Фиксация переломов имплантами
Материалы, используемые для фиксации имплантатов должны быть крепкими, пластичными, адаптируемыми к поверхности кости и биосовместимыми. Металлы широко используются в костной хирургии; наиболее часто применяются нержавеющая сталь, сплав хром-молибден и технически чистый титан. В черепно-лицевой хирургии наибольшее применение нашел титан.
Преимуществами титана являются (1) его устойчивость к коррозии вследствие формирования поверхностной оксидной пленки и (2) превосходная толерантность к ткани, обеспечивающая его практически полную физиологическую инертность. Отмечено, что через какое-то время маленькие металлические частицы, образовавшиеся или вследствие естественного окисления металлов, или из дефектов самого имплантата, поглощаются ретикулоэндотелиальной системой. Это может приводить к лимфоаденопатии и к накоплению металла в печени.
Недавно, после многих лет научно-исследовательских работ, были внедрены полимерные материалы, подвергающиеся биорезорбции. Большая часть этих материалов основана на различных сополимерах сложных эфиров ортомолочной кислоты; несмотря на это, исследуются и новые составы с новейшими полимерными компонентами. Использование их для фиксации предпочтительно из-за рассасывания этих материалов через некоторое время, что в свою очередь исключает необходимость в их удалении.
Из-за недостаточных функциональных и биомеханических свойств полимеров наилучшим местом их применения в черепно-лицевой области следует считать места с наименьшими нагрузками, такие как область свода черепа и глазнично-нижнечелюстную области; эти материалы применяются и в педиатрии, так как, в отличие от металлических конструкций, они не ограничивают скорость роста костей. Сейчас ожидается все более распространенное применение полимерных пластин с новым составом, что вызывают некоторое беспокойство в связи с нерешенными проблемами их влияния на заживление.
Шинирование — это соединение сломанной кости при помощи съемного аппарата. В черепно-лицевой хирургии наиболее частое применение имеет шина в виде межзубной пластины. Цель наложения шины состоит в том, чтобы ограничить подвижность костных фрагментов без хирургического вмешательства. Однако при этом методе в области перелома всегда остается некоторая подвижность. Внутреннее шинирование проволочным швом или пластиной более эффективно уменьшает межфрагментарные смещения и способствует более быстрому процессу заживления.
Компрессия — метод, позволяющий обеспечить еще большее снижение межфрагментарных смещений. Компрессионная фиксация заключается в одновременном сдавлении поверхностей, в направлениях кость на кость или имплантат на кость. Сжатие нагружает область перелома и увеличивает межфрагментарное трение. Поддержание преобладания осевой нагрузки над силами растягивания приводит к функциональному и межфрагментарному трению, что в свою очередь предотвращает смещение костных фрагментов и способствуют лучшей иммобилизации.
Теоретически компрессия кости может поддерживаться в течение длительного времени — от нескольких недель до месяцев, помогая сращиваться костным отломкам между собой. Биологические и механические преимущества компрессии при заживлении перелома заключаются в обеспечении необходимой для первичного заживления стабильности, которая позволяет перераспределить нагрузку между имплантантом и поврежденной костью до полного восстановления нормального функционирования.
Компрессия лучше всего достигается винтами или сочетанием винтов и пластины. В черепно-лицевой области создание компрессии наиболее эффективно при переломе нижней челюсти. Компрессию костей средней части лица и глазничной области трудно обеспечить технически, и в ней нет необходимости. Накладки и костные трансплантационные пломбы, если это возможно, лучше также зафиксировать с помощью компрессии.
Компрессия винтом (рис. 1) может быть достигнута методом «отстающего винта», который первоначально использовался в деревообработке. В идеале винт должен пересечь поверхность перелома под прямым углом. Корковое вещество или наружная поверхность сверлится с созданием «сквозного» отверстия, таким образом, чтобы головка винта дошла до корковой поверхности; затем рядом вкручивается другой винт с таким же направлением резьбы. Такое их положение вызывает встречное сжатие фрагментов. Использование винтов для компрессии эффективно; однако в зависимости от клинической ситуации обычно требуется более одного отстающего винта или же использование пластины на винтах, для того чтобы предотвратить сдвиг костных отломков при очень косом направлении линии перелома.
Рис. 1. Компрессия косого перелома нижней челюсти методом «отстающего винта».
Компрессия пластиной с винтами (рис. 2) обеспечивается при помощи пластины с отверстиями под винты, которые ввинчиваются в кость. Такая конструкция позволяет избавиться от ненужных разнонаправленных сил, что приводит к концентрации сил по продольному направлению.
Рис. 2. Компрессирующий остеосинтез с помощью пластин и винтов.
(А) Головка винта двигается по отверстию, имеющему овальную форму, как шарик по наклонному цилиндрическому желобу.
(Б) Отверстие под винт в профиль представляет собой сочетание наклонного и горизонтального желобов.
(В) Движение головки винта, нижняя поверхность которой имеет сферическую форму, по отверстию пластины.
(Г) Эксцентрически расположенный винт достигает края отверстия.
(Д) По мере вворачивания винта он занимает окончательное положение в отверстии пластины (Е).
(Ж) Два самых близких к линии перелома винта должны быть расположены эксцентрически в соответствующих отверстиях компрессирующей пластины.
(З) По мере вкручивания винтов происходит сближение костных отломков друг с другом.
(И) При окончательном затягивании винтов достигается стабильная компрессирующая фиксация.
Компрессирующий остеосинтез с помощью пластин и винтов (рис. 2). Компрессия обеспечивается сочетанием конструктивных особенностей отверстий для винтов на пластине и эксцентрическим введением винтов в эти отверстия. Межфрагментарная компрессия создается при вворачивании в кость эксцентрически расположенного винта. Отверстие пластины на продольном разрезе имеет форму наклонного желоба. В процессе вворачивания винта его головка скользит по краям отверстия, чем обуславливает аксиальное смещение пластины по отношению к оси кости.
Винт вворачивают у внешнего, по отношению к линии перелома, края отверстия пластины. При вворачивании происходит его плавное смещение по горизонтальной оси в противоположном направлении — к внутреннему краю отверстия пластины. Винт, вворачиваемый в кость, в свою очередь заставляет ее смещаться в сторону внутреннего края отверстия пластины, т. е. в сторону линии перелома. По обе стороны от линии перелома используют по одному эксцентрически расположенному винту. Остальные винты располагаются строго по центрам соответствующих им отверстий. Это позволяет избежать возникновения дополнительных сил, противодействующих компрессии костных отломков. Для полного устранения их смещения может потребоваться дополнительное использование ортодонтических шин.
Винты выполняют функцию основного элемента, удерживающего костные отломки вместе. Правильные подбор и размещение винтов являются залогом стабильной фиксации отломков. Винты различаются по внешнему диаметру резьбы. Основные элементы винта показаны на рис. 3. Создание в плотной костной ткани канала под винт может выполняться либо с помощью специального приспособления, либо саморежущим самосверлящим винтом. Силы, создаваемые винтами, прижимают пластину к кости. При компрессирующем остеосинтезе нижней челюсти на пластинах наряду со стандартными используются блокируемые винты, которые связывают пластину и остальные винты в единый комплекс, чем достигается длительная стабильная фиксация.
Рис. 3. Основные элементы винта.
В челюстно-лицевой хирургии используются пластины различных типов. Приспосабливание пластин для использования при различных локализациях (глазница, средняя часть лица, нижняя челюсть) не нарушает их основного предназначения — обеспечение стабильной фиксации. Все пластины, используемые в челюстно-лицевой хирургии, имеют одинаковые основные элементы.
Заключение
Знание принципов регенерации костей черепно-лицевой области очень важно для пластического хирурга. Понимание биологии костной ткани позволяет успешно оказывать помощь больному в различных клинических ситуациях.
Лечение переломов, реконструктивные операции при онкологической патологии и врожденных нарушениях развития требуют использования тех же самых принципов. Знание основ формирования и восстановления костной ткани помогает хирургу в выборе адекватного метода лечения. Дальнейшее изучение взаимосвязи процессов формирования костной ткани и заживления ран будет способствовать разработке новых методик и планов лечения.
Craig D. Friedman
Остеосинтез и остеогенез мозгового и лицевого черепа
Опубликовал Константин Моканов
Источник
В последние годы имеется тенденция к повышению оперативного лечения переломов. Появляются новые виды имплантов, и это позволяет быстрее поставить пациента на ноги. С 3-5 дня после операции пациент уже мобилен, пользуется поврежденной конечностью. Не происходит атрофии мышц, не возникает контрактуры в смежных суставах, и это приводит к лучшему функциональному результату.
Виды металлофиксаторов в современной травматологии
Есть порядка 7-8 крупных европейских и 3-4 отечественных производителей металлофиксаторов. Существуют металлоконструкции внешней и внутренней фиксации. Внутренние можно подразделить на те, которые крепятся на поверхность кости, скрепляя два отломка, и расположенные внутри кости — интромодулярные, что также обеспечивает хорошую фиксацию.
Титан — это любимый металл травматологов, потому что он обладает хорошей биосовместимостью. В медицинских изделиях, в имплантах, применяемых в травматологии, используются сплавы: титан достаточно мягкий, и он легируется ванадием или ниобием. В отечественных сплавах используется ванадий, в европейских ниобий и еще несколько процентов алюминия, то есть состав импланта — около 90% титана и 10% легирующих добавок, которые придают этому материалу необходимую прочность. В незначительных количествах имеются примеси молибдена, никеля, но это менее 1%.
В аэропорту металлодетектор реагирует на импланты?
Нет, импланты все достаточно невосприимчивы к электромагнитному полю, и поэтому пациенты могут не беспокоиться о том, что у них возникнут проблемы подобного рода. Хотя такие вопросы часто задаются.
Титановые импланты и МРТ
С титаном можно выполнять магнитно-резонансную томографию, но от него могут быть небольшие наводки. Смещение, нагрев имплантов не происходит.
Большинство используемых сплавов из нержавеющей стали также немагнитные, но в данном случае все зависит от производителя.
Спицы в травматологии
Спица до сих пор занимает свое почетное место. Есть даже отдельный метод остеосинтеза — остеосинтез по Веберу, с помощью двух спиц и стягивающей петли, который до сих пор успешно применяется при ряде переломов: крупных сесамовидных костей, в частности надколенника, локтевого отростка. Это очень хороший метод фиксации — используется минимум металла. И он хорошо переносится пациентом.
Аппараты внешней фиксации
Аппараты внешней фиксации сейчас используются для временной фиксации переломов, особенно открытых. Если есть необходимость ежедневно делать перевязки раны, это очень помогает. В дальнейшем, до трех недель после первичной травмы, после заживления кожной раны делаем конверсию — снимаем аппарат, и фиксируем уже такой металлоконструкцией, которая более удобна для пациента.
Аппарат используется в ортопедии, когда необходима коррекция застарелых повреждений, потому что если одномоментно это сделать не получается, то манипуляции с костями в плане их удлинения, укорочения, изменения угла удобно делать в аппарате внешней фиксации: в аппарате Илизарова, либо более современном.
Надо ли убирать металлоконструкцию?
Рекомендации Европейского общества остеосинтеза определяют, что в поясе верхних конечностей лучше металлоконструкцию не убирать, а в поясе нижних конечностей стоит удалять.
Существуют абсолютные и относительные показания к удалению металлоконструкций. К абсолютным показаниям относятся случаи поздних послеоперационных осложнений. Например, когда после открытого перелома был осуществлен остеосинтез, но во время травмы или в раннем послеоперационном периоде возникла инфекция. Она под действием антибиотика нивелировалась, но до конца избавиться от нее организму не удалось. Кожные покровы зажили, пациент выписался. И примерно через полгода-год рана нагнаивается. Дело в том, что микроорганизм (как правило, это золотистый стафилококк), который находится на границе между имплантом и тканями организма, обладает достаточной невосприимчивостью к антибиотикам и возможностью формирования на поверхности имплантов колоний, защищенных гликокалием, специально синтезируемым в качестве барьера, который препятствует проникновению лекарственных препаратов. Не удалив имплант, решить эту проблему не удается. Можно временно назначить антибиотики, уменьшить воспаление, но в этом случае инфекция приобретает хронический характер.
Металлические импланты и аллергия
Аллергия встречается менее чем в 1% случаев. Сам имплант — это не чистый титан, а сплав, в котором присутствуют в микродозах различные металлы, которые могут вызвать аллергию. Ионы и оксиды металлов, которые образуются вследствие естественной коррозии – это слабый электролит. Любая металлоконструкция подвергается коррозии в небольшой степени. Эти оксиды металлов или ионов соединяются в металлобелковые комплексы, которые и меняют структуру молекулы. Измененные с помощью этих металлов молекулы провоцируют развитие ответной иммунной реакции организма. Организм считает эти соединения чужеродными, и на них возникает аллергическая реакция. Как правило, реакция гиперчувствительности замедленного типа.
Осложнения при применении металлофиксаторов
Это может быть ранняя нагрузка. Когда начинается ранняя нагрузка на поврежденную конечность, костная мозоль еще не сформировалась в необходимой твердости, и нагрузку берет на себя имплант. Как и у любого металла, у него есть усталостный предел, и после циклических колебаний происходит его разрушение.
Это могут быть и врачебные ошибки — имплант выбран несоответственно перелому, плохое кровоснабжение области перелома.
Также сопутствующие патологии, курение могут замедлить консолидацию перелома в 1,5-2 раза, потому что никотин является капиллярным ядом, а мозолеобразование и образование новой костной ткани происходит за счет формирования этих капилляров, особенно в нижних конечностях.
Когда обязательно необходимо удалять металлоконструкцию
Прежде всего, профессиональная деятельность. Человек с имплантами не годен к службе в армии. Военные в перспективе могут подвергнуться достаточно высоким энергетическим воздействиям, и наличие импланта придает этому сегменту повышенную прочность. В результате, при приложении силы, это может привести к большим разрушениям прилежащих сегментов, расположенных выше и ниже импланта.
Всем людям, чья профессиональная деятельность сопряжена с высоким риском получения травм — мотогонщики, автогонщики, экстремальные виды спорта, горные лыжи, сноуборд, артисты, борцы, хоккеисты, артисты цирка, каскадеры — нужно убирать металлоконструкции.
Сроки удаления металлофиксаторов
Сроки напрямую связаны с расположением металлоконструкции и кровоснабжением отдела конечности. Для консолидации переломов нижних конечностей и для удаления — порядка года–полутора. Если речь идет о предплечье, кость которых срастается не очень хорошо, то там может достигать до двух лет. Часто после удаления импланта с предплечья даже после двух лет возникает рефракция, то есть переломы на том же месте.
Показания к оставлению или удалению металлоконструкции
Если перелом консолидировался, то в зависимости от локализации решение принимается индивидуально. Допустим, при переломе лучевой кости во время имплантации пластины выделялись сосудистые, нервные образования, анатомическая область содержит рубцы, и повторное выделение важных сосудистых нервных образований чревато случайным их повреждением, то в таком случае лучше оставить. Металлоконструкции, которые используются для остеосинтеза костей таза, однозначно оставлять, потому что все доступы к костям таза достаточно травматичные, и лишний раз рисковать функцией конечности хирург не будет.
Часто нашими пациентами являются люди достаточно зрелого возраста, и существует анестезиологический риск.
А если речь идет о молодых женщинах, девушках, которые планируют беременность, то лучше металлоконструкции убирать.
Есть пациенты, у которых в области голеностопных суставов стопы достаточно маленький объем мягких тканей, фактически кости находятся под кожей. Если в этих зонах находятся металлоконструкции, то ношение обуви может быть сопряжено с дискомфортом, когда край задника обуви натирает в области пластины. Таким людям тоже нужно убирать металлоконструкции, и жизнь их станет гораздо легче.
У большого количества людей имеется психологический дискомфорт, им не нравится жить с инородным телом внутри своего организма. В этом случае нужно клинически определить, насколько ему мешает металлоконструкция, и если она легко извлекается, то почему бы не помочь?
Мы встречались со случаями, когда надкостная пластина была полностью покрыта вновь образованной костной мозолью. Удаление в таких условиях чревато техническими сложностями, переломами, частичным удалением. Поэтому важно все делать вовремя.
Если у пациента был перелом верхней трети бедра, который фиксирован массивной конструкцией типа гамма-гвоздь или динамический бедренный винт, то удаление имплантов у пожилых людей чревато повторными переломами, так как внутри кости остается незаполненная полость, и прочность ее значительно уменьшается.
Если у пожилого пациента произошел перелом лодыжек, то ему лучше оставлять металлоконструкцию, если она не вызывает дискомфорта при ношении обуви, потому что это также приведет к ослаблению кости.
Игорь Абрамов
Травматолог-ортопед. Врач Городской клинической больницы им. Ф.И. Иноземцева. К.м.н.
Первоисточник
Источник