Реконструктивно-відновлювальні операції при пошкодженнях хребта з використанням гідроксилапатитної кераміки (експериментально-клінічне дослідження)

У одного пацієнта у післяопераційному періоді був відзначений перелом металевого гвинта, введеного транспедикулярно, і розхитування ще одного, внаслідок чого виникла неспроможність фіксуючих властивостей конструкції, що призвело до втрати раніше досягнутої корекції.

Загалом, як свідчать отримані результати, ушкодження типу А2.2. (переломи з розколюванням у фронтальній площині) є одними з найбільш сприятливих для застосування хірургічного лікування з використанням ГАП кераміки.

Наступною групою пацієнтів з травмами хребта були хворі з ушкодженнями типу А3. У всіх пацієнтів із неповним вибуховим переломом типу А3.1. ми використовували техніку транспедикулярної пластики ГАП з додатковою фіксацією хребтових сегментів металевими конструкціями з транспедикулярної фіксацією стрижнями. У двох пацієнтів була виконана декомпресійна ламінектомія на рівні ушкодження.

У більшості випадків при вибухових переломах вдалося досягти значної корекції деформації. У групі ушкоджень А3.1 після хірургічного втручання була досягнута практично повна корекція кута кіфозу. У групі А3.2 кут кіфозу вдалося знизити, у середньому, на 5,7°. Найбільш важкими були пацієнти у групі А 3.3 із повними вибуховими переломами. У одному з випадків досягти значної корекції деформації не вдалося, проте кут кіфозу залишився в межах припустимого - -11,5°. У двох випадках ми спостерігали значну втрату корекції. Зроблено припущення, що це було пов'язано з недостатнім заповненням порожнин гранулами ГАП. Кут кіфозу у хворих даної підгрупи через 12 місяців у середньому складав -3,28°. Вірогідного підвищення показників кута кіфозу відносно післяопераційної корекції на протязі 6 та 12 місяців не встановлено.

Одержані результати по використанню ГАП при різних травматичних ураженнях хребта свідчать про те, що при ушкодженнях типу А цей вид хірургічного втручання дозволяє одержати добрі результати лікування пацієнтів, зберегти достатню корекцію травматичної деформації хребта і досягти формування щільного кістково-керамічного з'єднання у найкоротші терміни після операційного втручання. Це є одним із показників, що дозволяє рекомендувати даний вид хірургічного втручання з використання ГАП у практику.

При травматичному ушкодженні хребтових сегментів по типу В (В1 - 13 пацієнтів, В2 - 7 пацієнтів, В3 - 5 пацієнтів) нами найчастіше була використана комбінація транспедикулярної стабілізації з пластикою ГАП кераміки, шляхом транспедикулярного введення з бокового доступу при пункції міжтілового проміжку або тіла хребця.

У 13 пацієнтів були ушкодження типу В1.2. - відносний підвивих у дуговідростчатих суглобах із переломом тіла хребця типу А. У шести пацієнтів з даної групи відзначали переломи типу А1.2.1. з компресією передніх відділів тіла хребця II - III ступеня (втрата біля 50 % висоти передніх відділів тіла хребця).

У групі з ушкодженням хребта типу В1 вдалося досягти корекції деформації: залишковий кут кіфозу після хірургічного втручання, в середньому, складав -14,3°. Через 6 місяців після операції статистично вірогідних змін кута кіфозу у оперованих пацієнтів не було виявлено. Через 12 місяців кут кіфозу збільшився лише на -3,5°, у порівнянні з післяопераційними показниками.

Переломи типу А у групі з ушкодженнями хребта типу В1. 2 були більш вираженими рентгенологічно, ніж у групі ушкоджень тільки типу А. Про це свідчить кіфотична деформація ушкодженого тіла хребця, яка сягала до -26°.

При оцінці ступеня втрати корекції у післяопераційному періоді відзначається така закономірність: втрата корекції тим більше, чим більшою була ступінь репозиції. Проте у більшості випадків кістково-керамічне зрощення спостерігалося у положенні з припустимою залишковою деформацією для даного відділу.

Ще більш важкими виявилися пацієнти з ушкодженням хребта типу В2. У 5 пацієнтів нами відзначені важкі ушкодження типу В2.2. У цій групі ушкоджень найчастіше ми використовували комбінацію транспедикулярної стабілізації з пластикою ГАП керамікою, шляхом її транспедикулярного введення з бокового доступу за допомогою пункції міжтілового проміжку або тіла хребця. У 4 пацієнтів застосували подвійний доступ - передній і задній. До хірургічного втручання кут кіфозу складав від -15,14° до -25,7°.

У трьох пацієнтів групи В2.2.1 за допомогою розробленого способу хірургічного втручання вдалося цілком відновити висоту тіла хребця, а втрата корекції в післяопераційному періоді через 6 місяців склала всього -1,9°. Через 12 місяців втрата корекції була мінімальною (-0,47°), по відношенню до результатів, одержаних через 6 місяців.

У групах пацієнтів з групою ушкодження типу В2.3.2 показники виявилися декілька гіршими. Відразу після операції кут залишкової деформації знизився на -11,5°, при порівнянні з доопераційними показниками. Позитивним було те, що втрати досягнутої корекції через 6 та 12 місяців не було виявлено.

Як показав аналіз отриманих результатів, можливості корекції при ушкодженнях хребта типу В практично не відрізнялися від групи А, а використання ГАП кераміки в сполученні з механічними конструкціями дало можливість уникнути значної втрати корекції. На наш погляд, це пов'язано з частковою цілістю анатомічних утворень передніх і задніх структур хребта, які, після відновлення конфігурації хребта, активно беруть участь у забезпеченні стабільності у досягнутому положенні.

До найбільш важкої групи хворих ми віднесли пацієнтів з ушкодженнями хребта типу С - ушкодження всіх опорних структур із ротаційним компонентом (14 пацієнтів, із них - з ушкодженням типу С1- дев'ять хворих, а із С2 - п'ять хворих). При хірургічному втручанні використовували подвійний доступ - передній і задній. Обов'язково проводили тунельну ревізію хребтового каналу, що було обумовлено важкою неврологічною симптоматикою.

У 8 пацієнтів проведене повторне хірургічне втручання. Це пацієнти з ушкодженням хребта типу А і В, які після виконання хірургічних втручань за місцем проживання, перейшли в групу С. Це пов'язано з тим, що під час першого хірургічного втручання були видалені важливі анатомічні структури заднього опорного комплексу, що різко знизило опороспроміжність хребта і призвело до рецидиву деформації та зростання неврологічної симптоматики.

У зв'язку з необхідністю задньої стабілізації металевими конструкціями та формування передньої міжтілової опори у цій групі пацієнтів були використані пористі зразки корундової кераміки у поєднанні з гранулами та порошком ГАП у комбінації з аутокісткою. Застосування біоактивної кераміки (ГАП) обумовлене у даному випадку можливістю оптимізації мінерального складу кісткової тканини в зоні ушкодження.

У п'ятьох випадках для формування міжтілової опори імплантат із керамічного матеріалу доповнювали металевим фіксатором, застосовуючи для цієї мети запропоновану нами металеву конструкцію, що сприяло більш стабільному положенню імплантата у міжтіловому просторі.

У більшості випадків корекція деформації хребта була позитивною, залишкова деформація складала не більше -10,8°.

При розподілі пацієнтів у підгрупах групи С кількість хворих виявилася невеликою, проте в кожній підгрупі положення хребта після хірургічного лікування знаходилося в рамках припустимого.

Таким чином, як показали наші клінічні дослідження, використання ГАП кераміки не тільки можливе при різноманітних видах ушкоджень грудного та поперекового відділів хребта, але й доцільне.

Добрі результати отримані при проведенні хірургічних втручань з застосуванням ГАП і розроблених нами металевих фіксаторів при ушкодженнях типу А2.2. та А3. 2.1. - проникаючих компресійних переломах із розколюванням тіл хребців у фронтальній площині.

ГАП кераміка, введена через канали у коренях дуг, при щільному заповненні порожнини забезпечує міжтілову опору, а розроблені нами металеві конструкції доповнюють стабілізацію, дають можливість ранньої мобілізації пацієнтів і дозволяють із мінімальною втратою корекції забезпечувати утворення надійного кістково-керамічного зрощення.

У групах пацієнтів з ушкодженнями типу В та С, де керамічні імплантати для міжтілової опори використовували не тільки самостійно, але й у комбінації з імплантатами пористої та монолітної корундової кераміки, також одержано позитивні результати.

ВИСНОВКИ

1.Проблема травматичних ушкоджень хребта залишається актуальною, а питання хірургічного лікування потребують поглибленого вивчення. Підвищення ефективності лікування хворих можливо досягти шляхом впровадження у практику нових імплантаційних матеріалів, зокрема біоактивних керамік на основі ГАП та розробки оптимальних способів хірургічного втручання, що визначає новий напрямок у вертебрології.

2. Імплантація ГАП у вигляді гранул та щільних зразків у тіло хребця та міжтіловий проміжок хребтового сегменту для пластики локальних і великих травматичних дефектів супроводжується утворенням зв'язуючої зони з великою щільністю клітин остеобластичного ряду, що обумовлює виражену остеоінтеграцію та формування щільного кістково-керамічного з'єднання.

3.Доведена можливість застосування гранул ГАП для пластики локальних дефектів драглистого ядра міжхребцевого диску. Гранули не порушують структурну організацію оточуючого дефект фіброзного кільця. Колагенові волокна з клітинами фібробластичного та хрящового диферонів щільно прилягають до гранул ГАП, утворюючи фіброзно-керамічне з'єднання.

4.Використання порошкоподібної форми ГАП для заповнення дефектів тіл хребців супроводжується кісткоутворенням, проте площа новоутвореної кісткової тканини у зоні імплантації в 2,8 разів менша, ніж навколо гранул ГАП.

5.Процес репаративного остеогенезу при імплантації ГАП та кісткових аутотрансплантатів у тіло хребця носить подібний характер, проте площа кісткової тканини навколо гранул ГАП на 90 та 180 добу була вищою, відповідно, у 1,49 та 1,38 разів.

6.Хребтові сегменти з керамічними імплантатами характеризуються більш низькими величинами деформації (у середньому на 10%) у порівнянні з трансплантатами з аутокістки, що було виявлено при біомеханічному дослідженні. У випадку кісткових аутотрансплантатів зона руйнації локалізується у ділянці хірургічного втручання, а при імплантації ГАП у 84% випадків - поза цією зоною. Сегменти хребта з керамічними імплантатами мають більш високі показники жорсткості.

7.Розроблений на основі метода кінцевих елементів спосіб математичного моделювання поведінки біомеханічних систем елементів хребтового сегмента дозволяє виконувати багатоваріантні розрахунки напружено-деформованого стану даної системи (тіло хребця з фрагментами суглобових відростків; міжхребцевий диск; фіброзне кільце; імплантат із ГАП; титановий кейдж; фіксуючі титанові стрижні) для прогнозу хірургічного лікування травматичних ушкоджень хребта, у тому числі з використанням ГАП та різних типів фіксаторів.

8.Застосування гранул ГАП у якості імплантаційного матеріалу для пластики травмованого хребтового сегмента дозволяє знизити напругу металевих фіксуючих елементів та взаємні відносні переміщення тіл хребців (кутові та лінійні).

9.Основною перевагою застосування ГАП кераміки при ушкодженнях хребта є:

- можливість створення міжтілової опори при імплантації гранул ГАП у замкнутий простір (тіло хребця і міжтіловий проміжок) в сполученні з заднім спондилодезом металевими конструкціями;

-використання малоінвазивних методів, які дозволяють виконати достатній об'єм хірургічного втручання при мінімальному травмуванні та зберегти замкнутий простір;

-можливість диференційованого підходу до використання окремих форм ГАП кераміки при різних типах ушкодження хребта: гранул - для забезпечення оптимальної міжтілової опори з заднього доступу, щільних зразків - при неможливості створення замкнутого простору із переднього доступу.

10.Розроблені металеві фіксатори для корекції та фіксації хребта дозволяють стабілізувати ушкоджену ділянку хребта, мають надійну конструкцію, запас тривкості, що відкриває шлях до їхнього використання як у комбінації з пластикою ГАП, так і з іншими матеріалами.

11.Запропоновані хірургічні методи лікування травматичних ушкоджень грудного та поперекового відділів хребта з використанням ГАП кераміки, обгрунтовані комплексом експериментальних (морфологічних та біомеханічних) розробок, методів математичного моделювання та клінічних досліджень, дають можливість забезпечити надійну стабільність хребтового стовпа на весь період утворення кістково-керамічного з'єднання та зберегти корекцію деформації (залишковий кут кіфозу не більше -12є) при різних типах ушкоджень.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.Корж Н.А., Радченко В.А., Хвисюк Н. И., Деркач В.Н., Шимон В.М. Повреждение грудного и поясничного отделов позвоночника // Повреждения позвоночника и спинного мозга (под ред. Полищук Н.Е., Корж Н.А., Фищенко В.Я.). - К.: Книга плюс, 2001. - С. 152- 168.

Особистий внесок полягає в аналізі літературних джерел та проведенні і аналізі частини клінічних досліджень.

2.Шимон В.М., Симодейко А.А., Тромпак О.М., Овводі В.І. Роль вроджених аномалій в генезі передніх зміщень поперекових хребців // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія медицина - 1997. - № 4. - С 43-44.

Особистий внесок полягає в обстеженні та лікуванні пацієнтів, узагальненні результатів.

3.Шимон В.М., Тромпак О.М., Удод С.В. Одномоментне нейроортопедичне лікування ускладнених переломів грудопоперекового та поперекового відділів хребта // Бюлетень Української асоціації нейрохірургів. - 1998. - № 6. - С.165-166.

Особистий внесок автора полягає в проведенні клінічного дослідження

4.Шимон В.М., Гайович В.М., Симодейко А.А. Активний хірургічний підхід до лікування травматичних розривів міжхребцевих дисків // Літопис травматології та ортопедії /Під загальною редакцією проф. Є.Т. Скляренко. - К.: Ленвіт, 1999. - С. 93-94.

Особистий внесок полягає у відборі хворих та аналізі отриманих даних.

5.Шимон В.М. Хірургічне застосування гідроксилапатитної кераміки при травмі хребта // Вісник ортопедії, травматології та протезування. - 1999. - № 1. - С.165-166.

6.Шимон В.М. Гідроксилапатит у пластиці дефектів хребта. // Ортопедия травматология и протезирование. - 2000. - № 2. - С. 25-27.

7.Шимон В.М., Малышкина С.В. Керамопластика при повреждениях позвоночного столба (аналитический обзор литературы) // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. -№ 3. - С.150-155.

Особистий внесок автора полягає в аналізі масиву літератури (80%).

8.Шимон В.М., Радченко В.О. Керамопластика при проникаючих переломах тіл поперекових хребців // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія медицина. - 2000. - № 12. - С.172-173.

Особистий внесок автора полягає у розробці тактики хірургічного втручання.

9.Малышкина С.В., Шимон В.М. Особенности клеточного микроокружения гидроксилапатита при имплантации в кость // Український медичний альманах. - 2000. - Т. 3., № 4. - С.145- 147.

Особистий внесок автора полягає в проведенні експерименту на тваринах та аналізі результатів.

10.Радченко В.А., Корж Н.А., Шпилев В.И., Шимон В.М., Мезенцев А.А., Левшин А.А., Беренов К.В. Стабилизация позвоночника с использованием системы “Мост” // Ортопедия, травматология и протезирование. -2001. - №1. - С 85-89.

Особистий внесок автора полягає у проведенні частини клінічних досліджень.

11.Шимон В.М., Філіп С.С. Застосування гідроксилапатитної кераміки при травматичних розривах міжхребцевих дисків і компресійних переломах тіл хребців першого ступеню // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія медицина. - 2001. - № 13. - С. 164-165.

Особистий внесок автора полягає у обстеженні хворих, проведенні операційних втручань та аналізі результатів.

12.Шимон В.М., Овводі В.І. Застосування гідроксилапатитної кераміки при пошкодженні хребта в експерименті // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія медицина. - 2001. - № 15. - С.145-146.

Особистий внесок полягає в експериментальному моделюванні на тваринах ушкоджень хребта, пластиці ГАП та аналізі результатів.

13.Шимон В.М. Застосування малоінвазивної хірургії при переломах хребта // Травма. - 2001. -Т. 2, № 4. - С. 391-393.

14.Шимон В.М., Овводі В.І. Використання кальцій-фосфатної кераміки при компресійних переломах тіл хребців у хворих з остеопорозом // Український медичний альманах. - 2001. - Т.4, № 2. - С. 76-78.

Особистий внесок автора полягає в проведенні клінічних досліджень.

15.Шимон В.М. Профілактика хірургічної інфекції при малоінвазивній хірургії хребта // Український медичний альманах. - 2001. - Т. 4, № 4. - С. 189 - 191.

16.Шимон В.М., Літовченко Ю.Г., Яцина Ю.Ю. Лікування пошкоджень хребта у хворих з політравмами // Проблеми військової охорони здоров'я. - Київ: Українська військово-медична академія. - Вип. 11. - 2002. - С. 278-284.

Особистий внесок автора полягає у розробці технології лікування хворих.

17.Шимон В.М. Передня фіксація при зрощенні тіл хребців у лікуванні переломів грудних і поперекових хребців з використанням кісткових трансплантатів і гідроксилапатитної кераміки // Шпитальна хірургія. - 2002. - № 1. - С. 36-38.

18.Шимон В.М., Брензей О.І. Біокераміка // Буковинський медичний вісник. - 2002. - Т. 6, № 2. - С. 107 -109.

Особистий внесок автора полягає у проведенні інформаційного пошуку та аналізі літературних джерел.

19.Шимон В.М., Бобинець О.С. Хірургічні малоінвазивні методи лікування переломів грудного і поперекового відділу хребта із застосуванням біокераміки // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія медицина. - 2002. - Вип. 17. - С. 176-178.

Особистий внесок автора полягає у проведенні частини клінічних досліджень.

20.Шимон В.М. Основные принципы и концепция использования гидроксилапатитной керамики при повреждениях грудного и поясничного отделов позвоночника // Літопис травматології та ортопедії. - 2002. - № 3-4. С. 110-113.

21.Шимон В.М. Малоінвазивні методи лікування переломів грудопоперекового відділу хребта // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2002. - № 2. - С.140-141.

22.Радченко В.А, Шимон В.М., Ткачук Н.А., Шманько А.П. Конечно-элементные модели для определения жесткости и прочности имплантатов из гидроксилапатитной керамики // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2002. - № 3. - С.60-64.

Особистий внесок автора полягає в проведенні експериментальних досліджень та обґрунтуванні результатів.

23.Шимон В.М. Заміщення травматичних ушкоджень тіл хребців (без порушення цілісності зони росту) кістковими аутотрансплантататами та гидроксилапатитом // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія медицина. - 2002. - Вип. 18. - С. 218-221.

24. Пат. 35075 А. МКВ6 А61В17/56. Пристрій для фіксації хребта / Шпильов В.І., Корж М.О., Радченко В.О., Шимон В.М. - Опубл. 15.03.2001, Бюл. № 2. - С. 3.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентного пошуку, клінічній апробації метода.

25.Шимон В.М., Симодейко А.А., Тромпак Е.М., Овводи В.И., Яцына Ю.Ю, Брензей О.И. Диагностика неосложненных проникающих повреждений поясничного отдела позвоночника. Нові технології в хірургії // “Актуальні питання сучасної хірургії”: Мат. міжнар. конф. (Ужгород). - 1997. - С.-256-258.

Особистий внесок автора полягає у проведенні діагностики ушкоджень хребта та узагальнені результатів.

26.Шимон В.М., Симодейко А.А., Тромпак О.М., Овводі В.І. Клініко-рентгенологічні прояви дегенеративно-дистрофічних змін у хребті після компресійних і проникаючих переломів поперекових хребців // Материалы научной конференции вертебрологов (Харьков). - 1998. - С.134-136.

Особистий внесок автора полягає у клініко-рентгенологічному аналізі переломів хребта.

27.Simodejko A, Shimon V., Trompak O. Substantiation and application of transpedicular fixation in case of injury of the vertebral column // 2nd Central European Orthopaedic Congress (Budapest). - 1998. - Р. 15.

Особистий внесок автора полягає у розробці технології операційного втручання при ушкодженнях хребта.

28.Радченко В.А., Шимон В.М. Регенерация позвоночного сегмента после травматического повреждения // “Морфологические основы гистогенеза и регенерации тканей”: Мат. науч. конф. (Санкт-Петербург). - 2001. - С. 68.

Особистий внесок автора полягає у проведенні експериментів на тваринах та узагальненні даних.

29.Шимон В.М., Філіп С.С. Важкі гнійні ускладнення при травмі хребта // Матеріали VIII науково-практичної та навчально-методичної конференції (Вінниця). - 2002. - С. 107-110.

Особистий внесок автора полягає у проведенні хірургічних втручань, лікуванні хворих та узагальненні результатів.

АНОТАЦІЯ

Шимон В. М. Реконструктивно-відновлювальні операції при пошкодженнях хребта з використанням гідроксилапатитної кераміки (експериментально-клінічне дослідження). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.01.21 - травматологія та ортопедія.

Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І.Ситенка АМН України, Харків, 2003.

В дисертації на основі системного підходу, концептуального обґрунтування, експериментальних, морфологічних та біомеханічних досліджень, а також методів математичного моделювання розроблено новий напрямок у хірургічному лікуванні травматичних ушкоджень хребта з використанням ГАП. В експериментах на 186 білих лабораторних щурах обґрунтована доцільність диференційованого застосування гранул, порошку та щільних зразків ГАП при різних видах травматичних ушкоджень хребта - тіл хребців, міжхребцевих дисків та при їх сумісному ушкодженні. Математичне моделювання з використанням методу кінцевих елементів дало можливість не тільки планувати, але й прогнозувати результати хірургічних втручань при травматичних ушкодженнях хребта.

Розроблені основні принципи стабілізуючих операцій, а також інструментарій, рекомендації і схеми хірургічного лікування травматичних ушкоджень хребта з використанням ГАП. Прооперовано та проведено аналіз результатів лікування 91 пацієнта з різноманітними видами ушкоджень грудного та поперекового відділів хребтового стовпа.

Ключові слова: травматичні ушкодження хребта, гідроксилапатит, морфологія, біомеханіка, математичне моделювання, метод кінцевих елементів, концептуальна модель, лікування.

АННОТАЦИЯ

Шимон В.М. Реконструктивно-восстановительные операции при повреждениях позвоночника с использованием гидроксилапатитной керамики (экспериментально-клиническое исследование). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.01.21.- травматология и ортопедия. Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко АМН Украины, Харьков, 2003.

На основе системного подхода, концептуального обоснования, экспериментальных, морфологических и биомеханических исследований, а также математического моделирования с использованием метода конечных элементов, разработано новое направление в хирургическом лечении травматических повреждений грудного и поясничного отделов позвоночного столба с использованием гидроксилапатитной керамики.

В диссертации представлены данные комплексного экспериментально-го и клинического исследования различных форм гидроксилапатитной керамики (гранулы, порошок, твердые образцы). Методами морфологического анализа в эксперименте на животных обоснованы особенности перестройки тканей позвоночного сегмента (тело позвонка, межпозвонковый диск, зона роста) в условиях имплантации гранул, порошка и плотных образцов ГАП при различных видах травматических повреждениях позвоночника - тел позвонков, межпозвонковых дисков и при их сочетанном повреждении. Установлена роль клеточного состава (клеток остеобластического, лимфоидного и макрофагального дифферонов) связующей зоны между костью и ГАП в синхронном течении процессов костеобразования и резорбции. Доказано, что при использовании гранул ГАП в экспериментальных условиях отмечается их остеокондуктивность и остеоинтеграция. Эти качества гидроксилапатита обусловливают формирование плотного костно-керамического соединения в телах позвонков, сохраняющего стабильность через 6 мес. (конечный срок наблюдения на животных) после оперативного вмешательства. Выявлено, что при имплантации плотных блоков ГАП в межтеловой промежуток, определяется остеоинтеграция ГАП с костной тканью тел позвонков и не нарушается структура прилежащего фиброзного кольца. Показано, что гранулы ГАП могут быть использованы при пластике травматических повреждений фиброзного кольца и студенистого ядра. При этом формируется плотное фиброзно-керамическое соединение.

При биомеханическом исследовании позвоночных сегментов с имплантированным гидроксилапатитом выявлено, что при использовании гранул и плотных образцов ГАП воздействие критической разрушающей нагрузки на позвоночный сегмент не приводит к переломам в области имплантации. Критическая разрушающая нагрузка во всех ситуациях соответствует таковой для интактных позвоночных сегментов. Не выявлено биомеханических различий жесткости системы после имплантации ГАП или костных аутотрансплантатов.

Дано математическое обоснование (разработка и использование метода конечных элементов) моделей различного типа воздействий на позвоночный столб с имплантатами ГАП (гранулы и блоки) и в сочетании с фиксирующими устройствами. Разработаны концептуальные подходы к использованию ГАП при травматических повреждениях грудного и поясничного отделов позвоночного столба и предложены основные принципы проведения стабилизирующих операций в области позвоночника. На этой основе разработан инструментарий, рекомендации и схемы оперативного лечения травматических повреждений позвоночного столба.

Разработаны и внедрены в практику способы и устройства:

а) способ хирургического палиативного лечения травматических повреждений позвоночника;

б) способ хирургического лечения компрессионных переломов тел позвонков и устройство для его осуществления;

в) устройство для коррекции и фиксации позвоночника;

г) устройство для фиксации позвоночника.

Прооперовано и проведен анализ результатов лечения 91 пациента с повреждениями грудного и поясничного отделов позвоночного столба при использовании различных видов ГАП (гранулы и плотные образцы, взятые отдельно и в сочетании). Имплантация гранул ГАП в замкнутое пространство (тело позвонка и межтеловой промежуток) обеспечивает межтеловую опору в сочетании с задним спондилодезом металлическими конструкциями. Преимуществом использования гранул ГАП является проведение малоинвазивного хирургического вмешательства. Плотные образцы ГАП могут быть использованы из переднего доступа к телу позвонка (при невозможности создания замкнутого пространства).

Разработанные способы хирургического лечения травматических повреждений позвоночника позволили достичь оптимальной коррекции деформации позвоночного столба при различных типах повреждений и сохранить стабильность фиксации на период формирования костно-керамического блока.

Ключевые слова: травматические повреждения позвоночника, гидроксилапатит, морфология, биомеханика, метод конечних элементов, концептуальная модель, лечение.

SUMMARY

Shimon V.M. Reconstructive-reparative operations in vertebral column injuries with the use of hydroxylapatite ceramics (experimental-clinical investigation). - Manuscript.

Thesis for submittance of a doctor of a medical sciences degree on speciality 14.01.21 - traumatology and orthopaedics.

Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the Academy of Medical Science of the Ukraine, Kharkov, 2003.

In thesis based on a system approach, conceptual substantiation, experimental morphological and biochemical studies and mathematical modeling methods a new trend has been developed in surgical treatment of traumatic injuries of vertebral column with the use of hydroxylapatite. In experiments on 168 white laboratory rats the expediency of differentiated application of granules, powder and dense samples of HAC in different cases of traumatic injuries of the vertebral column - the vertebral bodies, intervertebral discs, and in case of its combined injuries is substantiated. Mathematical modeling with the use of the finite elements method, presented in the work, enabled to plan and predict the results of surgical interventions in case of traumatic injuries of vertebral column.

The basic principles of stabilized operations have been developed as well as the instruments, recommendations and the regimen of surgical treatment of traumatic injuries of vertebral column with the use of hydroxylapatite. Surgical operations were carried out for 91 patients with different kinds of injuries of thoracal and lumbar parts of the vertebral column; the analysis of the treatment results was made.

Key words: traumatic injuries of the vertebral column, hydroxylapatite, morphology, biomechanics, mathematical modeling, finite elements method, conceptual model, treatment.

Размещено на Allbest.ru