СПОСОБ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ СЕГМЕНТАРНЫХ ДЕФЕКТОВ ДИАФИЗОВ КОСТЕЙ ПРЕДПЛЕЧЬЯ
SURGERY APPROACH FOR SEGMENTAL DEFECTS OF FOREARM SHAFTS

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть использовано для восстановления сегментарных дефектов диафизов одной или обеих костей предплечья.
Дефекты костей предплечья чаще всего являются тяжелыми осложнениями открытых переломов с последующим нагноением раны и секвестрацией нежизнеспособных костных отломков. После таких повреждений тяжелые искривления, патологическая подвижность, деформации и нарушения функций предплечья могут быть излечены только при восстановлении анатомической длины, формы и физиологических соотношений в сочленениях между лучевой и локтевой костями. После заживления гнойной раны в рубцово-измененных тканях может сохраняться латентная дремлющая инфекция, обуславливающая риск рецидива нагноения после повторной хирургической агрессии, травмы или операционном внедрении инородной костной ткани, металла или синтетических пластических материалов с целью замещения костного дефекта предплечья. Только пластика собственной костной тканью может гарантировать положительный послеоперационный эффект при исключении дополнительной внутренней фиксации аутотрансплантата массивными металлическими конструкциями, проволокой или шурупами. Фиксация такого трансплантата должна отличаться тесным контактом и максимальной прочностью для обеспечения ранней нагрузки на фоне срастания и функциональной перестройки кости.
Известен способ В.Д.Чаклина (Чаклин В.Д., Ортопедия. Кн. 1. М., Медгиз, 1957, стр.151-152), предусматривающий использование двух костных трансплантатов от трупа, один из которых погружают в костномозговой канал, а второй внедряют в кортикальный слой в виде «шины» или накладки с последующей фиксацией костными шпильками, металлическими шурупами или циркулярно вокруг проволочными швами (фиг.1).
Недостатками этого способа являются: 1) возможность его использования только при ложных суставах или незначительных (до 1 см) дефектах костей с толстым кортикальным слоем; 2) большие трудности внутрикостного внедрения костного трансплантата в костномозговой канал ретроградным путем; 3) сомнительная устойчивость фиксации; 4) обязательная длительная (до 9-10 месяцев) гипсовая иммобилизация для профилактики ротационного и углового смещения до полной перестройки и сращения трансплантатов.
Известен также способ «вязанки хвороста» (Волков М.В. Костная патология детского возраста, М., Медгиз, 1968, стр.73) (фиг.2), принятый нами за ближайший аналог. В асептических условиях, сразу же после резекции части диафиза кости при опухолевом разрушении, в костномозговой канал оставшихся после резекции фрагментов вводят один или несколько продольно-выпиленных из замороженной кости трупа аллотрансплантатов в виде стержней и вокруг укладывают заготовленные костные пластинки с упором в кортикальные спилы оставшейся трубчатой кости. На эти трансплантаты укладывают следующий слой тонких костных пластинок, перекрывающих дефект на несколько сантиметров. Все трансплантаты связывают циркулярно вокруг проволокой или иным прочным материалом. Недостатками ближайшего аналога являются: 1) необходимость применения избыточного количества костных стержней или пластин из инородной ткани; 2) применительно к посттравматическим дефектам в условиях дремлющей инфекции это связано с большим риском нагноения, т.к. замороженные костные трансплантаты практически лишены сопротивляемости инфекции; 3) между костными пластинами, как бы они не прилегали, остается пространство, заполнение которого костным регенератом и перестройка в костный монолит будут продолжаться длительное (более 1,5 лет) время, что всегда крайне отрицательно влияет на последующее восстановление функции; 4) кости предплечья, как правило, имеют небольшие размеры по ширине и неравномерно узкий костномозговой канал, сравнительно небольшое межкостное пространство, обусловленное физиологическим дугообразным искривлением. Поэтому применение «вязанки хвороста» для восстановления дефекта одной кости и, тем более, обеих костей предплечья представляется нам малоперспективным. При этом из отдельных трансплантатов трудно моделировать физиологическое искривление и форму лучевой и локтевой кости, что немаловажно для восстановления ротационной функции предплечья. Задачами настоящей заявки на изобретение являются:
1) увеличение прочности фиксации трансплантата в ложе фрагментов поврежденной кости;
2) сокращение сроков сращения трансплантата и восстановления функций костей предплечья;
3) снижение риска послеоперационного нагноения и секвестрации трансплантата.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что сохранившийся более длинный фрагмент поврежденной кости распиливают по средней линии вдоль костномозгового канала на длину от 3 до 5 см и поперечным надпилом отсекают распиленный участок, а губчатое вещество вскрытого канала удаляют долотом, формируя продольный паз. Затем в костномозговом канале короткого фрагмента поврежденной кости с торца формируют четырехгранную полость на глубину 2-3 см. После этого сегментарный дефект замещают аутотрансплантатом из гребня большеберцовой кости, обработанным в виде стержня с фигурным профилем, который соответствует анатомической форме замещаемого сегментарного дефекта кости предплечья и форме обработанных торцов ее фрагментов. Более длинный фрагмент поврежденной кости и трансплантат, для исключения ротационной микроподвижности, дополнительно скрепляют лавсановыми лигатурами.
Техническим результатом данного изобретения будет являться восстановление близкой к анатомической норме формы поврежденной кости предплечья и снижение риска послеоперационного нагноения с секвестрацией трансплантата. Кроме того, сократятся сроки сращения трансплантата и восстановления функций костей предплечья в послеоперационном периоде за счет придания трансплантату фигурного профиля и увеличения прочности его фиксации в ложе фрагментов поврежденной кости.
Предлагаемый по заявке способ восстановления костей предплечья поясняется схематически фиг.3-6. На фиг.3 представлен дефект лучевой кости после восстановление анатомических взаимоотношений в аппарате внешней фиксации и обработки ее фрагментов. На фиг.4 изображен трансплантат, подготовленный к внедрению, для замещения дефекта лучевой кости, а на фиг.5 - тот же аутотрансплантат в аксонометрической проекции. На фиг.6 - трансплантат, внедренный в область дефекта лучевой кости. Цифрами обозначены: 1 - длинный фрагмент лучевой кости, 2 - сформированное продольное ложе длинного фрагмента, 3 - паз после удаления губчатого вещества продольного ложа, 4 - короткий фрагмент лучевой кости, 5 - четырехгранная полость в костномозговом канале короткого фрагмента, 6 - тело аутотрансплантата, 7 - ребро жесткости трансплантата, 8 - четырехгранный шип, 9 - циркулярные швы.
Предлагаемый способ включает два последовательных этапа. Первый этап - дистракционный остеосинтез спицевым аппаратом, которым можно фиксировать отломки одной или раздельно обеих костей предплечья с целью последующей дистракции и угловой коррекции. Таким образом, постепенно восстанавливают ось, анатомическую длину кости, соотношения в лучелоктевых сочленениях и лучезапястном суставе. Необходимо произвести дистракционную гиперкоррекцию по длине примерно на 1-1,5 см для последующего атравматического и сравнительно легкого внедрения концов фигурного аутотрансплантата в костномозговой канал. В силу мышечного тонуса и эластичности тканей предплечья после внедрения аутотрансплантата отломки сближаются, и восстанавливается нормальная длина кости, а соотношения в сочленениях сохраняются.
Второй этап состоит из двух операций. Первая операция - продольное рассечение неизмененной кожи и мягких тканей в проекции дефекта кости предплечья, разъединение рубцов, выделение концов костных фрагментов и их экономное отсечение в поперечной плоскости для создания правильной торцовой поверхности кортикального слоя. Более длинный фрагмент 1 (фиг.3) поврежденной кости выделяют на протяжении 3-5 см и продольно по средней линии пропиливают циркулярной пилой на 3-5 см, после чего половину, предлежащую в рану, отсекают с образованием продольного ложа 2 в длинном фрагменте. Затем вдоль костномозгового канала удаляют губчатое вещество и формируют паз 3 на глубину 6-10 мм.
В костномозговом канале короткого фрагмента 4 узким прямым долотом формируют продольную четырехгранную полость 5 на глубину 2-3 см или на ту глубину, которая допустима при конкретной длине фрагмента.
Суммарная длина дефекта кости после дистракции подготовленного ложа для укладки аутотрансплантата и концов для внедрения в костномозговой канал фрагментов составляет величину, которая обуславливает необходимые продольный и поперечный размеры аутотрансплантата из гребня большеберцовой кости. При этом нами предусматривается и дугообразная форма аутотрансплантата, которая рассчитывается по рентгенограмме соответствующей одноименной кости здорового предплечья, произведенной в двух стандартных проекциях.
После такой подготовки концов поврежденной кости предплечья проводят следующую, вторую операцию, - взятие аутотрансплантата из гребня большеберцовой кости. Продольно рассекают кожу по передненаружной поверхности голени над передней большеберцовой мышцей, с овальным переходом через гребень на концах разреза. Вместе с апоневрозом образованный лоскут кожи отворачивают кнутри. Надкостницу рассекают строго по гребню на всю длину предполагаемого аутотрансплантата и отслаивают кнаружи и кнутри. Соответственно заданным поперечным размерам циркулярной электропилой пропиливают передневнутреннюю и передненаружную стенки большеберцовой кости на заданную длину, оба пропила соединяют пилой или долотом. После изъятия выпиленный трансплантат помещают в стерильный раствор. А рану послойно ушивают с элементами дренирования по усмотрению хирурга. При атравматичном выполнении операции последующей иммобилизации голени не требуется.
Исследуя в эксперименте анатомические особенности большеберцовой кости с целью получения аутотрансплантата с заданными параметрами, мы посмертно у 12 трупов брали диафизы большеберцовых костей в виде препаратов. Отмечено, что гребни этих костей не прямолинейны, а имеют правый и левый физиологические изгибы, дугообразность которых соответствует физиологическим (рентгенологически определенным) изгибам диафиза лучевой и локтевой кости, применительно к отрезкам, на уровне которых возможны посттравматические дефекты.
Именно эта особенность строения гребня позволяет еще до операции предварительно рассчитать тот уровень большеберцовой кости, на котором взятие аутотрансплантата и его фигурная обработка позволят воссоздать необходимую длину, объем, дугообразность и прочность поврежденной кости. Только восстановление формы после сращения кости создает предпосылки для полноценного восстановительного лечения и предполагает функциональную реабилитацию больного.
Подготовка и фигурная обработка аутотрансплантата включают: точное определение размеров тела 6 (4-6) по величине дефекта кости; спиливание части кости и формирование уступа с продольным ребром посередине 7 (фиг.4-6), соответственно величине костного ложа 2 (фиг.3); спиливание части аутотрансплантата с формированием четырехгранного шипа 8 (фиг.4-6) для внедрения в четырехгранный паз 5 короткого фрагмента 4 (фиг.3).
Ориентацию граней тела аутотрансплантата с восстановлением дугообразной формы кости и его внедрение во время операции желательно производить в положении максимальной супинации предплечья, если этому не препятствует стойкая пронационная контрактура.
Фиксация аутотрансплантата после его полной подготовки начинается с внедрения четырехгранного шипа 8 в кортикальный паз 5 короткого фрагмента 4 (фиг.3, 5, 6). Это создает хороший контакт аутотрансплантата и короткого фрагмента. Затем в костномозговой канал 3 (фиг.3) длинного фрагмента 1 вводятся ребро жесткости 7 с одновременным продольным адаптированием уступа аутотрансплантата с костным ложем 2. Для надежной фиксации на уровне ложе - уступ аутотрансплантат и длинный фрагмент кости-реципиента соединяют циркулярными швами 10 (фиг.6). Рану послойно ушивают с необходимым дренированием для эвакуации раневого секрета и крови. Внешняя иммобилизация ограничивается гипсовой лонгетой по общепринятой методике на весь острый период. После удаления кожных швов по усмотрению врача возможны как гипсовая иммобилизация, так и применение внешнего фиксатора. Однако, учитывая достаточную прочность внутренней самофиксации трансплантата, мы ограничиваемся иммобилизацией тыльной лонгетой от средней трети плеча до пястно-фаланговых суставов на срок 2-3 месяца.
Так, может быть выполнена типичная операция по предлагаемому способу. Но ее преимущество будет значительно ощутимее при одновременном восстановлении дефекта двух костей предплечья, независимо от его продольной величины. Для этого последовательно готовят костномозговой канал и костное ложе в костных фрагментах обеих костей и точно измеряют суммарную длину дефектов и концов для внедрения. При измерении величины аутотрансплантата из гребня большеберцовой кости учитывают длину двух дефектов и двух коротких концов для внедрения. Что касается подготовки длинных концов-уступов, то в расчет берут размер длинного конца только для одной кости, так как при последующей подготовке аутотрансплантатов концы для адаптации на подготовленном ложе длинных фрагментов могут быть сформированы одновременно продольным Z-образным рассечением вдоль первично заготовленного аутотрансплантата. После такого разделения исходного монолитного аутотрансплантата на два последующие фигурная обработка и подгонка для внедрения технически не отличаются от вышеописанной. При этом экономится примерно 1/3 аутокости.
Использование данного способа при врожденном укорочении костей предплечья отличается предварительной корригирующей остеотомией укороченной кости во время первого этапа с аналогичной последовательностью действий в дальнейшем.
Анализ вышеизложенного предлагаемого по заявке способа, в сравнении с ближайшим аналогом, позволяет выявить ряд преимуществ, показанных в таблице.
Базовый объект - ближайший аналог. Способ костной аллопластики по типу «вязанки хвороста». (Волков М.В.) Костная патология детского возраста. М., 1968, стр.31-33.
Предлагаемый способ
Технико-экономический эффект
Способ замещения дефекта трубчатой кости аллотрансплантатами
Способ замещения костного дефекта трубчатой кости предплечья аутотрансплантатом
Часть из них внедряют в костномозговой канал в качестве стабилизирующих стержней. Вокруг циркулярно укладывают линейные стержни из аллокости с упором в торцевые опилы. Сверху над ними второй слой аллотрансплантатов длиной, превышающих размеры дефекта и перекрывающих торцовый упор первого ряда трансплантатов. Все трансплантаты вокруг закрепляют двумя-тремя циркулярно наложенными и стягивающими проволочными или иными прочными швами в виде «вязанки хвороста».
из гребня большеберцовой кости в форме костного стержня с фигурным профилем. Средняя часть его - «тело» - соответствует анатомической форме, продольным и поперечным размерам дефекта кости предплечья. При этом один внедряемый в костномозговой канал конец кости-донора обработан в виде четырехгранного шипа достаточной длины для прочного внедрения в подготовленный внутрикостный канал короткого фрагмента. Другой конец в виде уступа с ребром жесткости посередине накладывают на подготовленное ложе с внедрением ребра жесткости в костный канал ложа длинного фрагмента кости-реципиента, создавая тесный боковой и торцовый контакт с деротационной фиксацией.
1. Ближайший аналог не предусматривает восстановления физиологической формы и размеров утраченного сегмента кости предплечья, и его осуществляют со значительным увеличением поперечных размеров кости в месте восполняемого дефекта, что не желательно на предплечье, поскольку это фактически сближает локтевую и лучевую кости и уменьшает межкостное пространство, что приводит к ятрогенному ограничению ротационной функции предплечья.
Предлагаемый по заявке способ заготовки и формирования фигурного аутотрансплантата из гребня большеберцовой кости предусматривает заготовку аутотрансплантата с учетом физиологического искривления гребня большеберцовой кости, адекватного искривлению на уровне дефекта лучевой или локтевой кости и объемным размерам (длине и ширине) утраченного диафизарного фрагмента кости предплечья.
В осстанавливает близкую к физиологической норме дугообразную форму поврежденной кости, продольные и поперечные размеры отсутствующего сегмента, что сохраняет величину межкостного пространства в послеоперационном периоде
2. Трансплантаты изготавливают в виде пластин из аллокости включающей инородные антигены, что может способствовать несовместимости с организмом реципиента и последующим отторжением трансплантата. Скопление крови или тканевой жидкости в щелях между отдельными аллотрансплантатами при обострении дремлющей (латентной) инфекции может быть причиной позднего нагноения и секвестрации трансплантатов
Аутотрансплантат берут из кости больного, что исключает реакцию индивидуальной несовместимости. Монолитная структура трансплантата из гребня большеберцовой кости исключает образование пространственных пустот, заполняемых гематомой или тканевой жидкостью, что не провоцирует обострения дремлющей инфекции и нагноения с последующей секвестрацией аутотрансплантата
Не вызывает реакцию несовместимости, снижает риск обострения латентной инфекции, отторжения или секвестрации аутотрансплантата
3. Перестройка аллотрансплантатов и их приживление с восстановлением опорной функции требует длительного времени, в среднем 1 год (от 6 мес. до 4 лет), при этом не исключаются лизис и патологический перелом аллокости
Костный монолитный аутотрансплантат с индивидуально обработанной формой, адаптированный по размерам дефекта и прочно установленный в костномозговой канал или принимающее ложе срастается с концами поврежденной кости предплечья через 3-5 месяцев. При этом сохраняется прочность, достаточная для ранней разработки и восстановления функций предплечья
Сращение монолитного фигурного аутотрансплантата и восстановление функций костей предплечья происходят раньше, чем после аллопластики
4. Аллотрансплантаты для остеопластических операций готовят из замороженных трубчатых костей методами раскалывания или распиливания без учета размеров и формы области дефекта кости-реципиента. Из таких аллотрансплантатов сложно, а порой и невозможно изготовить фигурный самофиксирующийся трансплантат для остеопластического замещения посттравматического или дистракционного дефекта костей предплечья
Аутотрансплантат из гребня большеберцовой кости готовят непосредственно во время операции с точным соблюдением продольной, поперечной величины и формы дефекта утраченного сегмента диафиза кости предплечья
Из аутокости значительно проще формировать монолитный фигурный трансплантат для замещения дефекта диафиза кости предплечья
5. Фиксация аллотрансплантата для восстановления дефекта диафиза трубчатой кости предплечья требует дополнительной иммобилизации аллотрансплантатов металлической проволокой, металлической лентой или плетеными синтетическими нитями, удерживающими множественные линейные костные аллотрансплантаты в виде «вязанки хвороста»
Фигурный монолитный аутотрансплантат моделируется таким образом, что после интрамедуллярной установки происходит плотный контакт кости-донора и принимающей кости-реципиента, что не требует дополнительного металлоостеосинтеза, т.е. погружения в костную рану инородного тела
Предлагаемый способ исключает присутствие в ране инородной конструкции или ткани, что исключает реакцию отторжения и вторичного воспаления с последующим нагноением, секвестрацией трансплантата и рецидивом дефекта костей предплечья
6. Для перестройки аллотрансплантата и сращения с костными фрагментами ниже и выше дефекта необходим покой на весь период консолидации. Для этого на оперированную конечность накладывают циркулярную гипсовую повязку на длительный срок с иммобилизацией локтевого и кистевого суставов до верхней трети плеча. Это приводит к стойким контрактурам. Разработка таких контрактур занимает весьма длительное время и не всегда успешна
Перестройка и сращение самофиксирующегося фигурного аутотрансплантата происходит в гораздо меньшие сроки. За это время контрактуры в смежных суставах предплечья сравнительно быстро поддаются консервативному лечению, что способствует раннему восстановлению функций предплечья
Сроки перестройки и сращения самофиксирующегося фигурного аутотрансплантата с последующим восстановлением функции предплечья в 3-4 раза короче, чем после аллопластики дефекта костей предплечья костными трансплантатами в виде «вязанки хвороста»
С целью исключения риска, связанного с иссечением значительной части гребня большеберцовой кости, мы провели сравнительные исследования статической опорной прочности диафиза большеберцовой кости до и после выпиливания трансплантата из гребня в средней трети на протяжении 10 см.
В качестве объекта исследования испытывали продольную прочность диафиза большеберцовой кости, изъятой у 12 трупов взрослых в возрасте от 20 до 60 лет. С целью объективной оценки исследование проведено на двух группах препаратов. В первой группе от 6 трупов 12 препаратов одной большеберцовой кости, каждый длиной 20 см распиливался на два равных диафизарных отрезка по 10 см и в одном из них продольно выпиливали гребень на всю длину. Во второй группе 12 препаратов левой и правой большеберцовой кости длиной по 20 см каждый так же распиливали на отрезки по 10 см. При этом гребень выпиливали из 6 левых и 6 правых костей на одном и том же уровне. Таким образом, перед испытанием на прочность мы имели по 12 отрезков циркулярно-полноценной большеберцовой кости и с выпиленным гребнем правой и левой кости на одинаковых уровнях.
Исследования проводились на базе Краснодарского политехнического института совместно с сотрудниками кафедры сопротивления материалов. Препараты подвергали возрастающему продольному сжатию в осевом направлении на машине Р-10 производства завода ЗИМ 1972 г., г.Армавир. Результаты исследования показали, что диафизарная часть средней трети большеберцовой кости выдерживает усилие в продольном направлении от 1800 до 5000 кг. После резекции гребня большеберцовой кости в пределах, необходимых для взятия трансплантата, продольная нагрузка до начала разрушения пропорционально падает до 1228-2340 кг. Такая прочность в 15-20 раз превышает физиологическую нагрузку, связанную со средним весом человека в 80 кг и постоянным мышечным тонусом, и вполне достаточна для физических нагрузок при ходьбе и беге.
Предлагаемый по заявке способ применен в клинике при лечении 32 больных с посттравматическими, пострезекционными и врожденными дефектами костей предплечья от 3 до 12 см. С целью восстановления длины и формы поврежденных костей из гребня большеберцовой кости брали трансплантаты длиной от 12 до 20 см. У всех больных улучшены или восстановлены анатомия и функция предплечья. У троих было обострение гнойно-воспалительного процесса в ранее рубцово-измененных тканях, травмированных во время операции. Местное и общее медикаментозное лечение, физиотерапевтические процедуры позволили купировать это осложнение, сохранить аутотрансплантат и после вторичного заживления раны были отмечены полная перестройка аутотрансплантата и восстановление дефекта кости. Из 32 больных 14 вернулись к прежней работе, 13 изменили профессии в пределах тех же предприятий, 5 после окончания лечения на контрольный осмотр не явились. Все больные после выписки из стационара нормально опираются на ногу, с большеберцовой кости которой брали аутотрансплантат, и в последующем жалоб на опорную функцию конечности не предъявляли.
В приложении к заявке для иллюстрации приведены клинические примеры лечения огнестрельных дефектов костей предплечья.
Пример 1. На фотокопиях 1-6 представлен больной Т., 17 лет. Диагноз: Огнестрельный дефект левой лучевой кости, парез правого лучевого нерва. В результате несчастного случая 16.05.87 получил огнестрельное ранение дробью н\3 левого предплечья и кисти, в ЦРБ произведено ПХО раны, после санации - кожная пластика, затем госпитализирован в Краевую клиническую больницу, где выполнен синтез в дистракционном аппарате, восстановлена длина предплечья, а 08.12.87 - аутопластика дефекта лучевой кости предлагаемым способом. На фото 1 - внешний вид предплечья больного при поступлении в стационар краевой больницы. Фото 2 и 3 - рентгенограммы предплечья до начала лечения и в процессе дистракции. Фото 4 - внешний вид предплечья в дистракционном аппарате. Фото 5 - рентгенограммы предплечья после восстановления лучевой кости. Фото 6 - предплечье после окончания хирургического лечения.
Пример 2. На фотокопиях 7-20 представлен больной Д., 20 лет. Диагноз: Огнестрельный дефект верхней трети обеих костей левого предплечья. При неосторожном обращении с огнестрельным оружием в 1994 г. получил пулевое сквозное ранение левого предплечья, в ЦРБ произведено ПХО раны, гипсовая иммобилизация. Госпитализирован в Краевую клиническую больницу, где выполнен синтез в дистракционном аппарате, восстановлена длина предплечья, а 14.02.95 - одномоментная аутопластика дефектов лучевой и локтевой костей предлагаемым способом. На фото 7, 8 - рентгенограммы предплечья больного после полученной травмы. Фото 9, 10 - внешний вид предплечья больного при поступлении в стационар краевой больницы. Фото 11, 12 - рентгенограммы предплечья во время дистракции и после аутопластики дефекта. Фото 13, 14 - вид предплечья после окончания хирургического лечения. Фото 15, 16 - рентгенограммы предплечья через 1 год и 10 лет после окончания лечения. Фото 17, 18 - через 10 лет после травмы. Фото 19, 20 - функция предплечья через 10 лет после травмы.