Результат интеллектуальной деятельности: Способ профилактики нестабильности сетчатого межтелового импланта после замещения дефекта тела позвонка при удалении первичных и метастатических опухолей позвоночника

Изобретение относится к области медицины, в частности к нейрохирургии, онкологии и ортопедии, и может быть использовано для профилактики нестабильности сетчатого межтелового импланта после замещения дефекта тела позвонка при удалении первичных и метастатических опухолей позвоночника.

Удаление тела позвонка выполняют в лечебных целях при опухолевом поражении позвоночника [1–5]. После хирургического удаления тела позвонка возникает необходимость в замещении костных дефектов с помощью имплантов [6,7]. В качестве имплантов используют костные ауто- или аллотрансплантаты, а также искусственные материалы [8,9].

Основная сложность при замещении дефекта тела позвонка сетчатым межтеловым имплантом состоит в обеспечении оптимального сочетания конструкции, выполняющей опорную функцию удаленного позвонка, и условий, обеспечивающих прорастание костной ткани в имплант для стабильного костно-металлического блока.

Для замещения дефекта тела позвонка известно изолированное применение костных трансплантатов. Костный ауто- или аллотрансплантат подбирается под размер дефекта и прочно заклинивается между телами смежных позвонков. Костный трансплантат позволяет создать костный блок для обеспечения стабильной опоры позвоночного столба. Недостатком такого способа является потеря прочности костного трансплантата в процессе его перестройки или разрушение в случае рецидива опухоли, что приводит к вторичной деформации оперированного сегмента позвоночника.

Известен способ замещения дефекта тела позвонка титановым сетчатым имплантом, заполненным костным цементом [10]. Фиксация таких имплантатов не надежна, так как интеграция имплантата осуществляется за счет окружающих рубцовых тканей. Монолитность конструкций не предполагает формирования костно-металлического блока.

Наиболее близким техническим решением является способ хирургического лечения деструктивных заболеваний позвоночника при котором для замещения, образовавшегося в ходе резекции позвонков дефекта, используется композиционный имплантат, представленный двумя опорными дисками из пористого биоинертного материала, между которыми располагается сетчатая распорка контейнерного типа, заполненная костным цементом с антибиотиком, при этом диаметры дисков соответствуют диаметру сетчатой распорки и имеют шероховатые поверхности для соприкосновения с костью [11]. Недостатком данного способа является то, что используемый пористый композитный материал потенциально обеспечивает только большую площадь контакта с неизвестным прогнозом на остеоинтеграцию. Вместе с тем, применение небиологических имплантов для замещения дефектов имеет недостатки в виде гальванической коррозии, растрескивания металлических имплантов, недостаточной механической прочности керамических имплантов, токсичности и канцерогенности продуктов деградации полимеров [12].

Технический результат изобретения состоит в обеспечении лучших условий для процессов остеоинтеграции с целью профилактики нестабильности импланта, что позволяет снизить риск осложнений, связанных с нестабильностью импланта, а также число ревизионных оперативных вмешательств.

Результат изобретения достигается за счет того, что удаляют поврежденный позвонок, выполняют фенестрацию центральных отделов замыкательных пластинок смежных позвонков, пространство внутри импланта заполняют костным цементом с формированием двух полостей глубиной по 1 см от соответствующих его краев, затем упомянутые полости заполняют с утрамбовкой до уровня края импланта заранее заготовленной костной стружкой из губчатого аллогенного трансплантанта с последующей его установкой в дефект и заклиниванием между телами смежных позвонков.

Предлагаемый нами способ подразумевает не только повышение площади контакта, но и создание условий для лучшей остеоинтеграции установленного импланта и смежных позвонков за счет использования аллокостного трансплантата и фенестрации замыкательных пластинок смежных позвонков.

Преимуществом применения аллогенного костного трансплантата является его доступность в различных физических формах (костная стружка, структурный трансплантат) и широкая распространенность [13,14].

Преимущество использования аллогенного трансплантата перед аутотрансплантатом состоит в том, что использование аутокости из удаленного позвонка невозможно в связи с высоким риском локального рецидива опухоли. Применение аллотрансплантата позволяет избежать дополнительной травмы донорского места [15]. Это актуально у пациентов с онкологической патологией, при которой хирургическое лечение часто направлено не на излечение больного, а на поддержание его качества жизни на период дожития. Вместе с тем, имеются данные о том, что успешность образования костного блока сопоставима при использовании алло- и аутотрансплантата при проведении вентрального спондилодеза [16]. Кроме того, известно, что аллогенный трансплантат обладает лучшими свойствами остеоинтеграции и остеокондуктивности по сравнению с пористыми небиологическими имплантами [16–18]

Сущность заявки на изобретение поясняется иллюстрациями, где на фигурах изображены:

Фигура 1 – Схематичное изображение сагиттального среза через межтеловой имплант, который выполнен предложенным способом.

Фигура 2 – Фотография межтелового импланта, выполненного предложенным способом.

Фигура 3 – Компьютерная томограмма позвонков после установки межтелового импланта по предложенному способу (вид спереди).

Фигура 4 – Компьютерная томограмма позвонков после установки межтелового импланта по предложенному способу (вид сбоку).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Удаление позвонка (спондилэктомию) выполняют в лечебных целях при опухолевом поражении позвоночника. Спондилэктомия позволяет осуществить локальный контроль роста опухоли. Операцию выполняют в два этапа. На первом этапе производят удаление дуги и отростков позвонка. Завершается этап реконструкцией задней опорной колонны позвоночника посредством транспедикулярной фиксации смежных с пораженным позвонков. На втором этапе пересекают межпозвонковые диски выше и ниже пораженного позвонка. Удаляют тело пораженного опухолью позвонка. Поверхность замыкательных пластинок смежных позвонков зачищают от хряща до кости. Выполняют фенестрацию центральных отделов замыкательных пластинок смежных позвонков специальным инструментом, например, шилом, для улучшения локального кровоснабжения и создания оптимальных условий для последующей остеоинтеграции. Для замещения дефекта берут сетчатый межтеловой имплант подходящего размера. Пространство внутри импланта заполняют костным цементом, оставляя не заполненными две концевые его части на глубину 1 см от краев. Подготовленный при помощи химической обработки губчатый аллогенный трансплантат отмывают в течение не менее 40 минут. Из указанного трансплантата изготавливают костную стружку размерами 0,3 см х 0,3 см х 0,3 см. Затем концевые части импланта заполняют костной стружкой, плотно утрамбовывая ее до уровня края импланта (Фиг. 1, 2). Далее устанавливают имплант в дефект между телами позвонков с заклиниванием. В двух концевых частях импланта, заполненных аллогенной костной стружкой, формируются костно-металлические блоки за счет прорастания костной ткани пациента через предварительно выполненные фенестрационные отверстия в замыкательных пластинках смежных позвонков в уплотненную аллогенную костную стружку. Способ обеспечивает адекватную реконструкцию позвоночного столба, максимальную стабильность межтелового импланта и позволяет снизить риск послеоперационных осложнений.

Практическое использование способа иллюстрируем клиническим примером.

Пациент А. 55 лет, обратился в клинику по поводу боли в пояснице. При обследовании на компьютерной томографии поясничного отдела позвоночника выявили новообразование в L3 позвонке. Под рентгенологическим контролем выполнили пункционную трепанбиопсию. По результатам гистологического исследования выявили хордому L3 позвонка. Спланировали оперативное вмешательство: одномоментная спондилэктомия L3 с реконструкцией позвоночного столба транспедикулярной системой и межтеловым имплантом. В связи с анатомическими особенностями поясничного отдела позвоночника, операцию провели через два доступа. В положении больного на животе из заднего доступа выполнили установку транспедикулярных винтов в тела L1, L2, L4, L5 позвонков. Удалили дугу, поперечные, суставные, остистый отростки пораженного позвонка. Выполнили пересечение дорзальной части смежных межпозвонковых дисков L2-3 и L3-4. Выделили из мягких тканей боковые стенки L3 позвонка. Закончили этап установкой стержней и окончательной фиксацией транспедикулярной системы. В положении больного на правом боку из передне-бокового внебрюшинного доступа выделили тело пораженного позвонка. Пересекли смежные межпозвонковые диски, переднюю и заднюю продольные связки. Удалили тело позвонка вместе с опухолью. Зачистили замыкательные пластинки смежных позвонков до кости. Шилом выполнили фенестрацию центральных частей замыкательных пластинок. Под размер дефекта подготовлен межтеловой имплант заявленным способом. Пространство внутри импланта заполнили костным цементом, сформировав в верхней и нижней частях импланта полости глубиной по 1 см. Полости импланта заполнили ранее заготовленной костной стружкой размером 0,3 х 0,3 х 0,3 см из отмытого в течении 40 минут губчатого аллогенного трансплантанта и утрамбовали до уровня края импланта. Подготовленный имплант установили между телами L2 и L4 позвонков с заклиниванием. Операцию закончили по общепринятым методикам. Больной вертикализирован и самостоятельно передвигался на вторые сутки после операции.

На контрольной компьютерной томографии поясничного отдела позвоночника через 2 года отмечается стабильные костно-металлические блоки без признаков нестабильности импланта (Фиг. 3, 4). Результаты оценены как отличные.

Список литературы

1. Liljenqvist U, Lerner T, Halm H, Buerger H, Gosheger G, Winkelmann W. En bloc spondylectomy in malignant tumors of the spine. Eur Spine J. 2008;17:600–9.

2. Kato S, Murakami H, Demura S, Yoshioka K, Kawahara N, Tomita K, et al. More Than 10-Year Follow-Up After Total En Bloc Spondylectomy for Spinal Tumors. Annals of surgical oncology. 2013;21.

3. Boriani S, Gasbarrini A, Bandiera S, Ghermandi R, Lador R. En Bloc Resections in the Spine: The Experience of 220 Patients During 25 Years. World Neurosurgery. 2017;98:217–29.

4. Amendola L, Cappuccio M, De Iure F, Bandiera S, Gasbarrini A, Boriani S. En bloc resections for primary spinal tumors in 20 years of experience: effectiveness and safety. The Spine Journal. 2014;14:2608–17.

5. Sciubba DM, De la Garza Ramos R, Goodwin CR, Xu R, Bydon A, Witham TF, et al. Total en bloc spondylectomy for locally aggressive and primary malignant tumors of the lumbar spine. Eur Spine J. 2016;25:4080–7.

6. Tomita K, Kawahara N, Murakami H, Demura S. Total en bloc spondylectomy for spinal tumors: improvement of the technique and its associated basic background. Journal of Orthopaedic Science. 2006;11:3–12.

7. Yamazaki T, McLoughlin GS, Patel S, Rhines LD, Fourney DR. Feasibility and safety of en bloc resection for primary spine tumors: a systematic review by the Spine Oncology Study Group. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34:S31-8.

8. Glennie RA, Rampersaud YR, Boriani S, Reynolds JJ, Williams R, Gokaslan ZL, et al. A Systematic Review With Consensus Expert Opinion of Best Reconstructive Techniques After Osseous En Bloc Spinal Column Tumor Resection: SPINE. 2016;41:S205–11.

9. Melcher RP, Harms J. Biomechanics and Materials of Reconstruction After Tumor Resection in the Spinal Column. Orthopedic Clinics of North America. 2009;40:65–74.

10. Kim D. Harms Cage (DePuy Spine). Spinal Instrumentation: Surgical Techniques [Internet]. 2005th ed. Thieme Verlag; 2005 [cited 2020 Mar 25]. Available from: https://www.thieme-connect.de/products/ebooks/pdf/10.1055/b-0034-75925.pdf

11. Матулевич АВ, Дубинский АВ. Способ хирургического лечения деструктивных заболеваний позвоночника. 2695893. 2018

12. Buser Z, Brodke DS, Youssef JA, Meisel H-J, Myhre SL, Hashimoto R, et al. Synthetic bone graft versus autograft or allograft for spinal fusion: a systematic review. J Neurosurg Spine. 2016;25:509–16.

13. Boyce T, Edwards J, Scarborough N. Allograft bone. The influence of processing on safety and performance. Orthop Clin North Am. 1999;30:571–81.

14. Coseo NM, Saldua N, Harrop J. Current use of biologic graft extenders for spinal fusion. J Neurosurg Sci. 2012;56:203–7.

15. Whang PG, Wang JC. Bone graft substitutes for spinal fusion. The Spine Journal. 2003;3:155–65.

16. Ehrler DM, Vaccaro AR. The use of allograft bone in lumbar spine surgery. Clin Orthop Relat Res. 2000;38–45.

17. Ludwig SC, Boden SD. Osteoinductive bone graft substitutes for spinal fusion: a basic science summary. Orthop Clin North Am. 1999;30:635–45.

18. Hak DJ. The use of osteoconductive bone graft substitutes in orthopaedic trauma. J Am Acad Orthop Surg. 2007;15:525–36.