Результат интеллектуальной деятельности: Способ одномоментного удлинения плюсневой кости при брахиметатарзии с применением аутотрансплантата

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, и может быть использовано при лечении деформации опорно-двигательного аппарата и конструкциям, обеспечивающим прочную фиксацию костей.

Уровень техники.

Брахиметатарзия - это врожденное или приобретенное укорочение плюсневой кости, сопровождается изменением в параболе длины пальцев, что проявляется в косметическом дефекте и нарушает фазу толчка при походке.

Для лечения данной патологии предложено несколько общепринятых техник хирургической коррекции. Доктор P. Kumar в статье Distraction osteogenesis for brachymetatarsia using initial circular fixator and early trans-fixation metatarsal К-wires-a series of three cases. J Surg Case Rep. 2018 Oct; 2018(10) описывает методику с применением наружного спицевого дистракционного аппарата. Методика заключается в введении чрезкожно 2-х спиц от стержневого аппарата перпендикулярно в области средней-дистальной трети плюсневой кости, выполняют продольный доступ по диафизу плюсневых костей в направлении от спиц к основанию плюсневой кости. Далее выполняют остеотомию плюсневой кости в поперечном направлении. Далее вводят спицу через палец в дистальную треть плюсневой кости и фиксируют спицу к аппарату. После устанавливают конструкцию аппарата на стопу с фиксацией спиц в нем. Далее ушивают рану и проводят дистракцию на аппарате с помощью удлинения штанг на аппарате на протяжении 3-5 месяцев.

Данная методика имеет ряд существенных недостатков (Reina Kitabata, Yoshiaki Sakamoto, Tomohisa Nagasao, Kazuo Kishi Distraction Osteogenesis for Brachymetatarsia by Using Internal Device. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2017 Jul; 5(7)), а именно: инфицирование мест прохождения спиц, потеря коррекции, неудобство в связи с большим размером конструкции аппарата и длительным процессом его ношения, избыточное натяжение мягких тканей и мышц в области этого пальца. Однако данная методика позволяет восстановить достаточно большое укорочение кости до 3-4 см.

Также существует похожая методика с применением стержневого аппарата наружной фиксации меньшего размера. Данная методика существует в двух вариант с и без замещения костного дефекта укорочения плюсневой кости.

Первый вариант без костной пластики был предложен David М. и др. (А Modified Surgical Technique for Lengthening of a Metatarsal Using an External Fixator. HSS J. 2010 Sep; 6(2): 235-239). Методика заключается в тыльном доступе параллельно диафизу плюсневой кости, далее выполняется поперечная остеотомия плюсневой кости. После производят проведение 2х стержней 2,5 мм в проксимальный и дистальный отломок с тыла стопы перпендикулярно плюсневой кости. Далее выполняют монтаж аппарата, после фиксируют стержни в аппарате и вводят трансартикулярно спицу через палец в дистальную треть плюсневой кости. После на протяжении первых 3х недель пациент самостоятельно 2 раза в день подкручивает аппарат с постепенной дистракцией на 0,25 мм. Через 3-4 недели удаляют трансартикулярную спицу, после чего аппарат оставляют в среднем на 3 месяца.

Второй вариант похож на предыдущий с разницей в том, что между дистальным и проксимальным отломком устанавливают саморассасывающийся трансплантат искусственной кости из композита гидроксиапатита и коллагена (НА/ Col; RIFIT, HOYA Со Ltd, Токио, Япония). В своей статье Treatment of Complications after Distraction Osteogenesis for Brachymetatarsia of the Fourth Metatarsal. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2016 Jul; 4(7) доктор Mariko H. и др. применяют данный метод как альтернативу ауто- или аллотрансплантату костной ткани для одномоментного замещения костного дефекта до 10 мм. Однако авторы описывают проблемы методики: недостаточная прочность выращенной кости, невозможность замещения дефекта более 10 мм. К плюсам методики относят: миниинвазивность, отсутствие дополнительного вмешательства для забора трансплантата, хороший косметический результат.

Еще одна методика для одномоментного устранения брахиметатарзии предложена Ankit Desai и др. (Ankit D, Surjit L, Andrew R. A, Samuel S. R, Andrew D.S. Brachymetatarsia of the Fourth Metatarsal, Lengthening Scarf Osteotomy with Bone Graft. Orthop Rev (Pavia)2013 Jul 24; 5(3)). Методика заключается в доступе вдоль диафиза плюсневой кости длиной около 3 см, далее выполняют Z-образную остеотомию плюсневой кости, после чего выполняют дистракцию дистального отломка до необходимого уровня. В местах, где появляются костные пустоты применяют аллотрансплантаты из искусственной кости. После установки отломков остеотомии выполняют временную фиксацию спицей с тыла к подошве в области соприкосновения отломков перпендикулярно плюсневой кости. По спице производят рассверливание и дальнейшую фиксацию канюлированным винтом. После зашивают послеоперационную рану. После операции пациенты могли ходить с первого дня в послеоперационной обуви с разгрузкой переднего отдела стоп. Данная методика применяется достаточно часто ввиду возможности быстрого восстановления, отсутствия внешних конструкций и соответственно с меньшим процентом послеоперационных инфекционных осложнений. Однако данная методика имеет ряд недостатков, таких как: отсутствие достаточной ширины кости для успешной установки винта в месте остеотомии, возможность замещения костного дефекта до 9 мм, нестабильность остеосинтеза в виду возможности установки только одного винта.

Наиболее близким аналогом является метод, описанный доктором Sandro Giannini в статье One-stage Metatarsal Lengthening by Allograft Interposition: A Novel Approach for Congenital Brachymetatarsia Sandro Giannini, Cesare Faldini, Stavroula Pagkrati, Maria Teresa Miscione, Deianira Luciani. Clin Orthop Relat Res. 2010 Jul; 468(7): 1933-1942. Методика заключается в тыльном доступе вдоль диафиза плюсневой кости длиной 3 см, выполняют поперечную остеотомию плюсневой кости. Далее приготавливают костный трансплантат аллокости. Основой для трансплантата является свежезамороженная плюсневая кость из банка костных трансплантатов. Из нее выпиливают цилиндрический фрагмент, чаще из аналогичной области диафиза плюсневой кости. Далее помещают трансплантат в область остеотомии и проводят трансартикулярно спицу через дистальную часть пальца в плюсневую кость до основания плюсневой кости. Далее выполняют послойное зашивание послеоперационной раны. В послеоперационном периоде применяют специальную обувь с разгрузкой переднего отдела стоп.

Недостатки методики: отсутствие жесткой фиксации сегментов остеотомии и трансплантата внутренними металлофиксаторами, необходимость наличия банка костной ткани, применение «чужой» костной ткани и возможность отторжения трансплантата, наличие трансартикулярной спицы фиксатора повышает риск послеоперационного инфицирования в местах проведения спицы.

Раскрытие изобретения

Достигаемым при использовании разработанного метода техническим результатом является одномоментное устранение дефекта костного укорочения плюсневой кости, надежная стабильная внутренняя фиксация металлофиксатором, восстановление патофизиологических структур в плюснефаланговом суставе и переднем отделе стопы, что обусловлено следующим:

- выполнение забора трансплантата для устранения укорочения из 5 плюсневой кости. Это позволяет не применять искусственную или аллокость, что позволяет с большей вероятностью гарантировать приживление в послеоперационном периоде. Такой трансплантат обладает всеми свойствами нормальной костной ткани, такие как гомогенность, упругость и сохранение кровоснабжения за счет надкостницы.

- выполнение резекции цилиндрической части диафиза соседних плюсневых костей для трансплантата соответствует цилиндрическому участку в зоне остеотомии, что обеспечивает стабильность полученного соединения.

- выполнение взятие трансплантата с соседней плюсневой кости позволяет минимизировать инвазивность одним сегментом- стопой.

- после выполнения остеотомии дистальный отломок смещают дистально, в полученное пространство между отломками устанавливают аутотрансплантат. Далее выполняют рассверливание и проведение винта через головку плюсневой кости непосредственно в диафиз плюсневой кости через трансплантат в проксимальный отломок. Это является дополнительным решением для прочности и стабильности остеосинтеза на весь послеоперационный период без внешних фиксирующих устройств, благодаря чему фрагменты не смещаются. Аналогичным образом производят фиксацию плюсневой кости, из которой берут трансплантат.

- на костном трансплантате сохраняется надкостница, что способствует дальнейшему кровоснабжению данного участка кости и является профилактикой асептических нарушений, таких как замедленная консолидация или несращение.

- остеотомия плюсневой кости и забор трансплантата не травмирует хрящ головки плюсневой кости, что предотвращает нарушения в ПФС и развития псевдоартроза.

- возможность выполнения ранней нагрузки с применением послеоперационной обуви обеспечивает раннюю мобилизацию пациента с возможностью самообслуживания и возможностью выполнения легкой сидячей работы в первые 4 недели после операции.

- отсутствие внешних иммобилизирующих конструкций в послеоперационном периоде создает благоприятный психоэмоциональный фон для пациента.

Указанные выше аспекты технического результата достигаются за счет следующей совокупности существенных признаков:

- выполняют остеотомию плюсневой кости, для чего:

- выполняют тыльный доступ продольно над 4-ым плюснефаланговым суставом в проксимальном направлении до уровня предполагаемой остеотомии, вскрывают плюснефаланговый сустав, выделяют метаэпифиз и диафиз плюсневой кости в месте остеотомии,

- выполняют поперечную остеотомию, полотно пилы выставляют параллельно фронтальной плоскости 4 плюсневой кости на расстоянии 1,5 см от линии суставного хряща плюснефалангового сустава от тыла к подошве стопы, при этом полотно пилы располагают под углом в 90 градусов к горизонтальной плоскости плюсневой кости,

- далее выполняют этап забора трансплантата с 5 плюсневой кости,

выполняют доступ с наружной поверхности вдоль 5 плюснефалангового сустава в проекции предполагаемой остеотомии, вскрывают плюснефаланговый сустав,

- выполняют первую остеотомию отступя 1 см от границы суставного хряща проксимально, ориентируют полотно пилы перпендикулярно плюсневой кости снаружи кнутри, далее прикладывают линейку параллельно плюсневой кости и отступают проксимально на требуемое для трансплантата расстояние,

- выполняют вторую остеотомию параллельно первой, таким образом, чтобы получился трансплантат цилиндрической формы, полученный трансплантат окунают в физиологический раствор,

- далее устанавливают головку 5 плюсневой кости соосно диафиза 5 плюсневой кости, выполняют временную фиксацию остеотомии 5 плюсневой кости спицей Киршнера, проводят спицу через проксимальный отломок, точку входа спицы располагают с наружной стороны плюсневой кости, спицу ориентируют в костномозговой канал до дистального края головки плюсневой кости, рассверливают кортикальный слой канюлированным сверлом до хондрального слоя головки плюсневой кости, далее производят фиксацию отломков проводя канюлированный, самосверлящий, компрессирующий винт, который вводят по ранее установленной спице,

- далее помещают полученный трансплантат в область остеотомии 4 плюсневой кости, при этом перемещают головку 4 плюсневой кости до восстановления соосности проксимального, дистального фрагментов остеотомии и трансплантата,

- далее выполняют временную фиксацию остеотомии с помощью спицы Киршнера, спицу проводят через головку 4 плюсневой кости ориентируя спицу в направлении костномозгового канала, точка входа находиться в центральной части хряща головки 4 плюсневой кости, далее по спице производят рассверливание канюлированным сверлом через хондральный слой головки плюсневой кости в направлении костномозгового канала, рассверливают до 2-3 см в проксимальном фрагменте, после фиксируют головку плюсневой кости с трансплантатом к ее диафизу канюлированным, самосверлящим, компрессирующим винтом, который проводят по ранее установленной спице Киршнера,

- после выделяют сухожилие длинного разгибателя 4 пальца, скальпелем выполняют Z-образное удлинение сухожилия на длину соответствующей расстоянию замещенным трансплантатом, концы сухожилия сшивают узловыми саморассасывающимися швами,

- далее производят трансартикулярную фиксацию 4 пальца спицей Киршнера, для этого проводят спицу в кончик пальца через дистальную фалангу в направлении головки плюсневой кости, далее выведя кончик спицы в проекцию плюснефалангового сустава сопоставляют спицу с каналом в винте фиксирующим остеотомию и проводят спицу по каналу канюлированного винта вдоль костномозгового канала в проксимальную треть 4 плюсневой кости.

Целесообразно, но не обязательно, в качестве винта использовать винт длиной 22-44 мм, имеющий канюлированное отверстие диаметром 1.1 мм на всю длину, при этом проксимальный конец винта должен иметь диаметр 3,3 мм и резьбу с шагом 0.082 мм, дистальный конец винта -диаметр 2,5 мм и резьбу с шагом 0.1 мм, при этом на дистальном конце винта должна быть самонарезающая заточка на резьбе, конец данного винта располагают с большим диаметром в головке плюсневой кости, с меньшим - в проксимальной части остеотомии плюсневой кости.

Осуществление изобретения

Для осуществления разработанного метода одномоментного восстановления длины плюсневой кости с применением аутотрансплантата из соседней плюсневой кости с внутренней фиксацией канюлированным компрессирующим винтом для лечения брахиметатарзии 4-ой плюсневой кости выполняют следующее.

Выполняют тыльный доступ продольно 4-ого плюснефалангового сустава в проксимальном направлении до уровня предполагаемой остеотомии, вскрывают плюснефаланговый сустав. Далее выделяют дистальный метаэпифиз и среднюю треть диафиза плюсневой кости. Выполняют поперечную остеотомию, полотно пилы выставляют параллельно фронтальной плоскости плюсневой кости на расстоянии 1,5 см от линии суставного хряща плюснефалангового сустава от тыла к подошве стопы. Полотно пилы ориентируют строго под углом 90 градусов к горизонтальной плоскости плюсневой кости. Далее переходят к этапу забора трансплантата из метафиза 5-ой плюсневой кости. Для этого выполняют второй доступ с наружной поверхности вдоль 5-ого плюснефалангового сустава в проекции предполагаемой остеотомии. Вскрывают плюснефаланговый сустав. Далее отступя 1 см от границы суставного хряща проксимально выполняют остеотомию ориентируя полотно пилы перпендикулярно плюсневой кости снаружи кнутри. Далее прикладывают линейку параллельно плюсневой кости и отступают проксимально нужно для трансплантата расстояние. Выполняют вторую остеотомию параллельно первой, таким образом, чтобы получился трансплантат цилиндрической формы. Длину трансплантата определяют по рентгенограммам. Рентгенограммы выполняют в масштабе 1:1, на рентгенограмме линейкой определяют разницу в длине головок 3 и 4-ой плюсневых костей, длина трансплантата должна быть достаточной, что бы длина 4-ой плюсневой кости была меньше длины 3-ей на 0,3-0,5 см. Далее полученный трансплантат окунают в физиологический раствор. Далее производят фиксацию остеотомии 5-ой плюсневой кости. Выполняют временную фиксация дистального отломка спицей Киршнера. Для этого устанавливают головку 5 плюсневой кости соосно диафиза 5-ой плюсневой кости, проводят спицу через проксимальный отломок, точка входа спицы располагают с наружной стороны плюсневой кости, спицу ориентируют в проекцию головки в костномозговой канал до дистального края головки плюсневой кости. Далее рассверливают кортикальный слой канюлированым сверлом до хондрального слоя головки плюсневой кости. Производят фиксацию отломков проводя канюллированный, самосверлящий, компрессирующий винт, который вводят по ранее установленной спице. Далее производят установку полученного трансплантата в область остеотомии 4-ой плюсневой кости. Для этого трансплантат помещают между дистальным и проксимальным фрагментом остеотомии. Далее перемещают головку 4 плюсневой кости до восстановления соосности проксимального, дистального фрагментов остеотомии и трансплантата. Выполняют временную фиксацию остеотомии с помощью спицы Киршнера. Спицу проводят через головку 4-ой плюсневой кости ориентируя спицу в направлении костномозгового канала, точка входа находиться в центральной части хряща головки 4 плюсневой кости. Далее по спице производят рассверливание канюлированным сверлом через хондральный слой головки плюсневой кости в направлении костномозгового канала, рассверливают до 2-3 см в проксимальном фрагменте. Фиксируют головку плюсневой кости с трансплантатом к ее диафизу канюлированным, самосверлящим, компрессирующим винтом, который проводят по ранее установленной спице Киршнера. Далее выделяют сухожилие длинного разгибателя 4-ого пальца. Скальпелем выполняют Z-образное удлинение сухожилия на длину соответствующей расстоянию замещенным трансплантатом, концы сухожилия сшивают узловыми саморассасывающимися швами. Далее производят трансартикулярную фиксацию 4-ого пальца спицей Киршнера. Для этого проводят спицу в кончик пальца через дистальную фалангу в направлении головки плюсневой кости, далее выведя кончик спицы в проекцию плюснефалангового сустава сопоставляют спицу с каналом в винте фиксирующим остеотомию и проводят спицу по каналу канюлированного винта вдоль костномозгового канала в проксимальную треть 4-ой плюсневой кости. Далее выполняют послойное ушивание послеоперационных ран в проекции 4 и 5-ой плюсневых костей.

Целесообразным использовать винты длиной 22-36 мм, имеющий канюлированное отверстие диаметром 1.1 мм на всю длину. При этом проксимальный конец винта имеет диаметр 3,3 мм и резьбу с шагом 0.082 мм, дистальный конец винта имеет диаметр 2,5 мм и резьбу с шагом 0.1 мм. На дистальном конце винта имеется самонарезающая заточка на резьбе. Располагают конец винта с большим диаметром в головке плюсневой кости, с меньшим - в проксимальной части остеотомии плюсневой кости.

Металлофиксатор для остеотомии (винт) должен быть канюлированным с двойной компрессией.

Разный диаметр и шаг резьбы в дистальной и проксимальной части винта способствует выраженной компрессии, что предотвращает явление замедленной консолидации или несращения в области остеотомии.

Канюлированное отверстие в винте позволяет выполнить остеосинтез без смещения фрагментов за счет проведения по ранее установленной спице.

Одномоментное устранение укорочения плюсневой кости с применением аутотрансплантата из соседней плюсневой кости с внутренней фиксацией компрессирующим винтом позволяет сразу восстановить соотношение в параболе плюсневых костей, создать видимый удовлетворительный косметический эффект. Тем самым восстанавливается длина пальцев и восстанавливается биомеханика в переднем отделе.

Клинический пример:

Пациентка К. 35 лет, диагноз: Брахиметатарзия 4 плюсневой кости левой стопы.

Клинические проявления заболевания: жалобы на косметический дефект левой стопы, уменьшен 4 палец. Видимых деформаций соседних участков не отмечается. Со слов пациентки укорочение 4 пальца стало более заметно в 9-10 лет, к докторам не обращались. Пациентку беспокоит внешний вид стопы, стеснение при ношение открытой обуви.

Выполненная хирургическая коррекция: После предоперационной подготовки под спино-мозговой анестезией выполнена реконструктивная операция на переднем отделе левой стопы.

Выполнен продольный доступ 4 см над область 4 ПФС в области дистального метаэпифиза, суставная капсула вскрыта продольно, выполнена остеотомия по разработанной нами методике, для чего выполнили поперечную остеотомию 4 плюсневой кости, отступя 1,5 см от лини суставного хряща головки. Полотно пилы ориентировали под углом 90 градусов к горизонтальной оси кости. Далее выполнили наружный доступ в проекции 5 плюснефалангового сустава, тупо и остро выполнили доступ к метаэпифизу и диафизу плюсневой кости, далее осцилляторной пилой выполнили поперечную остеотомию плюсневой кости ориентируя полотно пилы снаружи кнутри, приложив линейку параллельно диафизу 5 плюсневой кости проксимально от опила отмерили 1 см кости для трансплантата. По метке выполнили аналогичную остеотомию с вычленением трансплантата. Трансплантат помещен на время в физиологический раствор. Временная фиксация спицей головки 5 плюсневой кости к диафизу, в направлении от проксимального к дистальному отломку вдоль костномозгового канала, рассверлили по спице канал и выполнили установку по спице канюлированного компрессирующего самосверлящего винта 20 мм. Далее произвели укладку полученного трансплантата в область остеотомии 4 плюсневой кости, выставили соосность полученных фрагментов остеотомии и трансплантата. После выполнили временную фиксацию остеотомии спицей, ориентировали спицу в центр головки плюсневой кости вдоль костномозгового канала. По спицы выполнили рассверливание через хондральный слой головки, трансплантат и проксимальный фрагмент остеотомии. Проксимальный фрагмент рассверлили на протяжении 2 см. По спицы выполнили установку канюлированного, компрессирующего, самосверлящего винта длиной 39 мм. Далее выполнили пластику с Z-образным удлинением сухожилия длинного разгибателя 4 пальца, узловой шов саморассасывающимися швами на сухожилие. После через кончик дистальной фаланги 4 пальца провели спицу Киршнера вдоль пальца, после вывели спицу в область плюснефалангового сустава, сопоставили спицу с каналом винта и провели ее по нему до основания 4 плюсневой кости. На завершающем этапе проверили стабильность остеосинтеза, выполнили ушивание послеоперационных ран.

Предложенной методикой были оперированы 37 пациентов (51 стопа). После операции 94,1% пациентов были удовлетворены полученным косметическим результатом (48 стоп). У всех пациентов отмечена полная костная консолидация в сроки до 3 месяцев после операции. Осложнений в виде инфицирования, стойкого болевого синдрома, потери коррекции не наблюдали. Ранний послеоперационный период у данной группы пациентов сопровождался более лучшим психоэмоциональным состоянием, чем аналогичные пациенты, которым выполняли лечение при помощи аппаратов наружной фиксации.