[2]Изобретение относится к медицине, а именно к детской хирургии, и предназначено для хирургической коррекции края крыши вертлужной впадины при диспластическом коксартрозе у детей.
[3]Болезни опорно-двигательной системы, приводящие к временной или стойкой утрате трудоспособности, занимают первое место среди различных заболеваний. К числу наиболее распространенных и инвалидизирующих ортопедических заболеваний относится деформирующий артроз тазобедренного сустава. Неуклонно прогрессирующий характер процесса при этой патологии в 60-64% случаев ведет к снижению трудоспособности и в 11,5% - к инвалидизации лиц трудоспособного возраста. Вследствие тяжести поражения каждый одиннадцатый из страдающих заболеваниями ТБС в конечном итоге становится инвалидом в то время, как при всех болезнях органов опоры и движения инвалидизируется каждый сотый [9, 19].
[4]Диспластический коксартроз - одно из наиболее тяжелых дегенеративно -дистрофических заболеваний, в основе которого лежит врожденное недоразвитие (дисплазия) ТБС. Это обусловлено его ранним возникновением и быстрым прогрессированием, высокой частотой двусторонней патологии, снижением качества жизни и трудоспособности вплоть до инвалидизации, сложностью социальной и психологической адаптации больных. В последние десятилетия тенденцию к «омоложению» данного заболевания подтверждают наблюдения Holmeister (1992) и Hutton et al. (1995), выявивших рентгенологические признаки ДК у 35% лиц моложе 35 лет [16, 20].
[5]Вопросы лечения остаются по-прежнему одной из актуальных проблем в ортопедической практике - формирование наружного края крыши вертлужной впадины с последующей подготовкой вертлужной впадины под эндопротезирование.
[6]Несмотря на достижения хороших результатов раннего консервативного лечения у ряда больных остается недоразвитие крыши вертлужной впадины, выполняется избыточная антеверсия и вальгусная деформация шейки бедра, констатируется подвывих бедра. В подобных ситуациях для создания условий нормального развития тазобедренного сустава необходимо вовремя произвести соответствующую коррекцию соотношений в тазобедренном суставе с целью достижения конгруэнтности между головкой бедра и крышей вертлужной впадины [13, 16].
[7]Наиболее адекватным хирургическим лечением диспластического коксоартроза является дополнение недостающих анатомических элементов алло- или гомотрансплантатами. Аллотрансплантаты могут быть представлены в виде массивных имплантатов, костной крошки, соломки и т.д. Стерилизация и консервация достигается различными физическими (замораживание, лиофилизация), химическими (формалин, различные антисептики) и лучевыми методами [1, 15]. Однако процесс перестройки чужеродной кости протекает медленно и неоднозначно у каждого больного, а ее антигенные свойства небезразличны для пациента и могут приводить к патологическим сдвигам в организме. Из поздних осложнений возможно отторжение, неполное замещение имплантата, случаи позднего нагноения и переломы в области бывшего дефекта [2, 12].
[8]Для предупреждения иммунных конфликтов, других недостатков аллотрансплантатов применяются специально обработанные костные имплантаты. Костный материал с удалением органической части «Биокерамическая матрица», деминерализованный костный матрикс и др. Однако эти методы не позволяют процессам регенерации проходить достаточно быстро, а наличие массивных матриксов, в зоне построения новой кости, тормозит ее формирование.
[9]Весьма интересным направлением является применение трубчатой деминерализованной костной матрицы с нанесенными микроперфорациями, но оно находится пока только в стадии разработки. В то же время имплантаты из деминерализованной кости обладают меньшей механической прочностью, быстрее лизируются при литических процессах, при этом, однако, они имеют повышенную устойчивость к инфекциям, особенно при насыщении антибиотиками и способствуют формированию полноценного регенерата [3].
[10]Одним из перспективных направлений является применение полимерных композиционных материалов на основе сополимера винилпирролидона и метилметакрилата. Композиция состоит из гидрофильного и гидрофобного компонентов и способна включать в свой состав и переносить в очаг поражения биологически активные вещества. Под действием жидких сред организма происходит постепенный выход препаратов, обеспечивая длительный терапевтический эффект. Эксперименты с введением в состав материалов оротовой кислоты, глюконата кальция, различных антисептиков, убедительно доказали как остеокондуктивные, так и остеоиндуктивные свойства вышеуказанных имплантатов. Известно их клиническое применение в виде различных форм («соломка», жидкая композиция, гидрогель и т.д.), отмечена их хорошая биосовместимость с тканями реципиента. Важными положительными качествами данных имплантатов являются: постепенная биодеструкция, хорошая биосовместимость, отсутствие иммунного конфликта, возможность играть роль несущей формообразующей матрицы [11, 15].
[11]Однако клинический эффект полимерных материалов в травматолого-ортопедической практике на основе сополимера винилпирролидона и метилметакрилата на большой группе больных и в отдаленные сроки не оценен. Кроме того, в настоящее время появилась возможность качественно улучшить стимулирующие свойства имплантата, используя два компонента. Первый - частично деминерализованный костный матрикс в качестве формообразующей матрицы. Второй компонент - биосовместимый полимер, в качестве наполнителя для насыщения костного матрикса [14].
[12]Таким образом, существует необходимость поиска новых и дальнейшее совершенствование разработанных биосовместимых искусственных материалов, которые смогли бы альтернативно заменять костные имплантаты, с течением времени стимулировать процессы регенерации, поддерживать антибактериальную среду.
[13]Наиболее близким к предлагаемому способу является способ включающий использование для формирования анатомической формы крыши вертлужной впадины металлокерамики. В Инженерно-медицинском центре (ИМЦ) "МАТИ-Медтех" (Москва), на базе лаборатории перспективных материалов и технологий кафедры "Материаловедение и технология обработки материалов". (Научный руководитель ИМЦ - академик РАН, заслуженный деятель науки РФ, - Ильин Александр Анатольевич) ведется разработка и клиническое применение алюминиевой металлокерамики. При дополнении анатомически недостающих костных структур широко используются керамические и металлокерамические материалы. Их нанесение увеличивает опорную поверхность материала и позволяет вторично фиксировать имплант посредством врастания в поры костной ткани. Алюминиевая керамика обладает механической прочностью и устойчивостью к износу, ее неоспоримыми достоинствами являются химическая инертность и высокая биоадгезивность и высокая степень заполнения пор, достигающая 40% [6, 10].
[14]Однако данный материал плохо противостоит нагрузкам на растяжимость, не может участвовать в перераспределении сил и не изоэластичен с костной тканью. Экспериментально доказано, что остеогенная ткань способна врастать в поры керамического материала при величине пор не менее 100 мкм с последующим замещением волокнистой костной ткани пластинчатыми структурами и формированием остеонов [5]. Степень насыщаемости костной тканью пористой алюминиевой металлокерамики составляет 40%, что сомнительно для обеспечения прочности композита кость-материал. Глубина врастания костной ткани в имплант незначительна, а так как пористая керамика не обладает открытой пористой структурой, то полного заполнения имплантата из пористой керамики костной тканью маловероятно. В дальнейшем это может привести к смещению эндопротеза за счет силовых нагрузок, что заставляет ограничить применение пористой керамики, так как прочностные показатели пористой керамики недостаточно велики [8]. После установки импланта даже при максимальном прорастании пор высок риск внутриимплантационного перелома композита металл-кость, из чего можно сделать вывод о недостаточности прорастания пор костной тканью.
[15]Стоимость производства имплантов из металлокерамики высока. В России производят лишь опытные образцы. Основное производство сосредоточено в странах западной Европы, что ограничивает его использование по причине дороговизны.
[16]Новая техническая задача - повышение состоятельности хирургического лечения ДК за счет использования свойства изоэластичности имплантов из пористого никелида титана.
[17]Для решения поставленной задачи в способе хирургической коррекции края крыши вертлужной впадины, включающем резекцию надацетобулярной области с последующим формированием анатомической формы крыши вертлужной впадины с помощью импланта, выделяют надацетабулярную зону, отступя на 0,5 см от места прикрепления капсулы, производят остеотомию подвздошной кости до V-образного хряща, со смещением свода вертлужной впадины, осуществляют кортикотомию надацетабулярной части подвздошной кости и при ее отгибании вводят в образованный расщеп на 3/4 его глубины имплант из пористого никелида титана со степенью прорастания пор более 60%, после чего послойно накладывают швы на рану и гипсовую тазобедренную повязку
[18]Способ осуществляют следующим образом
[19]На первом этапе выделяют надацетабулярную зону, отступя на 0,5 см от места прикрепления капсулы, с помощью долот производят остеотомию подвздошной кости до V-образного хряща, со смещением свода вертлужной впадины. Осуществляют кортикотомию надцетабулярной части подвздошной кости, отгибание ее и введение в расщеп импланта. Имплант устанавливается на 3/4 его глубины в полученный расщеп. Глубина остеотомии на 3/4 обусловлена достижением двух задач: надежной фиксации аутотрансплантата; минимальной травматизация подвздошной кости, обеспечение конгруэнтности комплекса крыша-композит-головка. Конгруэнтность сочленяющихся поверхностей при реконструкции свода вертлужной впадины достигается тем, что применяют неполную перикапсулярную кортикотомию надацетабулярной области, дозированную тракцию костно-хрящевого лоскута с образованием регенерата.
[20]Способ позволяет предотвратить смещение навеса в процессе обработки дна вертлужной впадины, обеспечить максимальный контакт установленного импланта с подлежащей костью и исключить риск васкулярных нарушений в прилежащем к нему импланте (которые могут привести к замедлению перестройки и рецидиву деформации. Далее накладывают послойно швы на рану и гипсовую тазобедренную повязку.
[21]Клинический пример. Больная К, 8 лет, поступила в отделение детской ортопедии МЛПМУ ДБ №4 г.Томска с диагнозом: Диспластический коксоартроз правого бедра. 12.10.2009 г. больной произведена операция: открытое вправление вывиха правого бедра с ацетабулопластикой по указанной методике. Разрезом Смит-Петерсона осуществлен доступ к капсуле тазобедренного сустава и надацетабулярной зоне. Капсула Т-образно рассечена. Удалены интерпозиционные ткани из вертлужной впадины, сама впадина обработана булавами. Головка вправлена во впадину, но фиксируется недостаточно. В надацетабулярной области отступя 0,5 см от верхнего края вертлужной впадины с помощью долота рассечен участок тела подвздошной кости. После чего в расщеп в теле подвздошной кости установлен имплант из пористого никелида титана. Положение его в созданном ложе устойчивое. Имплант фиксирован плотно, головка бедренной кости устойчиво вправлена в вертлужную впадину с полным перекрытием ее. Рентген-контроль. Рана послойно ушита. Асептическая повязка. Наложена кокситная гипсовая повязка со "штаниной" на здоровое бедро. В течение 6 недель больная находилась в кокситной гипсовой повязке. Проводилась дыхательная и изометрическая гимнастика. Через 1,5 мес. гипсовая повязка снята. Произведен рентген-контроль. Положение в тазобедренном суставе прежнее. Началась перестройка костной ткани в имплант. Больной назначены физиолечение, массаж, разработка движений в правом коленном и тазобедренном суставах. Через 1,5 месяца достигнут полный объем движений в правом тазобедренном суставе, больная выписана домой на постельном режиме. При контроле через 6 мес.: движения в правом тазобедренном суставе свободные, в полном объеме. Рентгенологически головка бедра центрирована в вертлужной впадине, структурна, полностью перекрыта вновь сформированной крышей. Консолидация имплантов с костью удовлетворительная.
[22]Выбор материала для импланта обусловлен следующими обстоятельствами. Пористый сплав никелида титана по своим качествам значительно отличается от других применяющихся имплантационных материалов. Технология получения и обработки дает возможность добиться в заданном диапазоне величины пор и создания открытой пористости структур, то есть такого качества, которым не обладает ни один из имплантационных материалов, а также данный материал можно моделировать в зависимости от назначения. По данным Ф.Т.Темерханова (1985), В.Н.Олесовой (1985) импланты из пористого никелида титана хорошо переносятся тканями, нетоксичны, обладают высокой биологической инертностью [7]. Между костью и имплантатом формируется непосредственная связь без соединительно-тканевого промежуточного слоя, т.е. пористый никелид титан создает предпосылки для врастания костной ткани на всю толщу имплантата. Сплавы на основе никелида титана обладают высокой прочностью и эластичностью, упругостью и жесткостью, гибкостью и эластичностью, износостойкостью и вязкостью разрушения, благодаря этому их можно поставить в ряд наиболее перспективных материалов для медицины в целом и в частности для ортопедии и травматологии.
[23]Экспериментальные исследования образцов, проведенные после имплантации никелида титана в пористом виде в различные ткани организма, показали, что он способен функционировать в организме не отторгаясь, обеспечивает стабильную регенерацию клеток и создает надежную фиксацию с тканями организма за счет образования (врастания) и роста тканей в порах имплантата. Для подробного анализа взаимодействия различных тканей организма с пористыми имплантатами из никелида титана с заданными физико-механическими характеристиками имплантировали его на разные сроки в разные ткани организма - в бедро и челюсти, для замещения костной ткани сломанных тел позвонков, для костной пластики средней и верхней зон лица, замешения дефектов длинных трубчатых костей, для выполнения пластики миокарда, при реконструктивных операциях на ухе, для формирования культи глазного яблока и лечения глаукомы и т.д. Процессы образования тканей в порах имплантатов исследовали подробно через равные промежутки времени - через 7, 14, 21 … дней и далее до 5 лет [4].
[24]В последние годы в ряде зарубежных стран (США, Германия, Япония) в медицинскую практику стали внедряться сплавы из никелида титана. Появилась возможность создания всевозможных имплантатов из сплава никелида титана, которые позволят повысить эффективность хирургического лечения ортопедической патологии. В последние годы наибольший интерес в качестве перспективных материалов для имплантологии вызывают конструкции из никелида титана [7, 17].
[25]Министерством здравоохранения СССР приказом №1027 от 05.08.1986 года было разрешено использование конструкций из никелида титана в клинической практике.
[26]В конце этих сроков образцы извлекали из организма и проводили детальные рентгенологический, морфологический, рентгеноспектральный, микроструктурный анализы. Анализ полученных структур показал, что после имплантации между любой контактирующей тканью и имплантатом наблюдается непосредственная связь. Ткани образуются (прорастают) в порах имплантата, постепенно заполняя их. Уже после 7 дней взаимодействия практически во всех порах наблюдали тканевые структуры, характерные для соединительной ткани. Реакция костной ткани на имплантацию пористого никелида титана заключается в том, что в порах имплантатов со временем образуется зрелая костная ткань со структурой, аналогичной матричной кости. Зарождение и рост костной ткани в пористой структуре никелида титана происходит одновременно во многих порах в виде отдельных ядер (областей), которые затем разрастаются и сливаются. Постепенно костная ткань заполняет поры и соединяющие их каналы. Полное формирование костной ткани в порах происходит в основном к 3 месяцам, а с 6 мес. структурный рисунок ткани в порах практически не меняется со временем. Экспериментальные и клинические исследования структуры имплантов, предварительно насыщеных биологическими тканями, показали, что заполнение пор имплантов аутогенной костной тканью, свежим (неконсервированным) и лиофилизированным эпифизарным брефохрящем способствует значительному ускорению и более полноценному течению процессов остеоинтеграции, формированию зрелой кости в пористой структуре имплантатов, не насыщенных биологическими тканями, происходит в течение длительного времени (90 суток) с момента имплантации, а импланты, насыщенные аутогенной костной тканью, демонстрировали интеграцию с костным ложем уже через 30 суток. Полное образование органотипичной кости отмечается через 75 суток. Именно пористый сплав является перспективным материалом для длительного использования имплантируемых конструкций, а с добавлением железа и меди наиболее применим в ортопедии и травматологии [17]. Никелид титана обладает высокой коррозийной стойкостью. Кроме этого никелид титана обладает высокой стойкостью к образивному износу и кавитации, а также обладает хорошими демпфирующими и противоударными свойствами и 100% степенью восстановления формы. По данным многих исследователей была доказана биологическая совместимость имплантируемых материалов в живой организм, и что сплавы на основе никелида титана соответствуют медико-техническим требованиям грибоустойчивости, не оказывают токсического воздействия на биологические объекты и не проявили канцерогенного действия [4].
[27]Предлагаемый способ ацетабулопластики за счет обеспечения надежной фиксации импланта из пористого никелида титана в расщепе подвздошной кости без повреждения ростковой зоны аутотрансплантата позволяет достичь полноценного перекрытия головки бедра с последующим адекватным ростом вертлужной впадины по мере роста ребенка. Это предупреждает рецидив деформации вертлужной впадины в отдаленные сроки после операции и является профилактикой деформирующего остеоартроза. Плотная фиксация импланта в ложе обеспечивает наступление оптимального прорастания пор импланта, что позволяет начать реабилитацию больного в более ранние сроки и предупреждает развитие послеоперационных контрактур. Умеренная компрессия подвздошной кости под имплантом с выделением некрогормонов, также стимулирует костеобразование со стороны остеотомического ложа. Отсутствие дополнительной фиксации импланта спицей избавляет больного от повторного оперативного вмешательства по ее удалению.
[28]Список источников информации, принятых во внимание при составлении описания:
[29]1. Аболин А.Б., Иванкин Д.Е. с соавт. Костная аллопластика при эндопротезировании тазобедренного сустава. Вертлужный компонент. // X Юбилейный Российский Национальный конгресс «Человек и его здоровье» / Материалы конгресса. - СПб., 2005.
[30]2. Ахтямов И.Ф. К вопросу о преемственности в хирургическом лечении диспластического коксартроза// Вести, травматол. и ортопед. - 2006. - №2. - С.70-75.
[31]3. Берченко Г.Н., Уразгильдеев З.И., Кесян Г.А. и др. Несовершенный остеогенез у детей // Ортопед., травматол. - 2000. - №2. - С.96.
[32]4. Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в медицине / Под ред. проф. В.Э. Гюнтера. Томск: НТЛ 2004; 440.
[33]5. Блинков Ю.Ю. Изучение влияния миелопина и его компонентов на иммунологическую реактивность и репаративный остеогенез: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Курск 2000; 26.
[34]6. Вильяме Д.Ф., Роуф Р. Имплантаты в хирургии / Пер. с англ. Е.В. Колпакова. М.: Медицина, 1978; 552.
[35]7. Гюнтер В.Э. Имплантаты с памятью формы в медицине. Northampton, Massachusetts, USA: STT 2002; 234.
[36]8. Елизаров И.В. Анализ тотального замещения тазобедренного сустава отечественными биометрическими эндопротезами: Автореф. дис.. канд. мед. наук. (14.00.22). М., 2006. - 24 с.
[37]9. Заболевания опорно-двигательной системы. Научно-практическая конференция с международным участием / Сборник тезисов. М., 2005. - С.25-26.
[38]10. Ильин А.А., Бецофен С.Я., Шляпин С.Д. и др. «Композиционные материалы» - глава в книге: «Новые материалы» коллектива авторов (под научной редакцией Ю.С. Карабасова). М.: МИСИС, 2002. Стр.185-258.
[39]11. Корж А.А., Белоус A.M., Панков Е.Я. Механизмы регенерации костной ткани. - М.: Медицина, 1972. - 232 с.
[40]12. Неверов В. А., Соболев И.П., Климов А.В. Способы реконструкции вертлужной впадины при выраженных дисплазиях // X Юбилейный Российский Национальный конгресс «Человек и его здоровье» / Материалы конгресса. СПб., 2005 - С.78-79.
[41]13. Поздникин Ю.И. Реконструктивно-восстановительные операции при врожденном вывихе бедра у детей: Автореф. дисс. д-ра. мед. наук. (14.00.22). Казань, 1983. - 37 с.
[42]14. Ревелл П.А. Патология кости. - М.: Медицина, 1993. - 367 с.
[43]15. Рукавишников А.С. Малотравматичная свободная костная пластика как способ стимуляции остеогенеза при нарушениях консолидации переломов костей голени: автореф. дис…канд. наук. - СПб., 2000. - 32 с.
[44]16. Соколовский A.M., Крюк А.С. Хирургическое лечение заболеваний тазобедренного сустава. - Мн.: Навука i тэхшка, 1993. - 248 с.
[45]17. Ходоренко В.Н., Моногенов А.Н., Гюнтер В.Э. Проницаемость медицинских пористых сплавов на основе никелида титана // Материалы международной конференции «Новые материалы в медицине». Красноярск 2000; 12-13.
[46]18. Холодаев М.Ю. Биологическая фиксация эндопротеза при тотальном эндопротезирования тазобедренного сустава. Дисс. к.м.н. (14.00.22). М., 2007
[47]19. Шапиро К.И. Социально-гигиеническая характеристика больных с заболеваниями тазобедренного сустава // Ортопед., травматол. - 2003 - №4. - С.22.
[48]20. Roaf R. Implants in Surgery / Ed. by D.F. Williams. London 2003; 439.
