Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЕНТРАЛЬНОГО МЕЖТЕЛОВОГО СПОНДИЛОДЕЗА

Изобретение относится к области медицины, в частности к вертебрологии, реконструктивной хирургии позвоночника.

Спондилодез - это вид операций, направленный на создание костного сращения позвонков.

Известен способ переднего межтелового спондилодеза (патент РФ №2308246, МПК А61В 17/56, опубл. 20.10.2007), который осуществляется путем переднего доступа к телам позвонков, удаления центральной части межпозвонкового диска с замыкательными пластинами смежных позвонков с образованием костного дефекта и последующего его закрытия, бикортикальным цилиндрическим трансплантатом из крыла подвздошной кости, который формируется в виде усеченного конуса таким образом, чтобы диаметр меньшего основания соответствовал диаметру костного дефекта, после чего внедряется трансплантат меньшим основанием в дефект, расклинивая тела соседних позвонков.

У способа спондилодеза, являющегося аналогом, выявлены недостатки - трансплантат опирается только на спонгиозную кость, обладающую недостаточной опороспособностью, что может привести к потере коррекции и миграции трансплантата в тела позвонков, ложному суставу, а забор аутокостного трансплантата приводит в ряде случаев к развитию синдрома донорского места.

Наиболее близким к предлагаемому является способ спондилодеза по патенту РФ №2254084 (МПК А61В 17/56, опубл. 20.06.2005). При выполнении данного способа спондилодеза обнажаются передние отделы тел позвонков и межпозвонковых дисков, которые будут включены в передний артифициальный костный блок. При замещении межпозвонкового диска производится тотальная дискэктомия, удаление гиалиновых хрящей. Компактные замыкательные пластинки тел смежных позвонков сохраняются для более прочной опоры имплантата. В них желобоватым долотом во фронтальной плоскости формируются каналы, соответствующие по размерам и положению выступам фигурного имплантата, который может быть выполнен из пористого никелида титана, ортопедического полимера, депротеинизированного аллотрансплантата. В положении коррекции деформации позвоночника производится определение размеров фигурного имплантата. Подготовленный имплантат (никелида титана, депротеинизированной кости) устанавливается в ложе так, что большая часть его опирается на компактные замыкающие пластинки тел смежных позвонков, а фиксирующие элементы имплантата контактируют со спонгиозной костью, чем достигается увеличение площади контакта имплантата с телом позвонка, повышающее прочность фиксации и скорость прорастания губчатой костной ткани в пористый имплантат. В оставшиеся свободными от фиксирующих элементов участки каналов забиваются заглушки из компактно-спонгиозной кости (может быть использована как аутокость из гребня подвздошной кости, так и аллотрансплантат). Ушивают переднюю продольную связку над имплантатом.

Недостатки прототипа

Несмотря на заявляемое сохранение замыкательных пластинок они все же повреждаются при формировании каналов во фронтальной плоскости, в связи чем может произойти дальнейшее повреждение скомпрометированных замыкательных пластинок и компрессия губчатой костной ткани. Таким образом, повреждение замыкательных пластин позвонков является предпосылкой для смещения имплантата в тела позвонков, а следствием этого может быть потеря коррекции на уровне спондилодеза.

При использовании никелида титана для изготовления имплантата есть вероятность возникновения разности потенциалов при комбинированном применении металлоконструкций из разных сплавов металлов, что затрудняет репаративный процесс в костной ткани и может привести к формированию в области имплантации патологических тканей - зон металлоза.

При данном виде спондилодеза есть необходимость использования остеопластических материалов, в том числе взятых у самого пациента, с вероятностью развития синдрома донорского места, а применение аллокости, которая имеет низкие показатели остеокондуктивности, остеоиндуктивности, а также обладает иммунореактивностью - приводит к удлинению сроков формирования костного блока или резорбции самого трансплантата и в результате несращению.

Задача (технический результат) предлагаемого изобретения: создание способа вентрального межтелового спондилодеза, свободного от вышеуказанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ вентрального межтелового спондилодеза включает доступ к вентральным отделам тел позвонков и межпозвонкового диска, удаление последнего, обработку замыкательных пластинок смежных позвонков, установку подготовленного имплантата и остеопластического материала в межпозвонковый промежуток в положении коррекции. При этом обработку замыкательных пластинок смежных позвонков осуществляют до кровоточивости, в качестве имплантата используют биоинертный имплантат с центральным сквозным отверстием. Размер и форма имплантата соответствует размеру межпозвонкового промежутка. В качестве остеопластического материала используют трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани. Биоинертный имплантат устанавливают в межпозвонковый промежуток таким образом, чтобы его передняя часть опиралась на каудо- и краниовентральный отделы смежных тел позвонков, включая их вентральные кортикальные пластинки, а трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани размещают в центральном сквозном отверстии биоинертного имплантата.

Использование в качестве остеопластического материала трехмерных клеточных остеотрансплантатов со свойствами эмбриональной костной ткани обеспечивает быструю регенерацию кости, потому что регенерация идет по типу эмбрионального остеогенеза - формирование костной ткани на основе остеогенных структур самих трансплантатов за счет наличия в них первичных кровеносных сосудов (капилляров), способствующих их остеоинтеграции. По мере врастания сосудов происходит постепенное, от периферии к центру, формирование примитивной костной ткани, создается костный каркас, который обеспечивает дополнительную устойчивость к нагрузкам. Кроме того, использование трехмерных клеточных остеотрансплантатов со свойствами эмбриональной костной ткани, исключает необходимость забора аутокости и тем самым позволяет избежать осложнений, связанных с этой операцией.

Заполнение центрального канала имплантата трехмерными клеточными остеотрансплантатами со свойствами эмбриональной костной ткани, в его полном объеме, обеспечивает их прилегание к замыкательным пластинкам тел позвонков, что приводит к созданию условий для быстрого врастания сосудов в трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани, и, следовательно, ускоряется процесс регенерации костной ткани.

Трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани подвергаются первичному ангиогенному остеогенезу, что в противоположность аутокости и аллокости не требует рассасывания и формирования костной ткани de novo.

Применение имплантата из биоинертного материала также способствует повышению эффективности вентрального межтелового спондилодеза. Биоинертные материалы не взаимодействуют с окружающими тканями, не вызывают образования выраженного фиброзного слоя, не вызывают воспалительной реакции и не влияют на процесс остеогенеза. При этом кость может формироваться в непосредственной близости от поверхности имплантата. Он не взаимодействует с окружающими тканями и трехмерными клеточными остеотрансплантатами со свойствами эмбриональной костной ткани, о чем можно судить по данным, полученным в эксперименте - отсутствие макрофагов, воспалительной реакции и фиброзной капсулы на границе имплантат-кость, формирование костной ткани в непосредственной близости от поверхности имплантата, за счет чего происходит дополнительная фиксация имплантата в зоне спондилодеза, все это характеризует данный имплантат как биоинертный.

Использование имплантата, размеры и форма которого соответствуют анатомическим размерам межтелового промежутка, куда он помещается, и его размещение таким образом, чтобы его передняя часть опиралась не только на замыкательные пластинки, но и на плотные вентральные кортикальные пластинки каудо- и краниовентральных отделов смежных тел позвонков, предотвращает миграцию имплантата, проседание и некроз замыкательных пластинок за счет уменьшения воздействующей на них нагрузки.

Прочная фиксация имплантата обеспечивается устранением разгибания на уровне операции и зажиманием имплантата смежными замыкательными и вентральными кортикальными пластинками тел позвонков за счет соответствия имплантата анатомическим размерам межтелового промежутка. При этом отсутствие острых возвышающихся элементов на верхней и нижней поверхностях имплантата, которые могут перфорировать замыкательные пластинки, обеспечивает сохранение их целостности, что минимизирует вероятность миграции имплантата как в тела позвонков, так и в сторону позвоночного канала.

Таким образом, данный способ спондилодеза позволяет значительно повысить качество оперативного лечения за счет формирования костного блока в более короткий срок, осуществить высокую степень стабилизации оперируемого позвоночного сегмента, восстановить анатомические взаимоотношения в двигательном позвоночном сегменте, что может быть использовано в клинической практике для уменьшения сроков реабилитации пациентов и тем самым позволит приступать к полноценному труду в полном объеме в кратчайшие сроки после операции.

Предлагаемый способ поясняется изображением, где на фигуре представлено схематическое изображение способа спондилодеза в сагиттальной проекции.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Под общим наркозом проводят передний доступ к телам позвонков 1. После тщательного гемостаза обнажают вентральные отделы позвонков 1 и межпозвонкового диска, при помощи дискотома последний удаляют (оставшаяся часть дорзальная межпозвонкового диска 2). При этом сохраняются замыкательные пластинки 3 смежных позвонков 1, которые зачищают от гиалинового хряща до их кровоточивости. Затем трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани 4 извлекают из стерильной питательной среды и помещают в центральное сквозное отверстие биоинертного межтелового имплантата 5, который по своим размерам и форме соответствует межтеловому промежутку. В качестве биоинертного материала для изготовления имплантата 5 может быть использован, например, тантал, цирконий, алюмооксидная керамика, ниобий, углерод и др. После чего в положении реклинации осуществляют установку имплантата 5 в межтеловой промежуток, таким образом, чтобы передняя поверхность имплантата 5 опиралась на каудовентральный 6 и краниовентральный 7 отделы и вентральные 8 и замыкательные 3 кортикальные пластинки смежных тел позвонков 1. Устраняют реклинацию, что приводит к заклиниванию имплантата 5 смежными позвонками в положении коррекции. Накладывают послойные швы на мягкие ткани.

Пример конкретного осуществления предлагаемого способа.

На экспериментальных животных были проведены исследования в соответствии с положениями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации и Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (утв. Приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 19.03.2003 г. №266).

Эксперимент проводился на животном мини-пиг, возраст 6 мес.

Проведена операция - вентральный межтеловой спондилодез на уровне L3-L4 позвонков.

Ход операции

Под общим наркозом проводится передний забрюшинный доступ телам поясничных позвонков. После тщательного гемостаза, обнажаются вентральные отделы поясничных позвонков и межпозвонковых дисков у мини-свиньи. При помощи дискотома удаляется межпозвонковый диск (выполняется дискэктомия), сохраняются замыкательные пластинки смежных позвонков, но зачищаются от гиалинового хряща до их кровоточивости. Затем трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани (Патент РФ на изобретение №2574942) извлекаются из стерильной питательной среды и помещаются в центральное сквозное отверстие биоинертного межтелового имплантата из алюмооксидной биокерамики, который по своим размерам и форме соответствует межтеловому промежутку, после чего в положении реклинации на валике (коррекции) осуществляется установка имплантата в межтеловой промежуток, таким образом, чтобы передняя поверхность имплантата опиралась на крани- и каудовентральный отделы смежных тел позвонков, включая их вентральные кортикальные пластинки, при этом трехмерные клеточные остеотрансплантаты со свойствами эмбриональной костной ткани контактируют с замыкательными пластинками. После устранения реклинации на валике имплантат плотно зажимается (заклинивается) в межтеловом промежутке (области спондилодеза) смежными телами позвонков. Осуществляется гемостаз. Послойные швы на мягкие ткани. Экспериментальное животное наблюдается отдельно от других животных в течение 3-х суток. После истечения 3 мес содержания в виварии экспериментальное животное выводится из эксперимента. Область позвоночника, где выполнялся спондилодез, удаляется для проведения исследований.

Результаты

Результат МСКТ обследования экспериментального животного после вентрального межтелового спондилодеза с использованием трехмерных клеточных остеотрансплантатов со свойствами эмбриональной костной ткани и биоинертного имплантата через 3 месяца после операции. Состояние после оперативного лечения позвоночника. На представленном участке позвоночника полно визуализируются поясничные позвонки с наличием в межтеловом промежутке имплантата. Образован костно-керамический блок между телами L4-L5 позвонков, отверстие имплантата в полном своем объеме заполнено однородной тканью, которая имеет показатели интенсивности, соответствующие костной ткани.

Таким образом, экспериментальный этап исследования показал эффективность заявляемого способа спондилодеза и возможность его широкого внедрения в практику медицинских учреждений после проведения клинических испытаний.