Применение сетчатых титановых имплантатов для замещения грудных и поясничных позвонков

ОБМЕН ОПЫТОМ Щ

Применение сетчатых титановых имплантатов для замещения грудных и поясничных позвонков

Белецкий А.В., Мазуренко А.Н., Макаревич С.В., Воронович И.Р.

РНПЦ травматологии и ортопедии, Минск, Беларусь

Beletsky A.V., Mazurenka A.N., Makarevich S.V., Varanovich I.R.

Republican Scientific and Practical Center of Traumatology and Orthopedics, Minsk, Belarus

The use of titanium mesh implants for replacement of the thoracic and lumbar vertebrae

Резюме. Описана методика использования сетчатых титановых цилиндрических имплантатов - одного из новых методов вентральной реконструкции позвоночника. Имплантат, заполненный костной тканью, получаемой в результате резекции позвонка, устанавливается между замыкательными пластинками. Используются преимущества аутотрансплантатов, но методика не ограничивается анатомическими размерами гребня подвздошной кости. Применяется в сочетании с фиксаторами, необходимыми для стабилизации оперируемого сегмента. Измельченный неструктурный губчатый аутотрансплантат, которым заполняется кейдж, обеспечивает прочное костное сращение и стабильность позвоночника в долгосрочной перспективе. Авторами прооперировано 200 пациентов с применением оригинального имплантата. Опыт авторов свидетельствует, что разработанная в РНПЦ травматологии и ортопедии методика вентрального спондилодеза обеспечивает восстановление опороспособности передних отделов позвоночника, создаются оптимальные условия для формирования спондилодеза и разгружается фиксатор, значительно уменьшается операционная травма при операциях переднего спондилодеза. Ключевые слова: хирургия позвоночника, вентральный спондилодез, сетчатые титановые имплантаты.

Медицинские новости. — 2015. — №5. — С. 32—35. Summary. The use of titanium mesh cylindrical implants - one of the new methods of ventral reconstruction of the spine is described. The implant is filled with bone tissue are obtained by resection of the vertebral endplates and is installed between them. The technique has advantage of the autografts, but is not limited to the anatomical dimensions of the iliac crest. Used in conjunction with internal fixation needed to stabilize the operated segment. Nonstructural cancellous autograft that fills cage, provides a solid bony fusion of the spine and stability in the long term. Authors operated 200 patients using the original implant. Experience of authors shows that the method provides recovery of stability of the spine, to create optimal conditions for the formation of fusion and unloading instrumentation when using the latter. The method significantly reduce surgical trauma during anterior fusion. Keywords: spine surgery, anterior spine fusion, mesh cylindrical titanium cages. Meditsinskie novosti. - 2015. - N5. - P. 32-35.

Хирургия позвоночника - одна из наиболее динамично развивающихся областей медицины. В процессе хирургических вмешательств на позвоночнике часто выполняется резекция тела позвонка, поэтому актуальна проблема восстановления опороспособности позвоночника. В периодических медицинских изданиях регулярно появляется информация о новых методах вмешательств и новых материалах. Широко применяются методы с использованием кортикально-губчатого аутотрансплантата из гребня подвздошной кости и кортикального алло-трансплантата. Операция сопровождается транспедикулярной фиксацией (ТПФ) или вентральной фиксацией позвоночника пластиной [6].

Один из новых методов вентральной реконструкции грудного и поясничного отделов позвоночника - использование сетчатых титановых цилиндрических им-плантатов [1, 3]. Имплантат устанавливается вертикально между замыкательными пластинками после резекции тела позвонка и прилежащих межпозвонковых дисков. Метод использует преимущества ауто-трансплантатов, но не ограничен анато-

мическими размерами гребня подвздошной кости [9]. Имплантат обеспечивает сравнительно быстрое восстановление опороспособности вентральных отделов позвоночника. Устройство используется в сочетании с фиксаторами, необходимыми для стабилизации оперируемого сегмента. Измельченный неструктурный аутотрансплантат, которым заполняется кейдж, обеспечивает прочное костное сращение и стабильность позвоночника в долгосрочной перспективе [2, 4, 7, 10].

Аутотрансплантат - наиболее эффективный материал для осуществления спондилодеза. При вмешательствах на передних отделах позвоночника практически всегда выполняется резекция части или всего тела (тел) позвонков с целью освобождения от сдавления спинного мозга. Резецируемый материал представляет собой в основном губчатую кость в виде мелких (диаметром 3-10 мм) фрагментов. Костная щебенка самостоятельно не может использоваться для замещения дефекта тел позвонков, так как не обеспечивает опороспособности, также она не используется в процессе выполнения операций по поводу травматической патологии.

Аутокость обладает всеми необходимыми для формирования сращения свойствами: остеоиндуктивностью, остеокондуктивно-стью и остеогенностью. Аутотрансплантат содержит морфогенетические белки, минеральные составляющие и некоторое количество живых остеобластов. В наибольшей степени данными свойствами обладает губчатая кость, не имеющая достаточной механической прочности. Тогда как передний межтеловой спондилодез требует большой механической прочности трансплантата.

Специалистами РНПЦ травматологии и ортопедии совместно с НПО «Медбио-тех» в ходе выполнения инновационного проекта разработаны сетчатые титановые имплантаты (рис. 1), использующиеся для осуществления переднего межтелового спондилодеза различных отделов позвоночника. Имплантаты изготавливаются из титана марки ВТ1-0, ВТ-6. При выполнении корпородеза имплантаты заполняются аутокостью, получаемой в процессе резекции позвонка. В случае межтелового спондилодеза, то есть замещения межпозвонкового диска, возможно использование измельченных ребер, резецируемых

ЦД Обмен опытом

и достаточный объем материала трансплантата. Поэтому имплантаты должны максимально подходить по диаметру к опорным замыкательным пластинкам позвонков оперируемого сегмента, а также соответствовать по высоте межтеловому промежутку при межтеловом спондило-дезе или высоте тела позвонка и смежных дисков при корпородезе.

Общая характеристика имплантата. Сетчатый имплантат относится к новому классу устройств, предназначенных для замещения тела позвонка. Применяется в случае необходимости реконструкции передних отделов позвоночника с целью обеспечения выполнения корпородеза и надежной передней стабилизации.

Показания к применению - нестабильность позвоночника за счет поражения переднего опорного комплекса: взрывные оскольчатые переломы, посттравматические деформации, дегенеративно-дистрофические поражения, деформации позвоночника, требующие переднего межтелового спондилодеза, первичные и метастатические опухоли, деформации после перенесенных воспалительных процессов.

Основой конструкции служит сетчатый полый титановый цилиндр, заполняемый костными неструктурными трансплантатами. В англоязычной литературе данный тип имплантатов называется «mesh» (ячейка сети), в русскоязычном варианте используется транслитерация «мэш». Подбор по длине и диаметру в зависимости от хирургической ситуации и методики осуществляется путем выбора имплантата требуемого диаметра и подгонки с помощью кусачек (рис. 2).

Для установки имплантата используются передние и передне-боковые доступы к соответствующим отделам позвоночника. Различные типоразмеры имплантатов позволяют выполнить замещение тела позвонка на всех уровнях. Рекомендуется предоперационное компьютерно-томографическое исследование зоны установки опорных площадок имплантата и фиксирующих винтов. В случае травматического повреждения или разрушения опухолью возможно изменение плана вмешательства. В послеоперационном периоде материал конструкции позволяет выполнять МРТ-обследование без существенных артефактов.

Особенности операций на грудном отделе позвоночника.. Применяется инту-бационный наркоз. Больной укладывается, как правило, на левый бок для выполнения вмешательства на уровне Th5-Th10 сегментов позвоночника. При операциях на

Рисунок 1

Общий вид сетчатых титановых имплантатов

Рисунок 2

Формирование имплантата необходимого размера по высоте с помощью ножниц путем откусывания по ребрам жесткости

при торакотомии, или неструктурного губчатого аутотрансплантата, забираемого из подвздошной кости без ее резекции.

Разработанные имплантаты устанавливаются в вертикальном положении между замыкательными пластинками после резекции тела позвонка и межпозвонковых дисков. Обеспечивается восстановление высоты, конфигурации и опорности позвоночного сегмента в передних его отделах, несущих 80% осевой нагрузки на позвоночник. Кейдж заполняется резецируемой тканью тела позвонка. Используемая костная щебенка служит хорошим материалом для достижения сращения. При этом выбор хирургом метода лечения не зависит от размеров и свойств гребня подвздошной кости пациента. Исключается дополнительное травмирование, неизбежное при необходимости забора костного корти-кально-губчатого трансплантата.

Таким образом, при проведении спон-дилодеза сетчатые титановые имплантаты выполняют две функции: являются «емкостью» для костно-пластического материала и обеспечивают восстановление опороспособности передних отделов позвоночника. Для успешного спондилодеза необходимы достаточная площадь контакта кости с пластическим материалом

грудопоясничном переходе (ТМ1 ^2) можно использовать как лево-, так и правосторонний доступ. С помощью хирургического стола или валика оперируемому сегменту позвоночника придается положение бокового переразгибания для раскрытия межреберных промежутков и облегчения доступа. Желательно добиться, чтобы положение больного на операционном столе было строго боковым. Это облегчает ориентировку хирурга относительно структур позвоночника при выполнении резекции тела позвонка, декомпрессии спинного мозга и установке имплантата. Хирургический доступ производится на два ребра проксимальнее зоны вмешательства. Для расширения доступа при вертебрэктомии целесообразно выполнять резекцию ребра. Оптимальным доступом к грудопоясничному переходу представляется торакотомия в 10-м межреберье или доступ с резекцией 10-го ребра.

Хирургическое вмешательство на поясничном отделе позвоночника выполняется, как правило, в положении пациента на левом боку (реже правом) для выполнения вмешательства на верхних поясничных позвонках (ЦК3) и диске L3-4. При вмешательстве на нижнепоясничных позвонках (диске L4-5, L5-позвонке, диске L5-S1) целесообразно использовать левосторонний доступ. Доступ к L1-позвонку в ряде случаев требует выполнения тора-кофренолюмботомии - комбинированного чресплеврального и забрюшинного доступа, сопровождающегося рассечением диафрагмы. Доступ к нижележащим позвонкам не требует рассечения диафрагмы - выполняется люмботомия. С помощью валика или изменения наклона отдельных секций хирургического стола оперируемому сегменту позвоночника придается положение бокового разгибания для раскрытия промежутка между реберной дугой и крылом подвздошной кости и облегчения доступа. Положение больного на операционном столе строго боковое при вмешательстве на уровне ЦК3. Это облегчает ориентировку хирурга относительно структур позвоночника при выполнении резекции тела позвонка, декомпрессии спинного мозга и установке имплантата. При вмешательстве на уровне L4- и L5-позвонков наклон больного составляет от 10 до 45 градусов. Это обусловлено анатомией крупных сосудов забрюшинного пространства и зависит от характера вмешательства и особенностей доступа.

Предпочтение следует отдавать за-брюшинным доступам. При передне-боковом доступе (реберно-паховом) разрез вы-

№ 5 • 2015

МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ

Обмен опытом |МН

полняется косо от передней подмышечной линии до наружной поверхности прямой мышцы живота с послойным разделением или пересечением мышц брюшной стенки. После достижения забрюшинного пространства органы брюшной полости мобилизируются и смещаются медиально. При переднем (парамедиальном) доступе разрез выполняется параллельно средней линии: на 3 см латеральнее с левой стороны. Начинается разрез сразу выше пупка и продолжается до точки на 5 см выше лобкового симфиза. Доступ осуществляется послойно до прямой мышцы живота, ее влагалище также рассекается продольно. Далее доступ осуществляется по медиальному краю прямой мышцы. По достижении медиального края мышцы от ее задней поверхности отделяется поперечная фасция. Эпигастральные сосуды остаются на внутренней поверхности прямой мышцы живота. Затем выделяется Ид. агсиаит, служащая ориентиром доступа в забрю-шинное пространство. После рассечения связки брюшина мобилизуется и отводится медиально и вверх. Обнажаются поясничная мышца, подвздошные сосуды и мочеточники. Пальпаторно обнаруживается и выделяется крестцовый мыс (диск L5-S1). Для подтверждения выделенного уровня выполняется рентгенограмма. Зона вмешательства полностью освобождается от мягких тканей, перевязываются и пересекаются сегментарные и крестцовые сосуды. Для защиты сосудов и внутренних органов во время хирургического вмешательства используются спицы Илизарова или ретракторы НоЬтапп. Ретракторы или спицы плотно вбиваются в костную ткань позвоночника и крестца. Нами используются комбинации ретракторов и спиц. Передняя продольная связка рассекается Н- или П-образно на уровне межпозвонкового диска. Ткань диска тщательно удаляется в максимальном по площади объеме вплоть до замыкательных пластинок. На уровне пояснично-крестцового отдела позвоночника ввиду значительной механической нагрузки не рекомендуется удалять замыкательные пластинки. В пространство межпозвонкового диска устанавливается имплантат.

Резекция межпозвонковых дисков и тела позвонка. Для определения уровня операции в диск устанавливается игла и в боковой проекции выполняется рентгенограмма или снимок с помощью электронно-оптического преобразователя. В случае трудностей ориентировки среди анатомических структур позвоночника выполняются снимки в прямой и косых проекциях. Параллельно уточняется рас-

Рисунок 3

I Рентгенологическое обследование пациента П: а - результаты предоперационного КТ-сканирования, определяется оскольчатый перелом и1-позвонка; б - рентгенограмма после первого этапа хирургического вмешательства, имплантат в сегменте ТМ2^2; в - рентгенограмма после второго этапа хирургического вмешательства, транспедикулярный фиксатор в сегменте ТМ2^2

Рисунок 4

Рентгенологическое обследование пациента Г.: а - результаты послеоперационного КТ-сканирования через 7 месяцев после операции, определяется сращение ТМ2^2; б - результаты послеоперационного КТ-сканирования через 12 месяцев после операции, определяется дальнейшая перестройка костной ткани внутри имплантата

ТИ12

положение оперируемого сегмента относительно плоскости операционного стола. Рассекается передняя продольная связка, обнажаются межпозвонковые диски и тела позвонков. Удаляется межпозвонковый диск (диски). При необходимости резецируется тело позвонка. В процессе удаления межпозвонковых дисков, смежных с пораженным позвонком, следует избегать повреждения замыкательных пластинок. Это важное условие стабильности позвоночника после установки имплантата. Если необходима фиксация пластиной, проводится подготовка передней поверхности тел позвонков: удаляются остеофиты, оссификаты передней продольной связки, часто встречаемые на грудном уровне.

Установка имплантата. Циркулем измеряется размер образовавшегося дефекта позвонка, выбирается соответствующих размеров имплантат и устанавливается в образовавшийся паз (дефект). Свободные пространства между

имплантатом и сохранившимися участками тела позвонка заполняются костными аутотрансплантатами. Это могут быть фрагменты резецированного позвонка, а также аллотрансплантаты. Выполняется контрольный снимок. По показаниям передняя стабилизация имплантатом может дополняться транспедикулярной фиксацией или фиксацией пластиной. Над имплантатом ушиваются поясничные мышцы. При необходимости после операции рана дренируется в течение 24-48 часов.

Оперируемый сегмент позвоночника фиксируется вентральной пластиной или транспедикулярным фиксатором. Над им-плантатом ушивается плевра, диафрагма или поясничные мышцы. После вскрытия плевральная полость обязательно дренируется в течение 24-48 часов после операции.

Ведение в послеоперационном периоде. Иммобилизация грудного отдела позвоночника, как правило, не проводится.

Обмен опытом

После вмешательств на грудопоясничном переходе и поясничном отделе позвоночника используются, как правило, полужесткие ортезы в течение 3-4 месяцев. Рентгенологический или КТ-контроль выполняется через 1, 3, 6 и 12 месяцев после операции.

Клинический пример

Пациент Г., мужчина, 1982 г. р. (медицинская карта стационарного больного 488, НХО-1). Диагноз: оскольчатый перелом L1 со стенозом позвоночного канала. Неврологических нарушений не наблюдалось. Травма получена в результате дорожного происшествия.

Первым этапом 22.01.2010 выполнены передняя декомпрессия спинного мозга на уровне L1, межтеловой ТМ212 спондилодез сетчатым имплантатом и аутотрансплан-татами (фрагменты резецированного тела L1-позвонка). Вторым этапом 05.02.2010 выполнена задняя транспедикулярная стабилизация. Послеоперационный период без осложнений. Вертикализирован на вторые сутки после стабилизирующего вмешательства. Выписан на амбулаторное лечение через 11 дней в удовлетворительном состоянии без болевого синдрома.

На рисунках представлены предоперационные обследования: данные предоперационного КТ-сканирования (рис. 3а), рентгенограмма после первого (рис. 3б) и второго (рис. 3в) этапов хирургического вмешательства. В послеоперационном периоде пациент дважды осматривался с выполнением КТ-обследования. Через 7 месяцев после операции: жалоб нет; клинически: полный объем движений в поясничном отделе позвоночника. На КТ-граммах: костный блок ТМ2^1 (рис. 4а). Стрелками указана зона костной перестройки внутри сетчатого титанового имплантата. На осмотре ровно через год после оперативного вмешательства: болей в позвоночнике нет, на КТ-граммах: дальнейшая перестройка костных трансплантатов внутри сетчатого имплантата (рис. 4б).

Впервые разработанная в РНПЦ травматологии и ортопедии (Минск, Беларусь) методика вентральной реконструкции позвоночника с использованием сетчатых титановых цилиндрических имплантатов была применена нами в ноябре 2009 г. С момента освоения данной методики прооперировано более 200 пациентов. Основной объем операций (85%) производился на поясничном отделе позвоночника. В грудном отделе операции выполнялись практически исключительно по поводу травм. Применялась фиксация пластиной, транспедикулярным фиксатором.

На поясничном отделе операции выполнялись в 70% случаев по поводу оскольчатых переломов, переломовыви-

хов - 10%, по поводу дегенеративно-дистрофических поражений и спондилолисте-за - 20%. Фиксация пластиной выполнена в 15% случаев, ТПФ - 80%. Около 5% операций в позднем периоде после травмы как грудного, так и поясничного отделов выполнялось без внутренней фиксации.

Всегда использовались костные измельченные аутотрансплантаты, полученные в результате резекции тела позвонка. Иногда дополнительно использовался резецированный в процессе доступа фрагмент ребра. У больных с нетравматической патологией применялся неструктурный губчатый аутотрансплантат - костный материал получали путем трепанации гребня подвздошной кости без резекции кортикальных ее слоев. В 10% случаев оскольчатых переломов дополнительно использовался губчатый аллотрансплантат.

Не наблюдалось периоперационных осложнений, связанных как с хирургическим доступом, так и с применяемой методикой. Сразу после установки имплантата было достигнуто восстановление стабильности оперированного сегмента, больные активизированы в течение первой недели. Летальных осложнений и нагноений операционных ран не отмечалось. Сроки наблюдения - до четырех лет. Спондилодез наступал в сроки от 6 до 12 месяцев после операции [11].

В одном случае перелома L1 перестройки трансплантатов не произошло, сращение не сформировалось (наблюдение 12 мес.). Еще в одном случае переломовывиха L3 произошел перелом сетчатого имплантата (наблюдение 18 мес.). У обоих пациентов ревизионные операции не выполнялись ввиду отсутствия болей и деформации позвоночника. Подобные случаи описаны и литературе [5]. Пациенты находятся под наблюдением с рентгенологическим контролем.

В процессе формирования спондило-деза отмечается «проседание» сетчатого имплантата в губчатую костную ткань тел позвонков [8]. Поэтому мы настоятельно рекомендуем не резецировать костную часть замыкательных пластинок тел позвонков, ограничиваться только тщательным удалением ткани межпозвонкового диска и хрящевой части замыкательных пластинок. В случае тяжелых нестабильных повреждений, особенно поясничного отдела позвоночника, применять для фиксации позвонков транспедикулярный фиксатор с дополнительной компоновкой винтами: 4 винта проксимальнее и 4 - дистальнее зоны оперативного вмешательства.

Заключение

Практическому здравоохранению предложен новый способ хирургического лечения патологии позвоночника, имплан-таты и инструментарий для его осуществления. Использование имплантатов из титановых сплавов дает возможность полноценного выполнения диагностической магнитно-резонансной и компьютерной томографии позвоночника в послеоперационном периоде. Достигаемый медико-биологический эффект от применения сетчатых титановых имплантатов основан на создании условий для выполнения органосберегающей методики переднего межтелового спондилодеза позвоночника на различных уровнях.

Применение описанной хирургической технологии обеспечивает восстановление опороспособности передних отделов позвоночника, создаются оптимальные условия для формирования переднего спондилодеза, разгружается фиксатор позвоночника. Значительно уменьшается операционная травма при переднем спон-дилодезе позвоночника. Сокращается время операции, снижается травматич-ность, кровопотеря, число ранних послеоперационных осложнений; повышаются результаты медицинской реабилитации за счет ранней активизации пациентов в послеоперационном периоде, улучшается качество их жизни.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Доценко В.В., Шевелев И.Н., Загородний Н.В. и др. // Хирургия позвоночника. - 2004. - T1. -C.47-54.

2. Dvorak M.F, Kwon B.K, Fisher C.G. et al. // Spine. -2003. - Vol.28. - P.902-908.

3. Harms J, Stoltze D. // Eur. Spine J. - 1992. - Vol.1. -P.142-151.

4. Kevin R.E., Bridwell K.H, Ungacta FF et al. // Clin. Orthop. Rel. Res. - 2002. - Vol.394. - P.92-97.

5. Klezl Z, Bagley C.A., Bookland M.J. et al. // J. Spinal Disord. Tech. - 2007. - Vol.16 (Suppl. 3). -P. S. 306-310.

6. Mummaneni P.M., Haid R.W., Rodts G.E. // J. Neurosurg. (Spine). - 2004. - Vol.1. - P.24-30.

7. Rauzzino M.J., Shaffrey C.I, Nockeis R.P. et al. // Neurosurg. Focus. - 1997. - Vol.7. - Article 7.

8. Robertson P.A., Rawlinson H.J., Hadlow AT // J. Spinal Disord. Tech. - 2004. - Vol.17 - P.44-52.

9. Sasso R.C., LeHuec J.C., Shaffrey C. // J. Spinal Disord. Tech. - 2005. - Vol.18 (Suppl. 1). - P.77-81.

10. Theodore N, Mishteh G.A., Baskin J.J., Sonntag M.K.H. // Techniques in Neurosurgery. -2001. - Vol.7. - P.119-126.

11. Williams A.L., Gomet M.F, Burkus J.K. // Am. J. Neuroradiol. - 2005. - Vol.26. - P.2057-2066.

Поступила 20.03.2015 г. Статья размещена на сайте www.mednovosti.by (Архив МН) и может быть скопирована в формате Word.