Материал и методы

1 2

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: «ЛитАр», коллаген-апатитовый материал, кость, остеомиелитический дефект, регенерация

А.Ф. Краснов¹,В.Ф. Глухов²,

С.Д. Литвинов³, А.В. Капишников¹

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕРИАЛА «ЛитАр» ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ПОСТОСТЕОМИЕЛИТИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ

¹Самарский государственный медицинский университет,

²Городская клиническая больница им. Н.И. Пирогова,

³Самарский государственный технический университет

ВВЕДЕНИЕ

Лечение хронического остеомиелита представляет собой одну из важнейших проблем в гнойной хирургии. При поражении длинных трубчатых костей лечебный процесс условно можно разделить на два этапа. На первом этапе проводится санация воспалительного очага в кости с целью максимального подавления воспалительного процесса, на втором – удаление зоны поражения с заполнением образовавшегося дефекта кости или секвестральной полости различными материалами. Особые трудности возникают в случаях сегментарных резекций кости, сопровождающихся образованием циркулярных дефектов кости, которые могут достигать значительных размеров. Оба этапа осуществляются или в ходе одной операции, либо второй этап откладывается на определенное время.

Проблема замещения циркулярных дефектов кости является одной из главнейших в восстановлении функции кости, предупреждение рецидива хронического остеомиелита. В последние годы стало возможным оптимизировать эту лечебную процедуру, используя более совершенные имплантационные биодеградируемые материалы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В данном сообщении представлен опыт применения для замещения постостеомиелитических дефектов коллаген-апатитового композита "ЛитАр" (включен в государственный реестр медицинских изделий РФ. Регистрационное удостоверение № 29/13050501/3011-02 от 18.02.02). По химическим параметрам этот материал близок к минеральному составу костной ткани, не обладает антигенной активностью, не отторгается, в случае инфицирования в течение 7-10 дней полностью лизируется раневыми и микробными ферментами и поэтому не может являться субстанцией, длительно поддерживающей гнойный процесс. "ЛитАр" представляет собой смесь гидроксиапатита [Ca₅(OH)(PO₄)₃] и ксеноколлагена, полученную не механическим путём. Специальная технология получения материала «ЛитАр» обеспечивает высокий уровень структурной интегрированности компонентов (пат. № 2053733 РФ от 10.02.96). Именно рост кристаллов гидроксоапатита на волокнах коллагена в ходе производства материала, т.е. получение солевого компонента в имплантате in situ, обеспечивает в дальнейшем высокую скорость лизиса материала «ЛитАр» в организме (содержание солевого компонента составляет 60 – 80% по весу). Если ауто-, аллокость резорбируются до года и более, то биотрансформация «ЛитАр» происходит за 15 – 20 дней, начиная с 3 – 5-го дня после операции. Высокая скорость биодеградации материала обеспечивается также его значительной пористостью, которая достигает 70%, что способствует васкуляризации имплантата в зоне операции за 12 – 15 дней (по данным морфологических исследований на животных) [8].

Качественно и количественно получаемый материал контролировался химическим, рентгенофазовым, дифференциальным термическим анализом, инфракрасной спектроскопией, компьютерной томографией, микробиологически, морфологически, и электронной микроскопией [3, 4].

В ходе биологических испытаний материала на животных (объем заполнения 0,3-0,5 см³) было установлено, что биодеградация композита в полости диафизарной части большеберцовой кости происходит в пределах 2-3 нед. При этом в зоне дефекта образовывалась соединительная ткань, которая со временем оссифицировалась (рис. 1), превращаясь в тип костной ткани, соответствующий анатомии замещенного участка кости [1].

"ЛитАр" неоднократно с успехом использовался для заполнения дефектов как длинных трубчатых костей, так и губчатой кости [9]. К его преимуществам относится простота в предоперационной подготовке, отсутствие необходимости в специальных условий хранения.

Методика применения "ЛитАра" при хроническом остеомиелите длинных трубчатых костей

В случае ограниченного остеомиелитического процесса мы производили секвестрэктомию по обычной методике с широким вскрытием секвестральной полости, удалением секвестров, гноя, грануляций до макроскопически здоровой компактной костной ткани. Полость заполнялась раствором антисептика в смеси с протеолитическим ферментом. Проводили ультразвуковую кавитация трижды по 5 - 7 мин с заменой раствора; затем в полость укладывался материал «ЛитАр» с суточной дозой антибиотика (чувствительность микрофлоры определялась во время предоперационной подготовки). Секвестральная полость дренировалась сквозным перфорированным трубчатым дренажем, проведенным через отдельно наложенное фрезевое отверстие или через доступ к секвестральной полости. Надкостницу ушивали. Мышцы и подкожная клетчатка дренировали по показаниям. Иммобилизация проводилась гипсовой лонгетной повязкой.

А б

Рис. 1. Морфологическая картина биоптата из большеберцовой кости собаки после имплантирования в трепанационное отверстие «ЛитАр».

а - через 12 дней: левый нижний угол – соединительная ткань, правый верхний – остатки «ЛитАра»; б – через 30 дней: оссификация соединительной ткани.

При циркулярном поражении участка длинной трубчатой кости проводили резекцию кости в пределах макроскопически здоровых тканей (желательно с сохранением надкостницы). Затем накладывался аппарат внешней фиксации. Предпочтение оказывалось спицевым аппаратам Илизарова. В отдельных случаях диастаз между костями уменьшали на 2 – 3 см (физиологически допустимое укорочение). Дефект кости заполнялся материалом «ЛитАр», пластины которого скручивались в виде трубок, а пространства между ними заполняли порошкообразным антибиотиком с учетом чувствительности микрофлоры. Дренирование осуществлялось трубчатым дренажем. Рану послойно ушивали наглухо.

Если поражение костного мозга распространялась от зоны поражения кости на значительное расстояние, проводился кюретаж костномозгового канала с последующим его дренированием перфорированным трубчатым дренажем и орошением растворами антибиотиков как фракционно (2-3 раза в сутки), так и проточно. Дренажи заводились в костномозговой канал через отдельные фрезовые отверстия. Проточное промывание продолжалось 5 – 6 дней.

В случаях, когда воспалительный процесс в зоне поражения не удавалось подавить до оперативного вмешательства, трансплантацию композита «ЛитАр» осуществляли через некоторое время. При первой операции производилась резекция пораженного отрезка длинной трубчатой кости, проводился кюретаж костномозгового канала с дренированием и проточным промыванием его. Накладывали аппарат Илизарова. Рану полностью не ушивали. Во время ежедневных перевязок, часто проводимых под наркозом, осуществляли санацию раны. По затихании воспалительного процесса, в условиях операционной производилось удаление грануляций в области костных фрагментов с последующим плотным заполнением диастаза материалом «ЛитАр» в смеси с антибиотиком, дренирование трубчатым дренажем и ушивание раны. При диастазе большеберцовой кости до 3,0 см и полном заживлении раны (30 – 35 дней после первой операции) из композита готовили кашицеобразная масса с антибиотиками, которую вводили в область диастаза кости через троакар под давлением.

Для замещения длинных костей, образовавшихся после их циркулярной резекции по поводу остеомиелита, «ЛитАр» применён у 31 больного. Протяженность дефектов составляла от 3 до 8 см, в одном случае достигла 10 см. срок наблюдения – до 4 лет. По локализации патологического процесса больные распределялись следующим образом: кости предплечья – 6 человек, плечевая кость – 4, большеберцовая – 18, бедренная – 3.

В качестве примера приводим одно из клинических наблюдений.

Больной С., 72 лет, переведен в отделение гнойной хирургии из травматологического отделения, где он лечился в течении 3-х нед. По поводу открытого оскольчатого перелома обеих костей левой голени в нижней трети (рис. 2, а). При поступлении в клинику больному выполнен экстрамедуллярной остеосинтез пластиной с фиксацией отдельных фрагментов большеберцовой кости шурупами (рис. 2, б). Послеоперационный период осложнился развитием посттравматического остеомиелита левой большеберцовой кости, пароссальной флегмоной. Температура тела 38 ⁰С. Голень в нижней и средней трети отёчна в области операции гиперимирована.

При повторной операции металлическая пластина снята, отдельные шурупы удалены. Признаков консолидации не было.

А б в

Рис. 2. Рентгенограммы левой голени больного С.: а – при поступлении в клинику; б – после экстрамедуллярного остеосинтеза; в – после удаления осколков и остеомиелитически изменённых участков кости, наложения аппарата Илизарова.

Пароссальные ткани отёчны, имеется свободный экссудат. Оба конца большеберцовой кости и отдельные фрагменты остеомиелитически изменены. После удаления пораженных участков кости и отдельных фрагментов образовался дефект в 4.5 см. Санация операционной раны проведен по полной программе, выполнен внеочаговый остеосинтез аппаратом Илизарова с уменьшением диастаза на 3,0 см (рис. 2, в). Рана частично ушита, дренирована трубчатым дренажём, через который осуществлялась промывание области операции раствором антисептиков с антибиотиками.

Через 10 дней, по стихании воспалительного процесса, края раны разведены, грануляции выскоблены, восстановлена анатомическая длина большеберцовой кости. Рана несколько раз промыта антисептиками с ультразвуковой обработкой. В области костного дефекта уложен свёрнутый рулоном материал «ЛитАр», пересыпанный 1,5 г сухого цефазолина. Рана ушита наглухо с дренированием трубчатым дренажем через отдельную контрапертуру. Произведена чрезкожная катетеризация левой бедренной артерии, в течение 8 дней осуществлялось внутриартериальное введение антибиотика. Послеоперационный период протекал достаточно спокойно. Температура не поднималась выше 37,7 ⁰С и нормализовалась на 6-е сутки. Рана зажила первичным натяжением.

Компьютерная томография зоны дефекта с материалом «ЛитАр», проведённая через 2 нед. и через 4 мес., отчетливо показали динамику восстановления кортикального слоя в области дефекта (рис. 3). Данные КТ подтвердили, что на месте

А б

Рис. 3. Компьютерные томограммы большеберцовой кости больного С.: а – через 14 дней после заполнения дефекта материалом «ЛитАр» (максимальная плотность + 47 Х); б – через 4 мес. (максимальная плотость + 392 Х).

имплантата «ЛитАр» появилась сначала соединительная, а затем и кальцифицированная (оссифицированная) ткань [7]. Спустя 5 мес. после операции на рентгенограмме отчётливо определялась трансформация имплантата в костную ткань (рис. 4). Опорная функция конечности восстановилась через 7 мес. При контрольном осмотре через 2,5 года: рецидива остеомиелита нет, больной полностью нагружает оперированную ногу, не испытывая каких-либо неприятных ощущений (рис. 5).

Рис. 4. Рис. 5.

Рис. 4. Рентгенограмма левой голени больного С. через 5 мес. после заполнения дефекта большеберцовой кости материалом «ЛитАр».

Рис. 5. Больной С. через 2,5 года после операции: опорная функция левой нижней конечности восстановлена полностью.

Для объективизации контроля биотрансформации «ЛитАра» (а именно это определяет успех лечения, особенно в случае инъекционного применения материала) мы использовали метод апостериорного компьютерного анализа рентгенограмм [5]. Динамика регистрируемых при этом гистограмм яркости объективно отражает изменение распределения плотности рентгеновского изображения в процессе трансформации пластического материала.

У описанного выше больного С. гистограмма области замещаемого дефекта, полученная непосредственно после операции (рис. 6, а) характеризовалась яркостным сигналом широкого диапазона, что соответствовало примерно одинаковому присутствию «мягкотканевой» и «костнотканевой» структур. Биодеградация материала «ЛитАр» наглядно отражается Через 8 дней на гистограмме этой же зоны (рис.6, б) распределение яркости заметно смещалось в сторону меньших плотностей («мягкотканевого» компонента). Через 3 мес. на гистограмме преобладали уровни высокой плотности (рис. 6, в), что указывало на формирование в зоне замещения дефекта костной ткани.

Аналогичный анализ, предпринят у больных с различной степенью выраженности воспалительного процесса в области операционной раны позволяет утверждать, что этапы восстановительного процесса в зоне дефекта кости во всех случаях были одинаковыми. Таким образом, проводя рентгенологические исследования с компьютерным анализом гистограмм яркости на разных этапах процесса возмещения дефекта кости, можно достаточно надёжно прогнозировать и оценивать эффективность регенерации, минимизируя время пребывания пациента в стационаре [2].