Дистракционный остеосинтез – перспективы развития 25.09.2020

Дистракционный остеосинтез – перспективы развития

Представлены новые данные по стабильности фиксации, темпу и ритму дистракции, направленные на оптимизацию репаративного остеогенеза

Дистракционный остеосинтез начал активно развиваться с момента появления на вооружении хирургов аппаратов наружной фиксации, т.е. с 50-х годов прошлого столетия.

Первые аппараты чрескостного остеосинтеза не могли обеспечить фиксации костных отломков после остеотомии и поэтому обычно дополнялись гипсовыми повязками и громоздкими металическими шинами.

Пациенты подвергались обширным оперативным вмешательствам с мобилизацией сухожильно-мышечного футляра, скелетированию кости, иммобилизации смежных суставов.

Не совершентво аппаратов наружной фиксации и методов оперативного вмешательства резко ограничивали возможности ортопедов в восстановлении длины конечности –удлинение голени на 3-4 см требовало многомесячной фиксации аппаратом наружной фиксации, затем 6-8 месяцев иммобилизации гипсовыми повязками и длительной функциональной реабилитации. Тем не менее, актуальность проблемы восстановления длины конечности требовала развития данной отрасли ортопедии: с каждым годом растет количество детей с аномалиями костно-мышечной системы, последствия травм нередко тоже требуют восстановления длины кости; последствия полиомиелита, туберкулеза костей, гематогенного остеомиелита, как правило, сопровождаются анатомическим укорочением одного или нескольких сегментов конечности.

J .M. Clavert[26] считает, что выраженные гипоплазии нижних конечностей встречаются у 1:15000 новорожденных, а О.А. Малахов [9, 22] по Российской Федерации дает цифру 219 аномалий развития костно-мышечной системы на 10000 детей. По данным Л.А. Поповой [19], в поликлинику РНЦ «ВТО» им. академика Г.А.Илизарова обращается не менее 36% больных с врожденной патологией костно-мышечной системы.

И каждый пациент –это особый мир, особые требования, желание гарантий и максимально коротких сроков лечения. Последнее требование в настоящее время звучит все чаще. 

Первые сообщения в литературе об удлинении нижней конечности с помощью аппарата Илизарова относятся к 1963 году. С тех пор метод дистракционного остеосинтеза непрерывно совершенствовался и сегодня признается всеми ортопедами развитых стран как лучший. 

Цель данного сообщения обосновать основные направления совершенствования метода дистракционного остеосинтеза и представить результаты, достигнутые коллективом РНЦ «ВТО»им. академика Г.А. Илизарова в вопросах сокращения сроков лечения пациентов и восстановления функции конечности.

Опираясь на опыт лечения 2500 пациентов, которым было осуществлено успешное удлинение бедра или голени, в конце ХХ столетия были сформулированы пять основных принципов дистракционного остеосинтеза [14, 24]:

1. Стабильность фиксации.

2.Малотравматичность оперативного вмешательства.

 3.Полноценное кровоснабжение конечности.

  4.Оптимальный темп и ритм дистракции.

  5.Функциональная нагрузка.

Не выполнение любого из этих принципов влечет за собой замедление консолидации вплоть до формирования псевдоартроза, значительно увеличиваются сроки лечения, уменьшается величина удлинения. Совершенствование метода удлинения конечностей по Илизарову идет прежде всего по направлению улучшения условий удлинения в рамках каждого из этих принципов.

Стабильность фиксации костных фрагментов после остеотомии зависит от ряда механических факторов (диаметр кольцевых опор, диаметр и степень натяжения спиц, наличие на спицах опорных площадок и угол перекреста проведенных спици пр.). Совершенствуя условия выполнения данного принципа остеосинтеза, мы в 3,14 раза увеличили жесткость остеосинтеза [13, 24]. Для этого были обоснованы оптимальные уровни и углы проведения спиц, усовершенствованы материалы для изготовления опор аппарата, шире используются спицы с опорными площадками и консольные спицы, разработаны новые спице-стержневые конструкции аппаратов внешней фиксации (рис. 1).


Степень травматичности оперативного вмешательства имеет огромное значение для активности репаративного остеогенеза. Многие еще помнят статьи, когда мы писали, что длина остеотомии должна превышать планируемое удлинение на 2 см, и делали эту остеотомию из 5-7 см разреза, называя эту операцию малотравматичной [6]. Мы сравнили сроки консолидации при различных оперативных вмешательствах –кортикотомии, косой остеотомии и оскольчатой остеотомии. Например, сроки фиксации при удлинении бедра в статистически однородных группах в 2-3 раза короче при менее травматичных операциях  [14].

  Наиболее длительный срок консолидации – при оскольчатой остеотомии (табл. 1).


Сегодня мы для удлинения делаем частичную кортикотомию из 5 мм разреза, практически доведя тяжесть оперативного вмешательства до минимума. Кровоснабжение удлиняемой конечности после такой операции не нарушено, объемный кровоток увеличен в 3-3,5 раза [5], увеличивается и линейная скорость кровотока по магистральным сосудам.

Оптимальный темп и ритм дистракции неразрывно связан с автоматизацией процесса удлинения. Действительно, если удлинение осуществляется поворотом гайки вручную, зачастую самим пациентом, то не удивительно, если в процесс вмешивается так называемый «человеческий фактор»: одним пациентам захочется увеличить темп дистракции, другим уменьшить, нередко пациенты пытаются завершить дневной цикл удлинения не в 20 часов, как рекомендует врач, а пораньше –в 14-16 часов. Мы сравнили ряд объективных биомеханических параметров удлинения. При высокодробном круглосуточном автоматическом удлинении дистракционные усилия аппарата внешней фиксации всегда нарастают плавно, без срывов. Непрерывность роста дистракционных усилий свидетельствует о непрерывности дистракционного регенерата и положительном прогнозе результата лечения. При классическом удлинении по Илизарову уровень дистракционных усилий может резко упасть, и тогда необходимо снизить темп удлинения вплоть до временной остановки. Вообще мы с 1977 года говорим о том, что динамическое наблюдение за дистракционными усилиями является хорошим элементом в цепи обратной биологической связи в процессе удлинения [12]. Опираясь на дистракционнные усилия,можно полностью автоматизировать процесс контроля за удлинением.

Ригидность кожных покровов при автоматическом высокодробном круглосуточном удлинении в 3 раза меньше, ригидность мышц в 1,5 раза меньше, чем при классическом удлинении по Илизарову [1, 3, 23].

Благоприятные механические условия удлинения отражаются и на биологических процессах генеза тканей [21], о чем свидетельствует непрерывно высокий уровень концентации в крови соматотопного гармона –гормона роста (рис. 2).



Еще в 1973 году В.Д. Дедова и Т.И. Черкасова в своей монографии писали о том, что при удлинении голени у детей с темпом 1,5-2,5 мм на 32 лечившихся пришлось 7 случаев невритов и парезов, 4 случая замедленной консолидации и 5 случаев псевдоартроза, т.е. 50 % серьезнейших осложнений [4]. С тех пор уже никто не оспаривал мнение Г.А.Илизарова, что оптимальный темп дистракции не превышает 1 мм в сутки. Этого можно добиться одномоментно, за 4 приема по Илизарову (в течение 8-10 часов) или за 60 перемещений гайки (круглосуточно, автоматически).

Сегодня, с нашей точки зрения, в условиях автоматизации процесса удлинения, можно вновь начать дискуссию и пора вводить понятие скорости удлинения[16]. Тогда при классическом удлинении по Илизарову (10 часов активной дистракции) скорость будет равна 0,08мм/час. И такое удлинение, как показала многолетняя практика, протекает без серьезных осложнений. При круглосуточном автоматическом удлинении скорость удлинения ниже не более 0,04 мм/час. Естественно напрашивается вопрос, почему бы не увеличить ее хотя бы в 2 раза?

Эксперимент показал, что костеобразование при темпе в 2 и даже в 3 мм/сутки в условиях автоматической дистракции не хуже классического. Через 30 дней формируется кортикальная пластинка кости, можно снять аппарат, а еще через 30 дней восстанавливается костно-мозговой канал кости. Каких-либо нервно-сосудистых осложнений при автодистракции мы не наблюли ни в клинике, ни в эксперименте [1, 2]. Микроциркуляция крови в тканях удлиняемой конечностим заметно выше при автоматической дистракции (рис. 3). Реактивных и деструктивных изменений в мышечных волокнах значительно меньше как во время дистракции, так и в период фиксации (табл. 2)

               

Высокая дробность автоматического удлинения благоприятно сказывается на репаративных процессах и гарантированно снижает сроки консолидации бедра до 5 дн/см, голени до 10-12 дн/см. Для сравнения, сегодня в мировой литературе ортопедами, использующими классический метод Илизарова, признается отличным результат, если срок остеосинтеза равен 30 дн/см, а удлинение с индексом остеосинтеза 45 дн/см считается хорошим результатом [27-29].

Комплексные исследования, проводимые коллективом РНЦ «ВТО» им. академика Г.А.Илизарова в последние годы, убедили нас в том, что кроме создания оптимальных условий для репаративной регенерации тканей мы вправе активно стимулировать этот процесс.

Мы выяснили, что при дистракционном осте осинтезе активность регенерации кости через 1-1,5 месяца после операции достигает своего максимума и начинает снижаться.

Особенно это заметно во время периода фиксации. В это время резко падает уровень дистракционных усилий, а следовательно, и жесткость фиксации костных фрагментов. В это время снижается активность обменных процессов, что подтверждается уровнем накопления радиофармпрепаратов (РФП) в зоне удлиняемой кости, снижается уровень концентрации в крови термолабильной щелочной фосфатазы, как маркера остеобластов (рис.4).




Для того, чтобы стимулировать процесс регенерации в периоде фиксации,В.И.Шевцов и А.В.Попков предложили перейти на компрессию дистракционного регенерата в пределах 0,6 кг/см2. Вершины костных балок в регенерате контактируют между собой (рис. 5), увеличивается стабильность фиксации, наступает микротравма, на фоне которой вновь запускается механизм репаративной регенерации, консолидация наступает через 2 недели, а функциональное состояние микрососудов, мышечных волокон, нервных волокон не нарушается [10, 11, 15, 24, 25].


На фоне последовательного дистракционно-компрессионного остеосинтеза впервые обнаружено множество новообразованных немиелинизированных аксонов в нервах удлиняемого сегмента конечности, что свидетельствует о наличии оптимальных условий для проявления способности нейронов к коллатеральному ветвлению своих отростков.

Процесс стимуляции остеогенеза подтверждается активностью накопления радиофарм-препарата в удлиняемой конечности (рис. 4), в крови повышается содержание общего кальция, повышается системный индекс электролитов, повышается активность термолабильной щелочной фосфатазы крови.

  Компьютерная томография регенерата кости на уровне «зоны роста» подтвердила, что уже через 7 дней «зона» заполняется минерализованной костной тканью (рис. 6).