Регенеративный способ лечения импрессионного перелома проксимального метаэпифиза большеберцовой кости

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Осуществляют репозицию смещенных в результате травмы отломков кости. Отломки фиксируют титановыми спицами 1 с гидроксиапатитовым покрытием, нанесенным по технологии микродугового оксидирования. Далее проводят спицы в отломки в плоскости субхондрального участка кости. В полость укладывают сетчатый имплантат 2, выполненный из поликапролактона, сотканный методом электроспининга с нитями, покрытыми наночастицами гидроксиапатита. Имплантатом заполняют весь объем полости. Отломки кости фиксируют спицами, с использованием аппарата внешней фиксации. Способ позволяет восстановить анатомическую целостность кости после травмы при внутрисуставном переломе с обеспечением стабильного положения костных отломков и стимуляцией репаративного остеогенеза из объема полости за счет использования сетчатого имплантата, снижающего подвижность костных фрагментов и обеспечивающего циркуляцию физиологических жидкостей, клеток и факторов роста, со стороны костного мозга и периостальных тканей. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть применено при лечении наиболее сложных внутрисуставных переломах проксимального метаэпифиза большеберцовой кости.

Уровень техники

В ортопедической практике переломы проксимального отдела большеберцовой кости относятся к тяжелым повреждениям нижних конечностей, составляя от 6 до 12% всех внутрисуставных переломов. Такие переломы чаще всего случаются после ДТП или кататравмы, а у пожилых людей возникают на фоне выраженного остеопороза. Проблема лечения больных с внутрисуставными переломами далеко не решена в результате чего повышается процент инвалидности, в результате неполного восстановления функции пораженного сустава. В отдаленном периоде после травмы развивается тяжелый деформирующий остеоартроз, контрактуры, нестабильность коленного сустава.

Лечение около- и внутрисуставных переломов представляет собой сложную проблему. Наиболее трудно поддаются лечению оскольчатые импрессионные переломы с большим разрушением суставной поверхности и костного вещества костей губчатого строения. При таких повреждениях необходимо оперативное восстановление конгруэнтности суставных поверхностей с костной ауто-аллопластикой.

Основным способом лечения для наиболее раннего проведения функционального лечения, начиная с 7-го дня после операции является считают операция с применением стабильного остеосинтеза. На основании экспериментальных данных и изучения клинического материала были предложены и обоснованы базовые принципы лечения внутрисуставных переломов [Здебский И.П., 2009; Каплун В.А. с соавт., 2009; В.Л. Скрябин, В.М. Ладейщиков, А.С. Денисов, А.Ю. Фукалов, 2010; В.И. Шевцов, Т.Ю. Карасева, А.Г. Карасев, Е.А. Карасев ,2008; A. Sarmiento, A. Horowitch, A. Aboulafia,C.T.Vangsness 1990]: точная и своевременная репозиция отломков с хорошей конгруэнтностью сочленяющихся поверхностей, стабильная фиксация вправленных отломков до наступления полного сращения, минимальная травматичность оперативного вмешательства, костная пластика при дефектах возникающих после репозиции отломков, ранние движения в травмированном суставе и поздняя нагрузка массой тела во избежание развития асептического некроза и деформирующего артроза.

Точная репозиция отломков при импрессионном переломе, как правило, достигается при открытом доступе к суставной поверхности, а стабильная фиксация может быть обеспечена накостным или чрескостным остеосинтезом. Однако ни в том, ни в другом случае не обеспечивается стимуляция репаративного процесса в зоне перелома, а накостный остеосинтез отличается значительной травматичностью вмешательства.

Наилучшими свойствами при костной пластике обладает аутотрансплантат. Но при использовании этого метода всегда необходима вторая операция по взятию трансплантата. При этом появляются потенциальные риски и возможные осложнения в области взятия костных трансплантатов. Согласно исследованиям, такие риски могут появиться при взятии трансплантатов более 4 сантиметров. Рисками и осложнениями являются (к примеру, при использовании гребня подвздошной кости): повреждение кожных нервов, инфекции, незначительные гематомы (обычное явление), глубокие гематомы, требующие хирургического вмешательства, серома, псевдоаневризма подвздошной артерии (редко), косметический дефект, хронические боли. Кроме того дефект, сформировавшийся в метафизарной зоне имеет сложную многоплоскостную деформацию и не возможно сформировать такую же форму из костного трансплантата во время операции. Синтетические материалы (гидрогельный композитный материал, гидроксиапатит и т.п.) легко заполняют возникший костный дефект [Николенко В.К., Иванов В.А. 1997], однако, как показал клинический опыт, длительное время (месяцы и годы) остаются в первозданном виде, не поддаются резорбции и не стимулируют репаративную регенерацию кости.

Таким образом, проблемы лечения внутрисуставных переломов проксимального эпиметафиза большеберцовой кости далеко не решены, сроки лечения пациентов продолжительные, а неудовлетворительные результаты достигают 9- 16% [Панков И.О., 2008; Егоров Д.И., 2009]. Традиционные методы лечения имеют наибольший процент выхода травмированных на инвалидность из-за неудовлетворительных результатов лечения, которые наблюдаются в 9,4 - 47,7% случаев в зависимости от локализации и степени импрессии при удовлетворительной оценке ближайшего результата неизменно заканчиваются деформирующим остеоартрозом коленного сустава в 55% случаев [Федотов В.Г., 2014]. Причинами такого исхода являются особенности травмы эпиметафизарной зоны, трудности репозиции и фиксации костей при таких переломах, несвоевременно начатые реабилитационные мероприятия. Уже в первые часы после травмы необходимо восстановление конгруэнтности суставной поверхности за счет репозиции. Несоблюдение этого условия (независимо от причины – позднее обращение, госпитализация и т.п.) приводит к развитию посттравматических импрессионных изменений анатомии сустава за счет асептического некроза травмированных костных балок. Вследствие этого нарушается репаративная регенерация в области перелома губчатой кости, что приводит к формированию дисконгруэнтности в суставе, развитию деформирующего артроза с ограничением функции и трудоспособности [Загородний Н.В., 2009 ].

Известные способы лечения сосредоточены на решении задач остеосинтеза [Патент RU № 2312634; Патент RU № 2228152; Патент RU № 2463989; Патент RU№ 2332185; Патент RU№ 2402296] и на предложениях оригинальных хирургических доступов к смещенному костному фрагменту или сформированной полости [Патент RU№ 2444319; Патент RU№ 2356510; Патент RU№ 2192189; Патент RU № 2161457].

Среди наиболее близких решений фиксации костных фрагментов является «Способ остеосинтеза при компрессионных переломах мыщелков большеберцовой кости» авторов Гилев Я.Х., Пронский А.А., Милюков А.Ю., Тлеубаев Ж.А. (патент RU2352279 C2) – 2009г. Фиксацию перелома производят путем проведения через проксимальный метафиз большеберцовой кости в субхондральном слое кости и репонированную суставную площадку не менее трех перекрещивающихся спиц Киршнера, фиксированных в аппарате внешней фиксации. Однако эти спицы стальные и не имеют биоактивного покрытия и не обладают стимулирующим влиянием на репаративный процесс кости.

С точки зрения заполнения полости в метафизарной зоне наиболее близок «Способ оперативного лечения компрессионных переломов мыщелков большеберцовой кости» (Патент RU№ 2375983 - Здебский И.П., Резник Л.Б. 2009г). Под артроскопическим сопровождением производят восстановление импрессионного дефекта через трепанационное отверстие в метафизарной зоне при помощи репозиционера. Затем опору трансплантата осуществляют на костный цемент, которым полностью заполняет полость любой формы и размера. Однако костный цемент не обладает индуцирующими остеогенез возможностями, нарушает питание зацементированного участка метафиза и навсегда остается чужеродным телом.

Сущность технического решения

Изобретение может быть использовано для фиксации перелома метафизарного отдела длинной трубчатой кости и стимуляции репаративной регенерации субхондрального участка путем замещения дефекта губчатой кости, возникшего при импактном переломе во время смещения отломка мыщелка.

Задачей, на решение которой направлен способ, является сокращение сроков восстановления анатомической целостности кости при внутрисуставном переломе проксимального эпиметафиза большеберцовой кости и сокращения числа возможных осложнений.

Техническим результатом является восстановление анатомической целостности кости после травмы при внутрисуставном переломе с обеспечением стабильного положения костных отломков и стимуляцией репаративного остеогенеза из объема полости.

Наличие имплантата в полости снижает подвижность костных фрагментов, обеспечивает циркуляцию физиологических жидкостей и клеток, факторов роста, со стороны костного мозга и периостальных тканей.

Технический результат достигается тем, что в регенеративном способе лечения импрессионного перелома проксимального метаэпифиза большеберцовой кости осуществляют репозицию смещенных в результате травмы отломков кости, отломки фиксируют титановыми спицами с гидроксиапатитовым покрытием нанесенным по технологии микродугового оксидирования, проводят спицы в отломки в плоскости субхондрального участка кости, в полость укладывают сетчатый имплантат выполненный из поликапролактона, сотканный методом электроспининга с нитями, покрытыми наночастицами гидроксиапатита, имплантатом заполняют весь объём полости, отломки кости фиксируют спицами, с использованием аппарата внешней фиксации.

Предусмотрено, что при операции в срок до 7 дней после травмы сформировавшуюся в метафизе полость не обрабатывают, имплантат погружают в массу детрита во время операции.Предусмотрено, что при операции в срок более 7 дней после травмы полость обрабатывают, промывают, удаляя массу детрита, имплантат погружают в полость, предварительно смочив антибактериальным препаратом. Предусмотрено, что применяют сетчатый имплантат толщиной 100 мкм или 80 мкм, отломки кости фиксируют аппаратом Илизарова.

Способ поясняется описанием, примерами практического использования и иллюстрациями, на которых изображено:

Фиг. 1 – электроннограмма эластичного сетчатого имплантата, выполненного из поликапролактона, сотканного методом электроспининга, нити которого покрыты наночастицами гидроксиапатита;

Фиг. 2 – фотография, вид спереди, анатомическая модель внутрисуставного перелома проксимального отдела большеберцовой кости экспериментального животного: отломки субхондрального участка кости фиксированы спицами (поз.1), а полость в губчатой кости заполнена эластичным сетчатым имплантатом (поз.2);

Фиг. 3 – фотография, вид сзади, анатомическая модель внутрисуставного перелома проксимального отдела большеберцовой кости экспериментального животного: отломки субхондрального участка кости фиксированы спицами (поз.1), а полость в губчатой кости заполнена эластичным сетчатым имплантатом;

Фиг. 4 – Рентгенограммы большеберцовой кости экспериментального животного при лечении внутрисуставного перелома проксимального отдела большеберцовой кости, рентгенограмма кости в день операции – остеосинтез голени аппаратом Илизарова (поз.3), через субхондральный слой кости проведены две титановые спицы с гидрооксипатитовым покрытием; отчетливо видна полость в метафизарном участке (сетчатый имплантат прозрачен для рентгеновских лучей);

Фиг. 5 – Рентгенограммы большеберцовой кости экспериментального животного при лечении внутрисуставного перелома проксимального отдела большеберцовой кости, рентгенограмма кости на 14 дней после операции (оптическая плотность кости в зоне сформированной полости значительно увеличилась);

Фиг. 6 – Рентгенограммы большеберцовой кости экспериментального животного при лечении внутрисуставного перелома проксимального отдела большеберцовой кости, рентгенограмма кости через - месяц после операции, аппарат Илизарова демонтирован – консолидация внутрисуставного перелома, полость метафизарной зоны заполнена костной тканью.

Обозначения на фигурах:

1- титановая спица с гидроксиапатитовым покрытием;

2-сетчатый имплантат;

3-аппарат внешней фиксации.

Осуществления способа

Регенеративный способ лечения импрессионного перелома проксимального метаэпифиза большеберцовой кости применяют при переломе кости с образованием дефекта - полости. В способе осуществляют репозицию смещенных в результате травмы отломков кости, отломки (фрагменты) фиксируют титановыми спицами 1 (фиг.2;3) с гидроксиапатитовым покрытием, проводят спицы 1 в отломки в плоскости субхондрального участка кости. Репозиция отломков обеспечивает восстановление анатомической формы кости, а титановые спицы 2 обеспечивают фиксацию отломков в заданном положении и стимуляции остеогенеза. В полость, образовавшуюся в результате сминания губчатой кости метафиза кости, укладывают тонкий эластичный сетчатый имплантат 2 (фиг.2) выполненный из поликапролактона, сотканный методом электроспининга с нитями, покрытыми наночастицами гидроксиапатита (фиг.1). Имплантатом заполняют весь объём полости. Наличие имплантата 2 в полости способствует снижению подвижности костных фрагментов, так как костные фрагменты контактируют с имплантатом 2 по всей площади поверхности полости. Причем имплантат обеспечивает циркуляцию физиологических жидкостей и клеток, факторов роста, со стороны костного мозга и периостальных тканей, что способствует остеогенезу.

При ранних сроках операции (до 7 дней) сформировавшуюся в метафизе полость не обрабатывают, не промывают, а сохраняя всю массу детрита с его клеточным и гармональным составом. Имплантат 2 погружают в эту массу во время операции, при этом он насыщается различными факторами роста.

При поздних сроках операции (более 7 дней) сформировавшуюся в метафизе полость обрабатывают, промывают, удаляя массу детрита. Имплантат 2 погружают в полость, предварительно смочив антибактериальным препаратом.

Сущность предлагаемого способа лечения внутрисуставного перелома заключается в том, что для надежной фиксации и стимуляции репаративной регенерации субхондрального участка эпифизарно-метафизарного отдела длинной трубчатой кости, а также замещения дефекта губчатой кости (полости), возникшего при импактном переломе во время смещения отломка мыщелка, применяют биоактивный эластичный сетчатый имплантат, насыщенный наноструктурированным гидроксиапатитом в сочетании с титановыми спицами с гидроксиапатитовым покрытием, где покрытие осуществлено по технологии микродугового оксидирования, что подразумевает определенные свойства покрытия, в частности шероховатость и прочность. Сетчатый имплантат, выполнен из поликапролактона, сотканного методом электроспининга, нити которого покрыты наночастицами гидроксиапатита. Костный мозг обладает достаточными остеогенными и хондрогенными потенциями, являясь источником недифференцированных клеток-предшественников остеобластов, остеокластов, фибробластови др. Сетчатый имплантат позволяет свободно циркулировать биологическим жидкостям и проникать биологическим материалам внутрь имплантата 2 со стороны субхондральной кости, со стороны полости сустава, костномозговой полости, позволяет свободно прорастать внутрь имплантата кровеносным сосудам со стороны периферии дефекта и костного дна дефекта. Имплантат, расположенный в полости, полностью интегрируется с костью.

Отломки кости фиксируют спицами, оставляя их внутри с использованием аппарата внешней фиксации.

Пример осуществления способа при переломе метафизарной зоны большеберцовой кости (фиг. 4,5,6).

При переломе кости (срок до 7 дней) с образованием дефекта выполняют репозицию отломков кости. Фиксируют отломки кости в достигнутом положении титановыми спицами 1 с гидроксиапатитовым покрытием, проведенными в кость в плоскости субхондрального слоя. Применяют сетчатый имплантат 2 толщиной не более 100 мкм, выполненный из поликапролактона, сотканный методом электроспининга, нити которого покрыты наночастицами гидроксиапатита. В дефект-полость метафизарной зоны укладывают имплантат 2. Имплантат 2 укладывают в полость без предварительного промывания последней и удаления содержимого. Отломки кости репонируют на скелетном вытяжении и фиксируют спицами аппарата Илизарова. При сопутствующем повреждении связочного аппарата коленный сустав фиксируют в функционально выгодном положении аппаратом Илизарова с шарнирным устройством на бедре в течение 1 месяца.

При переломе кости (срок более 7 дней) с образованием дефекта выполняют репозицию отломков кости. После репозиции отломки кости фиксируют в достигнутом положении титановыми спицами 1 с гидроксиапатитовым покрытием, проведенными в плоскости субхондрального слоя кости. По периметру кортикальной стенки костной полости выполняют остеоперфорацию с целью создания благоприятных условий для периостального остеогенеза и стимуляции эндостального остеогенеза. Из полости удаляют все некротизированные ткани, полость промывают после чего укладывается имплантат 2 в полость. Применяют имплантат 2 толщиной 80 мкм, выполненный из поликапролактона, сотканный методом электроспининга, нити которого покрыты наночастицами гидроксиапатита. Смачивают имплантат 2 антибактериальным препаратом. В дефект-полость метафизарной зоны укладывают эластичный сетчатый имплантат 2. Остальные отломки кости репонируют на скелетном вытяжении и фиксируют спицами аппарата Илизарова.

Способ обеспечивает восстановление анатомической целостности кости при внутрисуставном переломе проксимального отдела большеберцовой кости и снижает риск возможных осложнений. Использование в способе имплантата обеспечивает дополнительную стабильность на первом этапе и стимуляции репаративного остеогенеза из объема полости на протяжении заживления травмы.

1. Регенеративный способ лечения импрессионного перелома проксимального метаэпифиза большеберцовой кости, характеризующийся тем, что осуществляют репозицию смещенных в результате травмы отломков кости, отломки фиксируют титановыми спицами с гидроксиапатитовым покрытием, нанесенным по технологии микродугового оксидирования, проводят спицы в отломки в плоскости субхондрального участка кости, в полость укладывают сетчатый имплантат, выполненный из поликапролактона, сотканный методом электроспининга с нитями, покрытыми наночастицами гидроксиапатита, имплантатом заполняют весь объем полости, отломки кости фиксируют спицами, с использованием аппарата внешней фиксации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при операции в срок до 7 дней после травмы сформировавшуюся в метафизе полость не обрабатывают, имплантат погружают в массу детрита во время операции.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при операции в срок более 7 дней после травмы полость обрабатывают, промывают, удаляя массу детрита, имплантат погружают в полость, предварительно смочив антибактериальным препаратом.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют сетчатый имплантат толщиной 100 мкм.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют сетчатый имплантат толщиной 80 мкм.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отломки кости фиксируют аппаратом Илизарова.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коленный сустав фиксируют аппаратом Илизарова с шарнирными элементами на бедре в течение 1 месяца.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по периметру кортикальной стенки костной полости выполняют остеоперфорацию.