Способ пластики костных дефектов

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для пластики костных дефектов.

Известен способ интраоперационного изготовления шаблона пострезекционной области кости из алюминиевой фольги, которую сворачивают и моделируют в соответствии с размерами костного дефекта [1]. Недостатками данного способа являются субъективная точность восстановления размера и контуров дефекта кости, невозможность предварительного планирования объема необходимого для пластики материала, технические трудности при адаптации имплантата к воспринимающему ложу, увеличение продолжительности операции.

Известен способ пластики костных дефектов путем применения аллотрансплантата - биокомпозиционного материала Коллапан и обогащенной тромбоцитами аутоплазмы для лечения несросшихся переломов, ложных суставов и костных дефектов [2]. Недостатком способа является невозможность предоперационного планирования количества необходимых трансплантатов и объема крови для приготовления обогащенной тромбоцитами аутоплазмы; утрамбовывание смеси пластических материалов непосредственно в области дефекта, что повышает травматичность операции и не обеспечивает полноценного заполнения всего объема дефекта; отсутствие дополнительной подготовки костного ложа дефекта, длительная перестройка трансплантатов, нередко их лизис без замещения дефекта новообразованной тканью.

Известен способ трехмерного моделирования и 3D-печати стереолитографических моделей при реконструкции нижней челюсти, который включает изготовление индивидуальной стереолитографической модели путем обработки трехмерных цифровых изображений компьютерной томографии кости в формате STL, печать модели на 3D принтере с помощью управляющей программы, стерилизацию модели и ее использование для планирования операции [3].

Недостатком способа является то, что цельная стереолитографическая модель не позволяет предварительно и интраоперационно подбирать объем смеси пластических материалов, необходимый для полноценного заполнения всего объема костного дефекта; что может способствовать длительной перестройке пластического материала и даже его лизису без замещения объема дефекта костной тканью. Данный способ взят за прототип.

Техническим результатом изобретения является обеспечение полноценной регенерации костной ткани в области дефекта за счет индивидуального подбора объема пластического материала для его замещения.

Этот результат достигается тем, что получают обогащенную тромбоцитами аутоплазму пациента, которую интраоперационно смешивают с деминерализованной костной крошкой и деминерализованным костным порошком; этой смесью плотно до краев заполняют весь объем индивидуальной стереолитографической модели, имеющей вид пустой формы, объем которой соответствует объему костного дефекта; после этого форму переворачивают и перемещают ее содержимое в область костного дефекта, предварительно нанеся на стенки воспринимающего ложа дефекта деминерализованный костный порошок.

Объем пустой формы позволяет врачу перед операцией планировать оптимальную и исключить избыточную или недостаточную подготовку пластического материала; исключить забор излишнего количества крови для приготовления обогащенной тромбоцитами аутоплазмы, что особенно важно при выполнении сложных операций, сопровождающихся кровопотерей, у детей. Индивидуальная стереолитографическая модель в виде пустой формы позволяет интраоперационно использовать оптимальный объем пластического материала для заполнения костного дефекта. Утрамбовывание пластического материала осуществляют непосредственно в форме, что исключает дополнительную травматизацию стенок ложа костного дефекта. Перед перемещением содержимого формы в кость на стенки костного дефекта наносят деминерализованный костный порошок, который улучшает контакт отформованного пластического материала с воспринимающим ложем дефекта и сам по себе является дополнительным остеопластическим материалом.

Способ пластики костных дефектов включает изготовление индивидуальной стереолитографической модели путем обработки трехмерных цифровых изображений компьютерной томографии кости в формате STL, печать модели на 3D принтере с помощью управляющей программы, стерилизацию модели; получение обогащенной тромбоцитами аутоплазмы пациента, которую интраоперационно смешивают с деминерализованной костной крошкой и деминерализованным костным порошком; этой смесью плотно до краев заполняют весь объем индивидуальной стереолитографической модели, имеющей вид пустой формы, объем которой соответствует объему костного дефекта; после этого форму переворачивают и перемещают ее содержимое в область костного дефекта, предварительно нанеся на стенки воспринимающего ложа дефекта деминерализованный костный порошок.

Способ пластики костных дефектов осуществляют следующим образом. Перед операцией изготавливают индивидуальную стереолитографическую модель, объем которой соответствует объему костного дефекта путем обработки трехмерных цифровых изображений компьютерной томографии кости в формате STL. Осуществляют печать модели на 3D принтере с помощью управляющей программы, стерилизацию модели. Учитывая объем стереолитографической модели, заготавливают оптимальное количество пластического материала и получают обогащенную тромбоцитами аутоплазму пациента. Интраоперационно смешивают аутоплазму с деминерализованной костной крошкой и деминерализованным костным порошком. Смесь помещают в индивидуальную стереолитографическую модель в виде пустой формы, плотно до краев заполняя весь ее объем. Форму переворачивают и перемещают ее содержимое в область костного дефекта. Предварительно наносят на стенки воспринимающего ложа дефекта деминерализованный костный порошок.

Способ пластики костных дефектов иллюстрируется клиническим примером. Пациент А., 14 лет, поступил в отделение детской ортопедии Клиник СамГМУ с диагнозом Фиброзная дисплазия верхней трети правой большеберцовой кости. В предоперационном периоде пациенту была изготовлена индивидуальная стереолитографическая модель, объем которой соответствовал объему костного дефекта после планируемой резекции патологического очага. Учитывая объем стереолитографической модели, было заготовлено оптимальное количество пластического материала для операции и запланирован объем забора крови для получения обогащенной тромбоцитами аутоплазмы. Перед операцией модель была простерилизована. Больному была выполнена операция - удаление очага фиброзной дисплазии с образованием костного дефекта запланированного объема. Интраоперационно смешивали аутоплазму с деминерализованной костной крошкой и деминерализованным костным порошком, полученными по технологии «Лиопласт»^®; этой смесью плотно до краев заполняли весь объем индивидуальной стереолитографической модели, перевернув которую помещали ее содержимое в область дефекта, предварительно нанеся на стенки воспринимающего ложа дефекта деминерализованный костный порошок, полученный по технологии «Лиопласт»^®. Рана была послойно ушита. Правая нижняя конечность пациента была иммобилизована гипсовой лонгетой от кончиков пальцев до верхней трети бедра. На контрольных рентгенограммах в послеоперационном периоде отмечали замещение зоны пластики костного дефекта правой большеберцовой кости новообразованной костной тканью. Опороспособность конечности была полностью восстановлена. Рецидива основного заболевания у пациента в последующем не наблюдали.

Положительный эффект от использования предложенного способа выражается в том, что достигается индивидуальная точность восстановления объема костного дефекта, появляется возможность заблаговременной подготовки необходимого количества пластического материала, снижается травматичность операции, все это обеспечивает полноценную регенерацию костной ткани в области дефекта.

Способ пластики костных дефектов может широко применяться в травматологии, ортопедии, онкологии, общей хирургии.

Источники информации

1. А.С. Золотов, О.И. Пак, Ю.А. Золотова, А.Ф. Волков, М.Ф. Фадеев. Способ выполнения костно-пластических операций с использованием шаблона. Травматология и ортопедия России. №1. – 2014. С. 98.

2. Патент РФ на изобретение №2356508. Способ лечения несросшихся переломов, ложных суставов и костных дефектов трубчатых костей / Миронов С.П., Кесян Г.А., Берченко Г.Н. и др. // Бюл. №15. - 2009.

3. Ю.Ю. Диков, В.А. Соболевский, М.А. Кропотов, В.Ю. Ивашков. Применение трехмерного моделирования и 3D-печати при реконструкции нижней челюсти. Опухоли головы и шеи №1. – 2015. С. 22.