Реконструкция послеоперационного дефекта углеродным наноструктурным имплантатом с интрамедуллярным остеосинтезом после резекции длинных трубчатых костей по поводу первичных и метастатических опухолей

Первичные злокачественные опухоли костей составляют 0,001 % от всех впервые выявленных злокачественных новообразований [1]. Метастатическое поражение костей встречается в 35–40 раз чаще первичных опухолей. По частоте метастатического поражения кости занимают 3-е место после печени и легких. У 9–29 % пациентов с метастазами в кости первым проявлением опухолевого процесса является патологический перелом. Наиболее часто поражение скелета метастазами встречается при раке молочной железы, щитовидной железы, предстательной железы, легкого, почки, колоректальном раке. Метастазы в длинные трубчатые кости составляют 13–24 % [2]. Течение метастатического процесса в 5–30 % осложняется патологическим переломом, что требуют хирургического лечения у 9–12 % больных. Первичные опухоли костей осложняются развитием патологического перелома в 1–10 %. Современные методы диагностики и лечения позволяют выполнять органосохраняющие операции как при первичных, так и при метастатических опухолях костей [3].

Лечение диссеминированных форм рака шагнуло далеко вперед, благодаря появлению новых поколений цитостатиков, таргетных и иммуноон-кологических препаратов. В связи с этим значительно увеличилась выживаемость пациентов, что расширяет показания к резекционным операциям с реконструктивным этапом [4]. Поражение диафиза длинных трубчатых костей как при первичных, так и при метастатических опухолях встречается значительно реже, чем поражение эпиметафизов [5].

В эпифизарной зоне могут локализоваться гигантоклеточная опухоль, хондробластома, хондросаркома [6]. Метафизарное расположение характерно для остеосаркомы. Наиболее часто диафиз кости поражается при саркоме Юинга и PNET, а также при метастазах [7, 8].

При литических поражениях кости высок риск патологического перелома. Угроза развития патологического перелома при поражении длинных костей оценивается по шкале Mirel (1989). Развитие патологического перелома при локализации очага в области диафиза в значительной степени ухудшает состояние пациента с выпадением функции пораженной конечности [9]. Несмотря на то, что патологический перелом не является противопоказанием к химиотерапии, нередко больным отказывают в ее проведении в связи с невозможностью пациента самостоятельно передвигаться, поэтому при угрозе патологического перелома приоритетным является вопрос о хирургическом лечении.

Выбор метода операции зависит от гистотипа и степени дифференцировки опухоли, протяженности поражения [10]. При первичных опухолях оперативные вмешательства включают сегментарные резекции кости и ампутации/экзартикуляции. Сегментарные резекции длинных костей при первичных злокачественных опухолях включают обязательный реконструктивный этап в виде эндопротезирования, реконструкции с использованием аллоимплантов или аутокости с дополнением ее остеосинтезом (накостным, интрамедуллярным, чрескостным) [11–15]. При метастазах диафизарной локализации выполняются резекционные и стабилизирующие операции [16]. Стабилизирующие операции (интрамедуллярный остеосинтез блокированным штифтом, накостный остеосинтез) не предусматривают резекции патологического очага и являются паллиативными вмешательствами, обеспечивающим контроль болевого синдрома и стабильность пораженного сегмента конечности [17] и в дальнейшем требуют дополнительной дистанционной лучевой терапии для обеспечения локального контроля [18, 19]. Однако достаточно часто лучевой терапии бывает недостаточно для достижения данной цели, что приводит к росту метастатического очага и, как следствие, нестабильности металлоконструкции. Резекционные операции включают внутриочаговую резекцию с использованием методов локальной деструкции (криодеструкция, термоаблация) и пластикой костным цементом, сегментарные резекции с пластикой дефекта эндопротезом, аллоимплантатами, костными аутотрансплантатами [20].

При опухолевом поражении диафиза в ходе реконструкции постоперационного дефекта ставятся следующие задачи: обеспечение стабильности концов резецированной кости и имплантата, профилактика формирования ложного сустава, восстановление длины конечности, реализация возможности ранней реабилитации с максималь- ным восстановлением функции конечности [21]. Для реконструкции диафизарных послеоперационных дефектов применяются аутотрансплантаты (васкуляризированные и неваскуляризированные), аллоимплантаты, эндопротезы, имплантаты (титановые и углеродные) в сочетании с погружным остеосинтезом (БИОС), а также компрессионнодистракционный остеосинтез по Илизарову [22–24]. Учитывая особенности комбинированного лечения опухолей костей, метод Илизарова, предполагающий длительные сроки лечения (3–4 мес), не является удовлетворительным вариантом, поскольку требует отсрочки начала лучевой и/ или химиотерапии, что негативно влияет на общую и безрецидивную выживаемость. Неваскуляризированные аутотрансплантаты и аллоимплантаты также имеют свои недостатки, в частности, отсутствие биоинтеграции, ограниченные возможности реконструкции (замещение непротяженных дефектов), функциональный и косметический дефект в донорской области [25, 26]. Применение аллотрансплантатов ограничивается отсутствием банков донорской кости в большинстве лечебных учреждений, а также ввиду длительных сроков для консолидации имплантата (длительная иммобилизация и задержка проведения химиолучевой терапии) [27]. Диафизарные эндопротезы изготавливаются из титанового сплава или полиоксиметилена, чаще индивидуального дизайна [28, 29]. При оперативном лечении опухолей с поражением диафиза эндопротезирование или сочетание углеродного имплантата с остеосинтезом являются наиболее предпочтительными вариантами, т.к. обеспечивают раннюю активизацию и своевременное начало лучевой и/или химиотерапии (3–4 нед после операции).

Цель исследования – улучшение результатов хирургического лечения опухолей длинных трубчатых костей диафизарной локализации.

Материал и методы

Для решения данных задач нами была предложена технология, основанная на реконструкции постоперационного дефекта углеродным наноструктурным имплантатом (УНИ) в комбинации с интрамедуллярным остеосинтезом блокированным штифтом. Имплантаты представляют собой прочный пористый композит из углеродных волокон, связанных наноструктурной углеродной матрицей, который по своим свойствам близок к свойствам человеческой кости [30]. Данный материал, являющийся инновационным изобретением, запатентован в 2002 г., а в 2008 г. получил регистрационное удостоверение. С 2008 г. начали выполняться оперативные вмешательства с реконструкцией послеоперационных дефектов углеродными наноструктурными имплантатами. С этого времени совершенствуются линейка продукции, технологии изготовления материала, а в 2015 г. был построен завод по производству УНИ. Углеродные наноструктурные имплантаты используют-

Рис. 1. Углеродный наноструктурный имплант

Fig. 1. Carbon nanostructured implant ся для реконструкции дефектов при оперативных вмешательствах на длинных костях, позвонках [31]. Имплантаты имеют плотность, близкую к костной ткани человека, биоинертны, обладают свойством остеоиндукции, рентгенонегативны, а также могут являться депо для лекарственных препаратов (рис. 1). При опухолях костей УНИ используются для замещения пострезекционных дефектов и формирования спейсеров при двухэтапном эндопротезировании [32, 33]. Нами предложен метод реконструкции диафизарных послеоперационных дефектов с использованием углеродных наноструктурных имплантатов в сочетании со стабилизирующей системой. Этапы операции по поводу злокачественного новообразования с поражением диафиза включают резекцию пораженного участка кости в пределах здоровых тканей; установку интрамедуллярного блокированного штифта с углеродным имплантатом, замещающим постоперационный дефект; блокировку штифта винтами, обеспечивающую плотный контакт имплантата с костью и стабильность конструкции. В последующем это обеспечивает формирование костно-углеродного блока.

Всего прооперировано 25 пациентов (таблица). Морфологические варианты опухолей представлены метастазами рака молочной железы (n=11), рака почки (n=9), меланомы (n=1), эпителиоидной гемангиоэндотелиомой (n=1), гигантоклеточной опухолью (n=1), деструкцией костной ткани на фоне гиперпаратиреоза, вызванного аденомой паращитовидной железы (n=2). У 9 пациентов был состоявшийся патологический перелом. До операции все пациенты получали анальгетики (от нестероидных противовоспалительных средств до морфина), индекс боли по ВАШ составлял от 5 до 8 баллов. Во всех случаях ранний послеоперационный период протекал без осложнений.

Данный вариант реконструкции позволяет начать реабилитационные мероприятия через 1–2 нед (через 2 нед – при резекции бедренной кости) после вмешательства с максимальным восстановлением функции оперированной конечности, а также обеспечить продолжение лекарственной терапии через 2–3 нед после операции. После хирургического лечения (результат анализировался через 3 мес после операции) большинство пациентов (n=22) ограничиваются приемом ненаркотических анальгетиков до 2 раз в нед, 3 больных получают трамадол перорально до 4 раз в нед. В среднем функциональные результаты (по MSTS) через 3 мес после операции составили для верхней конечности 80 %, для нижней конечности – 70 %. Локальное прогрессирование не выявлено ни в одном случае. Системная диссеминация отмечена у 8 пациентов, что потребовало смены схемы лекарственного лечения.

Клинический случай

Пациентка З., 1946 г.р. В январе 2017 г. выполнено иссечение пигментной опухоли кожи поясничной области справа в условиях поликлиники по месту жительства с использованием аппарата «Сургитрон». При пересмотре гистологических препаратов в РКОД верифицирована меланома кожи pTхN0M0 (установить уровень инвазии невозможно). Выполнено широкое реиссечение послеоперационного рубца, затем больная находилась под диспансерным наблюдением. В августе 2019 г. стала отмечать боли в области левого плеча, не связанные с физической нагрузкой, травмой. В сентябре 2019 г., при плановой позитронно-эмиссионной томографии выявлено очаговое поражение левой плечевой кости. По данным рентгенографии имелся очаг в средней трети диафиза литического характера с деструкцией кортикального слоя (патологический перелом без смещения) (рис. 2). При остеосцинтиграфии

Рис. 2. Рентгенограмма до операции

Fig. 2. X-ray before surgery

Таблица/table

Характеристика больных с реконструкцией послеоперационных дефектов углеродным наноструктурным имплантатом

patients with reconstruction of postoperative defects with a carbon nanostructured implant

Пациент/ Patient	Морфологический вариант/ Morphological type	Локализация патологического очага/ Tumor location	ВАШ до операции/ VAS before surgery	ВАШ после операции/ VAS after surgery	Функциональный результат до операции по шкале MSTS/ Functional result before surgery (MSTS)	Функциональный результат после операции по шкале MSTS/ Functional result after surgery (MSTS)	Выживаемость/ Survival rate
Ж., 78 лет/ W., 78 years	Меланома/ Melanoma	Плечевая кость/ Humerus	8	3	40 %	67 %	12 мес, прогрессирование (висцеральные метастазы)/ 12 months, progression (visceral metastases)
Ж., 61 год/ W., 61 years	Рак молочной железы/ Breast cancer	Бедренная кость/ Femur	7	2	40 %	83 %	26 мес, без прогрессирования/ 26 months, without progression
Ж., 70 лет/ W., 70 years	Рак молочной железы/ Breast cancer	Бедренная кость/ Femur	8	4	40 %	83 %	24 мес, жива, без прогрессирования/ 24 months, alive, without progression
М., 51 год/ М., 51 years	Гигантоклеточная опухоль/ Giant cell tumor	Лучевая кость/ Radius bone	8	4	53 %	70 %	24 мес, жив, без прогрессирования/ 24 months, alive, without progression
М., 72 года/ М., 72 years	Рак почки/ Kidney cancer	Бедренная кость/ Femur	8	3	40 %	83 %	7 мес, жив, без прогрессирования/ 7 months, alive, without progression
Ж., 80 лет/ W., 80 years	Рак почки/ Kidney cancer	Бедренная кость/ Femur	7	3	40 %	83 %	4 мес, жива, без прогрессирования/ 4 months, alive, without progression
Ж., 80 лет/ W., 80 years	Рак молочной железы/ Breast cancer	Плечевая кость/ Humerus	8	3	40 %	83 %	3 мес, жива, без прогрессирования/ 3 months, alive, without progression
М.,77 лет/ М., 77 years	Рак почки/ Kidney cancer	Бедренная кость/ Femur	7	3	40 %	83 %	24 мес, жив, без прогрессирования/ 24 months, alive, without progression
Ж., 59 лет/ W., 59 years	Рак молочной железы/ Breast cancer	Бедренная кость/ Femur	8	2	40 %	83 %	14 мес, жива, без прогрессирования/ 14 months, alive, without progression
Ж., 72 года/ W., 72 years	Эпителиоидная гемангиоэндотелиома/ Epithelioid hemangioendothelioma	Бедренная кость/ Femur	7	2	73 %	83 %	24 мес, без прогрессирования/ 24 months, alive, without progression
М., 56 лет/ М., 56 years	Гиперпаратиреоз/ Hyperparathyroidism	Бедренная кость/ Femur	7	2	73 %	83 %	16 мес, жив, без прогрессирования/ 16 months, alive, without progression
М., 62 года/ М., 62 years	Гиперпаратиреоз/ Hyperparathyroidism	Бедренна я кость/ Femur	7	3	40 %	83 %	20 мес, жив, без прогрессирования/ 20 months, alive, without progression
Ж., 67 лет/ W., 67 years	Рак молочной железы/ Breast cancer	Плечевая кость/ Humerus	6	2	73 %	83 %	14 мес, жива, прогрессирование (скелет)/ 14 months, alive, progression (skeleton)

Окончание таблицы/end of table

Ж., 46 лет/ W., 46 years Рак почки/ Kidney cancer Плечевая кость/ Humerus 7 2 40 % 73 % 8 мес, жива, прогрессирование (висцеральные метастазы)/ 8 months, alive, progression (visceral metastases) М., 66 лет/ М., 66 years Рак почки/ Kidney cancer Бедренная кость/ Femur 6 3 40 % 83 % 10 мес, жив, прогрессирование (скелет)/ 10 months, alive, progression (skeleton) Ж., 73 года/ W., 73 years Рак молочной железы/ Breast cancer Бедренная кость/ Femur 6 2 40 % 83 % 13 мес, жива, прогрессирование (висцеральные метастазы)/ 13 months, alive, progression (visceral metastases) Ж., 79 лет/ W., 79 years Рак молочной железы/ Breast cancer Плечевая кость/ Humerus 8 3 40 % 83 % 5 мес, жива, прогрессирование (скелет)/ 5 months, alive, progression (skeleton) М., 58 лет/ М., 58 years Рак почки/ Kidney cancer Плечевая кость/ Humerus 6 3 73 % 83 % 7 мес, прогрессирование (висцеральные метастазы)/ 7 months, alive, progression (visceral metastases) Ж. 75 лет/ W., 75 years Рак почки/ Kidney cancer Плечевая кость/ Humerus 7 2 73 % 83 % 9 мес, жива, без прогрессирования/ 9 months, alive, without progression М., 69 лет/ М., 69 years Рак почки/ Kidney cancer Бедренная кость/ Femur 7 3 40 % 67 % 10 мес, жив, прогрессирование (скелет)/ 10 months, alive, progression (skeleton) Ж., 69 лет/ W., 69 years Рак молочной железы/ Breast cancer Бедренная кость/ Femur 7 2 40 % 67 % 8 мес, жива, без прогрессирования/ 8 months, alive, without progression Ж., 60 лет/ W., 60 years Рак молочной железы/ Breast cancer Плечевая кость/ Humerus 8 2 60 % 83 % 14 мес, жива, без прогрессирования/ 14 months, alive, without progression Ж., 72 года/ W., 72 years Рак молочной железы/ Breast cancer Плечевая кость/ Humerus 8 3 60 % 83 % 12 мес, жива, без прогрессирования/ 12 months, alive, without progression М, 70 лет/ М., 70 years Рак почки/ Kidney cancer Бедренная кость/ Femur 6 2 60 % 83 % 9 мес, жив, без прогрессирования/ 9 months, alive, without progression Ж., 77 лет/ W., 77 years Рак молочной железы/ Breast cancer Плечевая кость/ Humerus 8 3 60 % 83 % 11 мес, умерла по причинам, не связанным с основным заболеванием / 11 months, died for reasons unrelated to the underlying disease выявлена гиперфиксация радиофармпрепарата в средней трети левой плечевой кости протяженностью 40 мм. Выполнена открытая биопсия очага плечевой кости. При гистологическом исследовании: метастаз меланомы в плечевую кость. Учитывая выраженный болевой синдром, отсутствие висцеральных метастазов, солитарный характер метастатического поражения скелета, удовлетворительный соматический статус, решено выполнить резекцию плечевой кости с реконструктивным этапом. На операции в декабре 2019 г. выполнен послойный разрез в области средней трети левого плеча по задне-латеральной поверхности с обеспечением доступа к плечевой кости. В области средней трети диафиза имелась опухоль, диаметром 4,3 см, с деструкцией кортикального слоя и мягкотканым компонентом. Острым путем выполнена мобилизация плечевой кости с опухолью и резекция на протяжении 7 см (рис. 3, 4). Для замещения послеоперационного дефекта использован углеродный наноструктурный имплантат, длиной 7 см. Интрамедуллярный штифт установлен в костномозговой канал, проведен через канал имплантата и фиксирован блокирующими винтами:

Рис. 4. Удаленный препарат

Fig. 4. Surgical resection specimen

Рис. 3. Пострезекционный дефект

Fig. 3. Post-resection defect

Рис. 5. Реконструктивный этап

Fig. 5. Reconstruction of postoperative defect

Рис. 6. Рентгенограмма после операции

Fig. 6. X-ray after surgery

2 – в области проксимального эпиметафиза, 2 – в нижней трети диафиза плечевой кости (рис. 5). Рана послойно ушита с оставлением дренажа. Послеоперационное течение гладкое, дренаж удален на 3-и сут. С 7-х сут начаты реабилитационные мероприятия. В раннем послеоперационном периоде пациентка отмечала умеренный болевой синдром, купируемый введением НПВС. К моменту выписки (10-е сут) движения в плечевом суставе незначительно ограничены за счет сохраняющегося незначительного болевого синдрома, в локтевом суставе движения в полном объеме. В последующем назначена иммунотерапия, отмечена стабилизация заболевания. Период наблюдения – 8 мес. Функциональный результат хороший (MSTS – 80 %). Рентгенологически система стабильна (рис. 6).

Заключение

Выполнение резекционных операций с реконструктивным этапом при метастазах диафизарной локализации показано в случае солитарных метастазов рака молочной железы, почки, толстой и прямой кишки, меланомы кожи, при хорошем онкологическом прогнозе заболевания и удовлетворительном соматическом статусе пациента, а также при первичных злокачественных опухолях костей в качестве метода выбора на этапе оперативного лечения. Оперативное вмешательство обеспечивает удовлетворительный локальный контроль заболевания, а также хорошие функциональные результаты. Углеродные наноструктурные имплантаты позволяют реконструировать костные дефекты различной протяженности, также с возможностью использования металлоконструкций и различных способов закрытия дефектов мягких тканей. Имплантаты не вызывают реакции отторжения. При обеспечении плотного контакта имплантата с костью в последующем происходит формирование костно-углеродного блока, способствующего стабильности имплантата. Наличие в организме пациента углеродного наноструктурного имплан- тата не является противопоказанием для любого системного противоопухолевого лечения, а также