, в частности, относится гидроксиапатит (ГА), обладающий свойством стимулирования роста костной ткани (эффект остеоиндукции), способностью играть роль пассивного костного матрикса, поддерживая тем самым процесс пролиферации и дифференцировки клеток (эффект остеокондукции) и может образовывать непосредственную связь с биологической системой с образованием на нем или замещением его костной тканью (эффект остеоинтеграции) [6]. В последнее время выделяют также барьерную функцию, которая, в случае нанесения ГА на металлический имплантат, заключается в минимизации процессов коррозии в имплантате под воздействием биологических жидкостей с одной стороны и предупреждение проникновения ионов металла в окружающие ткани с другой стороны [60]. К сожалению, механические свойства чистого ГА существенно ограничивают область его применения. Однако нанесение ГА на металлический имплантат позволяет создать устройство, обладающее, с одной стороны, необходимой прочностью, а с другой - проявляющее биоактивные свойства, присущие гидроксиапатиту. Переход к наноструктурированному гидроксиапатитовому покрытию позволяет максимально приблизить свойства биоактивного покрытия к характеристикам натуральной кости, что усиливает его биологическую активность в результате регулирования фазового состава, пористости, дисперности и других характеристик материала [29].

Все вышесказанное подтверждает, что состоятельность имплантации межтеловых фиксаторов при травмах грудного и поясничного отделов

позвоночного столба и проблема формирования костно-металлического блока в возможно короткие сроки является чрезвычайно актуальной в современной хирургии позвоночника.

Вопросам, связанным с изучением межтеловых фиксаторов и поиску решения проблем по улучшению их биомеханических характеристик, посвящена настоящая работа.

Цель исследования

Улучшить результаты лечения больных с оскольчатыми переломами грудного и поясничного отделов позвоночного столба на основе экспериментального обоснования прочностных характеристик системы «модель кости - имплантат» при использовании усовершенствованного сетчатого имплантата для переднего межтелового спондилодеза с наноструктурированным гидроксиапатитовым покрытием.

Задачи исследования

1. Изучить результаты лечения больных с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных методиками переднего первично стабильного и циркулярного спондилодезов с использованием имплантатов из пористого никелида титана.

2. Разработать межтеловой имплантат сетчатого типа, обладающий улучшенными остеоинтегративными свойствами за счет изменения конструктивных особенностей и нанесения на поверхность имплантата наноструктурированного гидроксиапатитового покрытия.

3. Провести исследование прочностных характеристик системы «модель кости - имплантат» при переднем спондилодезе и процессов, происходящих в зоне контакта имплантата с костью, при использовании стандартного и усовершенствованного сетчатых межтеловых имплантатов, а также имплантата из пористого никелида титана.

4. Провести сравнительную оценку результатов лечения больных с оскольчатыми переломами грудного и поясничного отделов позвоночного столба, оперированных с применением методик переднего спондилодеза имплантатами из пористого никелида титана и усовершенствованными имплантатами сетчатого типа.

Положение, выносимое на защиту

Использование разработанного сетчатого имплантата для межтелового спондилодеза с улучшенными конструктивными и остеоинтегративными свойствами при оперативном лечении оскольчатых переломов грудной и поясничной локализации позволяет сократить сроки формирования костно-металлического блока поврежденных сегментов позвоночного столба.

Научная новизна исследования

Разработан межтеловой имплантат сетчатого типа, конструктивные особенности которого позволяют оптимизировать технологию установки имплантата в костное ложе, обладающий повышенными биоинтегративными свойствами за счет наноструктурированного гидроксиапатитового покрытия, что позволяет ускорить формирование межтелового костно-металлического блока (Патент РФ №113469, опубликовано 20.02.2012г., приоритет от 16.03.2011г.).

На базе лаборатории физики прочности Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН (г. Томск) проведены механические исследования, которые позволили изучить прочностные характеристики системы «модель кости - имплантат» при моделировании методики первично стабильного переднего спондилодеза, изучить процессы, происходящие в зоне контакта имплантата с губчатой костью и провести сравнительный анализ нагрузочного тестирования системы

«модель кости - имплантат» при использовании стандартного и усовершенствованного сетчатых межтеловых имплантатов, а также имплантата из пористого никелида титана.

На основе комплексного обследования больных с оскольчатыми нестабильными переломами грудных и поясничных позвонков, оперированных с использованием методик переднего спондилодеза имплантатами из никелида титана и сетчатого типа, доказана клиническая эффективность применения усовершенствованных межтеловых имплантатов, обладающих улучшенными конструктивными и биоинтегративными свойствами.

Практическая значимость

Применение в клинической практике усовершенствованных межтеловых сетчатых имплантатов позволяет на качественно новом уровне решать лечебные задачи у больных с оскольчатыми переломами грудных и поясничных позвонков. Конструктивные особенности усовершенствованных фиксаторов позволяют без технических проблем и в правильном положении устанавливать межтеловые имплантаты, что спо