Применение костной аутопластики при ложных суставах диафиза плечевой кости

По статистике травматологическая патология является второй по распространённости и первой среди причин выхода на первичную инвалидность и получения дальнейшей нетрудоспособности. Переломы диафиза плечевой кости составляют 1–5% от общего числа травматических повреждений скелета и 20% от количества травм плечевой кости, вместе с этим в современном обществе отсутствует тенденция к снижению травматизма, следовательно, не уменьшается и количество оперативных вмешательств, направленных на восстановление целостности кости [1–3].

Несмотря на заметные успехи в лечении переломов, не прослеживается тенденция к снижению осложнений, возникающих при повреждении верхних конечностей [4]. Одним из наиболее серьёзных осложнений при переломах является образование псевдоартрозов, или ложных суставов, возникающих в результате нарушения репаративной регенерации костной ткани, утраты объёма костной ткани, несоответствия её структурно-функциональных характеристик и, как следствие, несращения костных фрагментов [5–7]. Диагностика ложных суставов осуществляется при отсутствии признаков сращения кости через 6 месяцев после травмы при помощи рентгенографии [5, 8].

По статистике псевдоартрозы костей верхних конечностей возникают примерно в 5% случаев [4, 5, 9]. Исследования, проведённые Брагиной С.В. [10], Беленьким И.Г. [11] и Жаббаровым Ж.У. [12], отмечают корреляцию между развитием данных осложнений и методикой лечения перелома, так, при консервативном лечении доля несращений составляет 20,6%, а при оперативном – 8,7%. При этом, говоря о консервативной тактике лечения, необходимо учитывать предикторы несращения, к которым относят диастаз между костными фрагментами, косое направление линии перелома в верхней части диафиза, а также женский пол и курение, в то время как риск несращения при оперативном лечении связан с нестабильностью металлоконструкции [11, 13, 14]. Помимо этого, в статье Беленького И.Г. [15] освещается увеличение частоты фрагментарных переломов со значительным смещением, что требует более пристального внимания со стороны врачей в целях предотвращения развития осложнений. При этом большую роль в обеспе- чении качественного устранения дефектов костной ткани играют индивидуальные особенности строения скелета и организма в целом, однако противоречивые данные о размерах структур плечевой кости затрудняют разработку оптимальной тактики лечения [16, 17], в связи с этим, устранение костных дефектов по-прежнему остаётся трудноразрешимой лечебной задачей [18, 19].

Отсутствие чёткого следования методологии лечения или некорректный её подбор способствуют развитию специфических ошибок и осложнений. Исходом такого лечения является необходимость повторного оперативного вмешательства с задействованием костной пластики и дополнительных металлоконструкций. Поскольку в настоящий момент нельзя признать проблему лечения переломов длинных костей полностью решённой, важную роль в развитии благоприятного исхода лечения играет комбинирование различных методик лечения, а также общих и местных зависящих от больного факторов [10, 14, 20].

Анализ литературных источников не показал единого алгоритма по оперативной коррекции ложных суставов атрофического характера. Поскольку главной причиной их формирования является сниженный регенераторный потенциал кости, необходимым условием успешного лечения является поиск различных методов воздействия на её репаративную регенерацию путём анализа и прогнозирования влияющих на неё факторов, таких как локализация дефекта кости, эффективность методов остеостимуляции и другие [5, 21, 22].

На протяжении десятилетий менялись подходы к тактике и выбору лекарственных препаратов для коррекции дефектов в целях сращения и восстановления двигательной функции конечности. Врачи из разных стран пытались использовать как ауто-, так и аллотрансплантаты, при этом достигнутые ими результаты значительно увеличивали шансы на выживание трансплантируемого материала. Множество проведённых в разных странах исследований лишь подтверждает их высокую актуальность, что делает задачу лечения псевдоартрозов одной из наиболее важных, но в то же время одной из наиболее трудных в травматологии и ортопедии повреждений [18].

Цель: провести анализ способов применения костной аутотрансплантации для лечения ложных суставов диафиза плечевой кости.

Материалы и методы

В рамках настоящего исследования был проведён обзор литературных источников, опубликованных за последние 5 лет, по проблеме применения методов костной аутопластики при ложных суставах диафиза плечевой кости. Анализ информационных источников проводился на базе поисковых систем eLIBRARY и PubMed.

Результаты

Нарушение процесса сращения плечевой кости и формирование ложного сустава делают неизбежным оперативное вмешательство, а результаты лечения напрямую зависят от определения правильных показаний к определённому виду хирургического вмешательства и грамотного выполнения предусмотренного плана лечения. Выбранная тактика лечения позволяет успешно восстановить анатомию и функцию повреждённого сегмента. Существует множество различных методик оперативного лечения ложных суставов [23–25].

Основной целью применения костнопластических материалов в травматологии и ортопедии является оптимизация репаративного остеогенеза. Идеальному костному трансплантату необходимо обладать следующими свойствами:

• •    остеогенностью – способностью к образованию новой костной ткани за счёт собственных клеток;

• •    остеокондуктивностью – способностью служить каркасом для остеогенеза;

• •    остеоиндуктивностью – способностью содержать костно-постно-индуцирующие вещества;

• •    стабильным результатом [26, 27].

Эффективность использования материала в первую очередь зависит от данных его качеств. Таким образом, любой трансплантат, применяемый для профилактики или устранения дефектов костных или соединительных тканей, следует оценивать с учётом основных характеристик: биоактивности, биосовместимости и биорезистентности [28]. В статье Макеева А.В. [26] описано разделение костных трансплантатов на четыре основные группы: ксенотрансплантаты, аллотрансплантаты, искусственные материалы (аллопласты) и аутотрансплантаты. В данный момент именно аутотрансплантаты признаны «золотым стандартом», в сравнении с которым оцениваются другие виды материалов.

Результаты исследования, проведённого Надыро-вым Э.А. и соавт. [27], показали, что характерные отличия регенерации костного дефекта после трансплантации аутогенной костной смеси заключаются в существенно более раннем образовании костных балок, а также более зрелой структурной организации костной ткани и структур красного костного мозга. В настоящий момент большая часть научных исследований в области костной пластики направлена непосредственно на разработку методов приготовления и консервации костных трансплантатов, что поспособствует осуществлению регенеративного остеогенеза по оптимальному типу, а полученные в результате экспериментов данные по внедрению нового вида костной аутопластики смогут послужить теоретической базой для разработки методик коррекции костных дефектов любого генеза.

В настоящий момент наиболее подходящей и оптимальной методикой коррекции дефектов костной ткани, в том числе и ложных суставов, является применение аутопластики – пересадки аутогенной костной ткани пациента [17, 29]. Несмотря на то, что забор материала для аутотрансплантации может быть произведён из различных участков организма, исследование возможностей донорских зон поспособствовало широкому использованию как простых, так и очень сложных составных аутогенных трансплантатов и хорошим результатам проведённых операций, также параллельно с этим велись активные работы по исследованию потенциальных осложнений со стороны донорских зон и путей предотвращения их возникновения. В современной травматологии для коррекции костных дефектов используется множество разнообразных микрохирургических лоскутов, выбор которых напрямую зависит от индивидуальных особенностей каждого пациента [18, 26].

Так, лоскут латерального края лопатки на огибающих его сосудах обладает такими преимуществами, как низкий донорский ущерб, удобствами формирования, а также постоянной анатомией сосудистой ножки. Однако, несмотря на все свои преимущества, лопаточный лоскут чаще используется при реконструкции костей черепа [18].

В то же время Каримзаде Г.Д. [30] считает идеальным пластическим материалом для устранения костных дефектов верхних конечностей васкуляризованный лоскут малоберцовой кости. Главными преимуществами данного трансплантата являются надёжность и автономность кровоснабжения, обусловленные осевым характером питания от перегородочно-кожных ветвей малоберцовой артерии и вены и обеспечивающие его приживление в условиях выраженного рубцового процесса. Также стоит отметить, что скорость сращения трансплантата с костным ложем не зависит от способа фиксации конечности. Использование малоберцового лоскута на микрососудистых анастомозах демонстрирует положительные результаты при замещении обшир- ного пострезекционного дефекта кости. Однако подобная методика трансплантации обладает высокой сложностью хирургического вмешательства и требует наличия специального инструментария и специально подготовленного персонала. При свободной пересадке его приживление успешно проходит в 89% случаев, однако серьёзным осложнением данной операции считается перелом, частота которого, по данным некоторых авторов, составляет 17% [31–34].

Помимо этого, в литературных источниках описано использование лоскута на основе поверхностной артерии, огибающей подвздошную кость, однако его использование в свободном виде не нашло широкого применения из-за незначительного диаметра сосудов и развития ряда осложнений, в том числе болевого синдрома, однако в некоторых исследованиях имеются данные о его 100% приживлении [26, 30]. Основным преимуществом использования лоскута из гребня крыла подвздошной кости является простая техника забора, позволяющая получить достаточно большое количество костного материала для проведения операции. Также данный трансплантат обладает остеокондуктивными и остеоиндуктивными свойствами [35].

При заборе аутотрансплантата из большой берцовой кости отмечается снижение вероятности кровотечения интраоперационно, менее выраженный болевой синдром, а также реабилитация пациента в послеоперационном периоде имеет более выраженный результат. Однако одним из отрицательных моментов для выбора большеберцовой кости является невозможность забора достаточного объёма костной ткани у детей, а также интраоперационно может быть повреждён эпифизарный хрящ, что может привести к задержке роста кости [26].

Значительно реже в литературных источниках описывается использование свободного реваску-ляризованного лоскута дистального отдела лучевой кости на сосудистой ножке. Главным преимуществом данного трансплантата является большой процент приживаемости, а также высокая скорость репарации. Однако техника забора донорского материала достаточно сложна: одним из наиболее частых осложнений данной операции является перелом лучевой кости в области забора костного трансплантата. Также в силу некоторых особенностей сосудистой анатомии и немалой роли лучевой артерии в кровоснабжении кисти использование данного трансплантата не всегда возможно без нанесения вреда [36].

Сравнительно недавно стал применяться кровоснабжаемый костный лоскут из ненагружаемой зоны медиального мыщелка бедренной кости, однако, несмотря на это, он прочно вошёл в практику по всему миру. Это стало возможно благодаря его следующим преимуществам: относительно лёгкой диссекции лоскута, стабильной сосудистой анатомии и возможности его забора в трёх вариантах (костном, периостальном и остеохондральном). Однако, помимо преимуществ, у данного метода имеются и недостатки: потенциальные проблемы донорской зоны (особенно при заборе остеохон-дрального варианта), а также относительно небольшие размеры лоскута (до 4 см), обусловленные размерами медиального мыщелка бедренной кости. Так, с учётом описанных преимуществ и недостатков, применение данного трансплантата стало «золотым стандартом» при коррекции небольших костных дефектов (как правило, костей запястья), а также остеохондральных дефектов [37, 38].

Современная травматология и ортопедия обладает обширным арсеналом методов коррекции посттравматических дефектов костной ткани. Таким образом, в настоящий момент можно выделить четыре варианта проведения аутопластики:

• •    аутопластика несвободным васкуляризованным трансплантатом по Г.А. Илизарову;

• •    свободная васкуляризованная аутопластика (трансплантат на сосудистой ножке);

• •    аутопластика свободным неваскуляризованным трансплантатом;

• •    комбинированная аутопластика [30, 39].

Несвободную костную пластику по Г.А. Илизарову и реплантацию в дефект васкуляризованного или свободного аутотрансплантата, а также разные виды свободной костной ауто- и аллопластики можно считать относительно эффективными. Однако идеальную форму костной пластики представляет собой замещение костных дефектов по Г.А. Илизарову, когда в проблемной зоне дозированно и направленно формируется хорошо васкуляризованный регенерирущий фрагмент, сохраняющий мягкие и покровные ткани. Теоретически, данный метод позволяет скорректировать костный дефект любой формы и длины. Замещение костных дефектов с удлинением отломков по Г.А. Илизарову считается одним из самых естественных методов замещения дефектов. В качестве недостатков методики можно выделить длительность лечения, необходимость постоянного контроля в период дистракции, длящийся до 3–4 месяцев, а также неудобство для пациента. Костная пластика с использованием губчатой аутокости считается эффективным средством при повторных операциях и рекомендуется большей частью исследователей, использующих методы внутренней фиксации. Сам по себе аутотрансплантат обладает хорошими кондуктив-ными и индуктивными качествами, однако слишком быстро резорбируется, не всегда приводя к консолидации [4, 20, 40].

Однако, в силу некоторых причин, применения аутопластики для полной коррекции костных дефектов не всегда достаточно [41, 42]. В качестве альтернативы возможно использование костно-замещающих материалов биологической и небиологической природы, в том числе применение тканеинженерных конструкций, полноценно имитирующих аутогенную костную ткань в необходимом объёме [43]. Неорганические имплантаты интегрируются благодаря адсорбции ионов и протеинов на их поверхности с последующим формированием биопленки и адгезией клеток, а органические – замещают дефект ткани за счёт прорастания сосудов вглубь ткани имплантата [4].

Так, в статье Анастасиевой Е.А. и соавторов [29] была продемонстрирована возможность использования депротеинизированной костной ткани в качестве матрицы для тканеинженерной конструкции, и по результатам оценки тканей области имплантации отсутствовали какие-либо признаки воспалительного процесса или деструктивных изменений ткани, что показало биологическую безопасность их применения в отношении живых тканей. Помимо этого, особый интерес представляют искусственные биорезорбируемые гидрогелевые матриксы, полученные из компонентов внеклеточного матрикса. Применение коллагенового гидрогеля в комбинации с губчатой аутокостью позволило Давыдову Д.В. [4] и Гуражеву М.Б. [5] улучшить результаты лечения атрофических ложных суставов и сократить срок сращения на 20%, а эксперимент Жукова Д.В. и со-авт. [44] по применению костной цементной фиксации вообще не показал положительных результатов.

Исследование, проведённое Тишковым Н.В. [9], позволило систематизировать и предложить для лечения ложных суставов диафиза плечевой кости технологию комбинированного чрескостного компрессионного остеосинтеза в комбинации с продольной кортикотомией в области псевдоартроза, позволившей стимулировать процессы репарации костной ткани, а также оценить её клиническую эффективность. Применение данной методики совместно с соблюдением рекомендуемых позиций для введения чрескостных конструкций и оптимальной установки чрескостного аппарата позволило стабильно зафиксировать костные фрагменты на протяжении всего периода фиксации в чрескостном аппарате с возможностью сохранения движения в локтевом и плечевом суставах. Сочетание компрессии и продольной кортикотомии в зоне ложного сустава позволило авторам добиться ускорения восстановления целостности костной ткани [9].

Обсуждение

Таким образом, развитие травматологии и ортопедии активно способствует постоянному пополнению спектра имплантов, которые можно использовать для заращения ложных суставов диафиза плечевой кости. Для производства имплантов задействуют как биологические, так и синтетические материалы. Наиболее перспективными считаются разработки тканевой биоинженерии, позволяющие объединять и структурировать совершенно различные по своей природе материалы в костных заменителях, особенно, когда их использование дополнено применением клеточных технологий или внедрением биологически активных молекул. В то же время большая часть исследований имплантов, включающих клеточные стратегии, производилась только на животных моделях, что сильно ограничило спектр их клинического применения, поскольку человеческая костная ткань обладает своими характерными особенностями заживления. Кроме того, перед внесением любых препаратов в спектр терапевтических необходимо предварительно детально исследовать потенциальные противопоказания и побочные действия каждой из предлагаемых методик [45].

По данным литературных источников, рациональное сочетание костной аутопластики различных методик остеосинтеза является хорошей альтернативой, обеспечивающей снижение вероятности неблагоприятного исхода лечения. Грамотная комбинация трансплантата, а также средств внутренней и внешней фиксации позволяет полностью восстановить повреждённую кость, предотвратить развитие осложнений и достичь удовлетворительного клинического результата. Описанный выше костно-замещающий метод широко используется как в отечественных, так и в зарубежных клиниках [20, 32, 46].

Для устранения ложных суставов применяется широкое разнообразие микрохирургических лоскутов, самыми распространёнными из них можно назвать лоскут латерального края лопаточной кости на огибающих её сосудах, васкуляризованные лоскуты большеберцовой и малоберцовой костей, лоскут на артерии, огибающей подвздошную кость, а также лоскут из ненагружаемой зоны медиального мыщелка бедренной кости и различные биогенные импланты. Следует отметить отсутствие единства взглядов на проблему у разных авторов, что говорит о возможности выбора тактики лечения в соответствии с особенностями повреждения и организма пациента, а также оснащения больницы и подготовки и предпочтений медицинского персонала. Все имеющиеся хирургические методы лечения пациентов с ложными суставами и дефектами длинных костей нижних конечностей обладают как доказанным положительным эффектом, так и существенными недостатками. Сравнивая различные методики проведения операций и типы аутотрансплантатов, можно сделать следующие выводы: использование в качестве донорского материала крыла гребня подвздошной кости, несмотря на простую технику забора костного материала, наносит достаточно большой ущерб. Лоскут дистальной части лучевой кости обладает достаточно непостоянной сосудистой анатомией и сложной техникой пересадки, хотя более быстро приживается. Лоскут латерального края лопатки лишен недостатков, характерных для первых двух аутотрансплантатов, однако он чаще используется при реконструкции костей черепа и не находит широкого применения в пластике диафиза плечевой кости. В то же время васкуляризированный лоскут малоберцовой кости практически лишён недостатков: он обладает надежным и автономным кровоснабжением, высокой скоростью сращения и приживаемостью. Главная сложность в его использования заключается в технике проведения операции, требующей наличия специального инструментария и подготовленного персонала. Однако, к сожалению, на данном этапе развития травматологии и ортопедии проблему устранения ложных суставов, в том числе и плечевой кости, всё ещё нельзя признать решённой до конца.

Заключение

За последние десятилетия в клинической практике предложено множество подходов к тактике и выбору лечебных средств для восстановления целостности кости, а также восстановления опорной и двигательной функций травмированной конечности. Анализ данных, полученных из литературных источников, показал, что наилучшие результаты при лечении ложных суставов диафиза плечевой кости продемонстрировали методики, комбинирующие использование костной аутопластики и дополнительных металлоконструкций.