Комбинированные костнопластические вмешательства при реабилитации пациентов с врожденным ложным суставом костей голени

14.02.2020

Комбинированные костнопластические вмешательства при реабилитации пациентов с врожденным ложным суставом костей голени

Проблема лечения пациентов с диагнозом «врожденный ложный сустав» обусловлена тяжелым и непрогнозируемым течением данного заболевания, сложностями при оперативном пособии, а также частыми рецидивами процесса.

АКТУАЛЬНОСТЬ

Распространенность врожденного ложного сустава костей голени относительно низкая, по одному клиническому наблюдению на 140 000-190 000 новорожденных [1, 2]. Неослабевающий интерес ортопедов к данной проблеме обусловлен тяжелым и непрогнозируемым течением заболевания, сложностями при оперативном пособии, частыми рецидивами процесса. Даже в рамках чрескостного остеосинтеза существует большое разнообразие оперативных технологий, но это негарантирует положительного исхода реабилиции [3, 4, 5, 6].

Формирование костной мозоли в зоне псевдоартроза сохраняет риск развития рецидива патологического перелома в отдаленном периоде.

Отчасти это связано с сохранением деформаций сегмента, укорочений и наличием контрактур смежных суставов, патологических деформаций стоп. Усложняет проблему отсутствие единого взгляда на этиопатогенез заболевания. Установлена связь между нейрофиброматозом (NF1) и врожденным ложным суставом костей голени, однако механизмы возникновения ВЛСКГ при NF1 все еще остаются неизученными [7].

Основная причина заболевания большинством авторов ассоциируется с генными мутациями [8, 9, 10, 11]. Результат мутации NF1– снижение активности нейрофибромина и сохранение активных форм RAS. Это нарушает естественную остеобластическую дифференциацию [9, 11, 12]. Избыток RAS способствует активности предшественников остеокластов и самих остеокластов,чем объясняется возникновение повторных переломов у пациентов с данной патологией [10, 13]. Однако генетические аномалии характерны не для всех случаев псевдоартрозов и не дают полного объяснения патогенеза развития врожденной формы этого заболевания [11, 14, 15].

Принято считать, что расположенная внутрикостно нейрофиброма провоцирует патологические переломы костей голени с развитием псевдоартроза в области ее локализации. Однако проведенные исследования с применением морфологических

методов не подтвердили эту теорию [1, 10, 14, 15, 16].

Данные современной литературы свидетельствуют о том, что патологическое изменение тканей в зоне ложного сустава связано с остеолитической активностью структурно измененной надкостницы[17,18,19,20,21].

Сутью ряда технологий (вчастности, пластика по Masquelet) является радикальное решение проблемы посредством выполнения тотального иссечения измененной надкостницы и формирования индуктивной мембраны. Формирование индуктивной мембраны

по методике Masquelet создает условия для синтеза факторов роста кости, в том числе и костных морфогенетических белков.

Несмотря на неоспоримые успехи в реконструктивно-восстановительной хирургии при лечении пациентов с врожденными ложными суставами костей голени, ортопеды констатируют высокие риски рецидива процесса.

Неудовлетворенность результатами оперативного лечения и, в первую очередь, рецидивным характером течения процесса, побудило нас к поиску новых технологических решений, основанных на комбинации оперативных техник и подходов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Нами проанализированы результаты лечения 13 больных ВЛСКГ. Для большинства клинических наблюдений типичной локализацией дефекта являлась нижняя треть голени. В 61,5 % случаев (8 больных) этиология заболевания была связана с нейрофиброматозом I типа, в 30,8 % клинических наблюдений (4 больных) – сфиброзной дисплазией, в одном случае этиология имела идиопатический характер. У всех пациентов выявляли 4 тип ВЛСКГ по классификации Crawford.

До поступления в клинику РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова все больные были безуспешно оперированы от одного до восьми раз. У одного больного была выявлена двухсторонняя локализация врожденного псевдоартроза костей голени. У двух пациентов

зона дефекта располагалась в верхней трети голени. Фиксированная деформация на уровне врожденного дефекта была
выявлена у трех пациентов (23,1 %). У 12 пациентов при клиническом осмотре была выявлена патологическая подвижность отломков берцовых костей (табл. 1).

Только у трех пациентов (23,1 % случаев) сохранялось движение голеностопных суставов в полном объеме( табл. 2).

Все пациенты были разделены на 2 группы. В основную группу были включены шесть больных, пролеченных с применением комбинации методов Илизарова и Masquelet. Контрольную группу составили семь пациентов, у которых применяли только чрескостный остеосинтез по Илизарову.

Все пациенты были прооперированы одной хирургической бригадой и пролечены в одном структурном подразделении Центра Илизарова.

Пациентам основной группы в первую операционную сессию производили резекцию патологического участка кости и надкостницы с укладкой в сформированный дефект спейсера из метилакрилатного цемента. Предполагаемый уровень резекции в предоперационном периоде определяли по данным лучевых методов обследования (рентгенография и КТГ). Окончательный вариант резекции определяли интраоперационно при визуализации состояния костной ткани и надкостницы. Основным критерием уровня и объема резекции было появление на концах отломков геморрагического отделяемого в виде «кровавой росы». Сегмент фиксировали аппаратом Илизарова, состоящим из 2–4 опор. Через 6-8 недель спейсер удаляли, выполняли остеотомию наиболее длинного отломка или двух противолежащих. На 5–7 сутки начинали перемещение сформированных фрагментов с целью

замещения дефекта.

Темп дистракции подбирали индивидуально, оценивая активность дистракционного остеогенеза при визуализации контрольных рентгенограмм. В основном темп дистракции составлял от 0,5 до 1 мм в сутки по 0,25 мм 2–4 приемами в течение дня. После достижения контакта между отломками аппарат переводили в режим фиксации с периодической поддерживающей компрессией на стыке отломков.

Продолжительность фиксации сегмента аппаратом с восстановлением целостности костей голени составила от четырех до шести месяцев. Пациентам контрольной группы выполняли чрескостный остеосинтез костей голени с открытой адаптацией концов

отломков с целью увеличения объема костной массы в зоне псевдоартроза, отдавая предпочтение вариантам взаимопогружения
концов отломков или перекрытия зоны ложного сустава перемещенным костным фрагментом. Сегмент фиксировали аппаратом

Илизарова, состоящим из 3–4 опор. На стыке отломков поддерживали компрессию один раз в 10–14 дней до достижения костного блока в зоне врожденного дефекта.

Пациенты анализируемых групп имели сопоставимую длительность лечения. Средний срок фиксации аппаратом составил 183,3 дня.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В основной группе рецидивов в отдаленном периоде наблюдения более года не зарегистрировано. У больных контрольной группы сращение удалось достичь во всех случаях, что согласуется с данными ранее проведенных нами исследований [4, 5]. У четырех

пациентов контрольной группы произошло по одному рецидиву заболевания, у одного пациента наблюдали два эпизода отсутствия костного сращения (табл.3).

В обеих группах проводили гистологическое исследование надкостницы тканей резецированного ложного сустава.

В основной группе исследовали фрагменты биомембраны, формирующейся вокруг цементного спейсера, временно замещающего область диастаза костей голени после резекции псевдоартроза. Материал забирали интраоперационно. Фрагменты тканей фиксировали в 10 % растворе нейтрального формалина, декальцинировали в смеси растворов соляной и муравьиной кислот.

Обезвоживание осуществляли в этиловом спирте (в порциях от 80 до 100°). Затем кусочки тканей заливали в парафин.

Гистологические срезы толщиной 5–7 мкм готовили насанном микротоме(«Reichard», Германия), окрашивали их гематоксилином и эозином, по Массону, а также проводили иммуногистохимическое окрашивание с применением поликлональных антител к остеопонтину (протокол и реактивы «Abcam», Англия). Микроскопическое светооптическое исследование гистологических препаратов проводили с применением стереомикроскопа AxioScope. A1 и цифровой камеры AxioCam ICc 5 в комплекте с программным обеспечением Zen blue («Carl Zeiss MicroImaging GmbH», Германия). Архитектонику волокнистого остова

биомембраны изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа «JSM-840» (Япония). В работе были использованы методы описательной статистики. Обработка данных проведена с помощью программы Microsoft Excel.

Проведенное исследование соответствует всем требованиям Хельсинкской декларации пересмотра 2013 г.

Результаты гистологических исследований

Гистологическими методами исследования у пациентов с нейрофиброматозом I типа в резецированном фрагменте из области ложного сустава выявляли участки костной ткани с остеопоротическими и/или дистрофическими изменениями. Это выражалось

в наличии кистозных полостей, разрежении костных структур, в выявлении значительного количества пустых остеоцитарных
лакун, а также аваскулярных зон. Нередко определялись очаги некроза.

В костной ткани обнаруживали полости, заполненные рыхлойволокнистой соединительной тканью с единичными микрососудами,

чаще венозного типа, с расширенными запустевшими просветами. На внутренней поверхности полостей обнаруживали прикрепленные остеокласты. Также визуализировали участки волокнистого хряща и волокнистой соединительной ткани с

признаками фиброза, участками кальцификации.

В утолщенной надкостнице были выявлены признаки фиброза. Просветы большей части микрососудов были облитерированы, выявляли деструктивно измененные нервные стволики.Отмечено утолщение стенок некоторых артерий.

У пациентов с фиброзной дисплазией характерными изменениями костной ткани компактной пластинки, граничащей с участком

ложного сустава, являлось наличие кистозных полостей. В самой костной ткани отмечены неравномерно расположенные поля с
повышенной плотностью остеоцитов и участки с низкой клеточной плотностью либо бесклеточные поля, которые граничили с участками фиброзной ткани с включенными в нее редкими костными трабекулами ретикулофиброзного строения. Обнаруживали
обширные очаги склерозирования компактной пластинки, сменяющиеся участками со слабо выраженным остеогенезом, преимущественно на концах отломков. В зоне ложного сустава обнаруживали участки волокнистой хрящевой ткани.

Таким образом, по нашим данным, одна из причин развития дистрофических изменений костной ткани. Об этом свидетельствуют

патологические деструктивные изменения сосудов и нервов. У пациентов с фиброзной дисплазией нарушение остеогенеза было связано с процессом неполноценной остеогенной дифференцировки клеток, сдвинутой в сторону десмогенеза.

Однако гистологическое исследование соединительнотканной капсулы, формирующейся вокруг цементного спейсера у пациентов основной группы, показало, что независимо от патологии, в момент извлечения спейсера она имела однотипную структуру. На макроуровне мягкотканная капсула была представлена эластичной соединительнотканной мембраной или пленкой беловатого оттенка с микрососудами и участками бурых вкраплений.

На микроуровне выявлено, что сформировавшаяся соединительнотканная мембрана имела трехслойное строение.

Первый слой, наиболее приближенный к спейсеру, состоял из выстилающих его мало дифференцированных соединительно-тканных клеток с остеогенной потенцией, расположенных в структуре волокнистой соединительной ткани, вытянутой вдоль длинной оси спейсера (рис. 1, а). О принадлежности клеток, выстилающих спейсер, к остеогенному дифферону свидетельствовало окрашивание перицеллюлярного матрикса и самих клеток в оттенки красного цвета при использовании методики Массона (рис.1,б), а также экспрессиябольшинством этих клеток остеопонтина при постановке иммуногистохимической реакции (рис. 1, в).

Второй слой был представлен рыхлой волокнистой соединительной тканью с большим количеством капиллярных петель (рис. 2, а), в которой наблюдали выраженную гиперемию сосудов, в некоторых случаях сопровождающуюся локальным диапедезом эритроцитов. Мелкие и средние сосуды артериального типа преимущественно имели строение, приближенное к нормальному (рис. 2, б).

Третий (наружный) слой состоял из менее васкуляризованной соединительной ткани с выраженной извилистостью коллагеновых

волокон (рис. 2, в). В нем выявляли некрупные нервные стволики, преимущественно нормального строения. Однако у пациентов с нейрофиброматозом некоторые нервные ответвления проявляли признаки деструкции (рис. 2, г)

Таким образом, хорошая васкуляризация биологической мембраны, образующейся на поверхности спейсера, обеспечивала трофический эффект на этапах замещения дефекта в области резецированного псевдоартроза, а наличие в ней малодифференцированных остеогенных клеток способствовало активному остеогенезу.

На месте резецированной деформированной надкостницы формировалась новообразованная соединительнотканная оболочка, подобная по структуре и функции нормальной надкостнице.

Следует обратить внимание, что у пациентов с нейрофиброматозом единичные нервные стволики в новообразованной надкостнице или биологической соединительнотканной мембране вновь подвергались деструктивным изменениям, что в отдаленном периоде могло оказать негативное влияние на достигнутый результат лечения.

ОБСУЖДЕНИЕ

Описанные в данной работе технологии базируются на принципах не свободной и костной пластики по Илизарову, а также на комбинации чрескостного остеосинтеза и технологии Masquelet. Ряд технологических решений в настоящее время не имеет отечественных и зарубежных и не опубликован в доступной печати.

По нашему мнению, основная концепция восстановления целостности сегмента заключается в увеличении объема костной массы в проблемной зоне и опирается идею операции MacFarland, предложенной в 1951 году. В дальнейшем хирурги использовали

различные костно-пластические материалы, в основном алло- и аутотрансплантаты, в том числе васкуляризированные, дублировали отломки или выполняли костную пластику местными тканями.

Для фиксации пораженного сегмента ортопеды применяли внешнюю фиксацию, погружные, в основном интрамедуллярные, фиксаторы или комбинировали техники остеосинтеза.

Полученные нами данные о патогенезе тканей в области ВЛСКГ у пациентов с нейрофиброматозом I типа и с диагнозом «фиброзная дисплазия» согласуются с современными гистологическими и патомор-фологическими исследованиями,
свидетельствующими о значительных анатомических и функциональных нарушениях тканей в зоне ложного сустава.

На основании результатов проведенного исследования мы полагаем, что основной причиной развития дистрофических

изменений костной ткани, приведшей к формированию ВЛСКГ у пациентов с нейрофиброматозом на локальном уровне, являются компрометированные нейротрофические функции. У пациентов с фиброзной дисплазией нарушение остеогенетических процессов, связанных с неполноценной остеогенной дифференцировкой клеток, сдвигается в сторону десмогенеза. Данные, подтверждающие наши заключения, приведены и в исследованиях других авторов.

Полученные ранее сведения об отсутствии значительных структурных изменений мягких тканей у пациентов с фиброзной дисплазией и пациентов с нейрофиброматозом I типа (J. Briner, 1973.; M. Blauth et al., 1984) дискутабельны, т.к. настоящее

исследование показало более выраженные патологические изменения сосудов и нервов в надкостнице у пациентов с нейро
фиброматозом. Это обусловлено и различием причин развития ВЛСКГ на генетическом уровне. H.V. Leskelä с соавт., так же как и мы, отмечали различия в патогенезе костной ткани в области ложного сустава у пациентов с нейрофиброматозом 1 типа по сравнению пациентами с другими врожденными ортопедическими патологиями.

Выявленная нами хорошая васкуляризация образующейся на поверхности спейсера биологической мембраны объясняет полученные стойкие положительные результаты лечения ВЛСКГ у пациентов основной группы по предложенной комбинированной технологии.

Механизм заключается в обеспечении новообразованной васкуляризированной соединительнотканной биомембраной нейротрофической функции в области резецированного псевдоартроза на всех этапах замещения дефекта, а наличие в ней малодифференцированных остеогенных клеток способствует развитию активного остеогенеза в этой области.

В работах других исследователей при использовании техники Masquelet для замещения дефектов кости, вызванных

инфекцией и резекцией опухоли, а также в некоторых экспериментальных исследованиях отмечено, что биомембрана имеет
богатую капиллярную сеть и секретирует факторы роста VEGF и TGF- β 1, а также остеоиндуктивный фактор (BMP - 2) , что
согласуется с результатами настоящего исследования, свидетельствуя о трофической и остеогенной функции биомембраны.

Таким образом, на месте резецированной патологически измененной надкостницы к моменту извлечения временного цементного спейсера на его поверхности образуется соединительнотканная оболочка, подобная ей по структуре и функции – своеобразная

неонадкостница.

Авторами было показано, что мембранные экстракты стимулируют пролиферацию и дифференцировку клеток костного мозга
по остеобластическому пути. В нашем исследовании клетки выстилающего спейсер внутреннего слоя биомембраны по

строению соответствовали малодифференцированным соединительнотканным клеткам с признаками остеогенной дифференцировки, о чем свидетельствовала экспрессия остеопонтина.

Однако этот процесс требует дальнейшего накопления материала и его анализа. Следует обратить внимание, что у пациентов с нейрофиброматозом часть нервных стволиков в новообразованной биологической соединительнотканной мембране вновь подвергались деструктивным изменениям, что, возможно, в отдаленном периоде наблюдения можетоказать негативное влияние трофикутканей и, как следствие, на достигнутый результат лечения, повышая риски рецидива заболевания

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для реабилитации больных ВЛСКГ оптимальным подходом является достижение полноценного сращения костных отломков с формированием достаточного объема костной массы, максимально снижающего риск рецидива процесса, устранение деформаций отломков и голени в целом, а также порочных установок стоп.

Применение дополнительных вариантов костнопластических вмешательств и материалов в зоне псевдоартроза должно составлять основу методических принципов. Чисто механический подходк лечению ВЛСКГ, предусматривающий только фиксацию сегмента, без стимуляции регенерации кости не приносит желаемого эффекта в связи с патологическим характером кости в зоне ложного сустава. Монотехнологический подход также не гарантирует безрецидивности течения заболевания в отдаленном периоде наблюдения.

Комплексное применение несвободной костной пластики по Илизарову и технологии Masquelet позволяет добиться полноценного костного сращения врожденного ложного сустава и безрецидивного течения заболевания.

Этическое одобрение : все выполненные в исследованиях процедуры, вовлекающие пациентов, проведены в соответствии с требованиями Хельсинской декларации пересмотра 2013 года. Формальное информированное согласие для данного типа исследования не требуется.

Конфликт интересов: не заявлен.

Благодарности: авторы выражают благодарность бывшему заведующему травматолого-ортопедическим

отделением No 4 ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» к.м.н. Митрофанову Александру Ивановичу, при
непосредственном участии которого был пролечен ряд больных, описываемых в данном исследовании.

Источник финансирования: статья выполнена в рамках темы «Оптимизация лечебного процесса у больных с ортопедо-травматологической патологией, осложненной и неосложненной гнойной инфекцией, разработка новых патогенетически обоснованных способов хирургического лечения, направленных на комплексное восстановление анатомо-функционального состояния конечности, общего гомеостаза и стойкое подавление гнойно-воспалительных явлений» государственного задания на осуществление научных исследований и разработок ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России.

Теги: псевдоартроз
234567 Начало активности (дата): 14.02.2020 19:52:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова: псевдоартроз, Илизаров, Masquelet, биомембрана
12354567899

Комбинированные костнопластические вмешательства при реабилитации пациентов с врожденным ложным суставом костей голени