Способ реконструкции диафизарных дефектов длинных трубчатых костей Российский патент 2023 года по МПК A61B17/72 A61F2/28 

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для хирургического лечения опухолей длинных трубчатых костей с диафизарной локализацией.

Современный этап развития клинической онкологии характеризуется совершенствованием организации, диагностики и лечения злокачественных новообразований костей. Специальностью современной онкологии, изучающей и развивающей принципы диагностики, лечения пациентов с доброкачественными опухолями, первичными, местно-распространенными и диссеминированными злокачественными опухолями костей, а так же метастатическим поражением опорно-двигательного аппарата является онкологическая ортопедия [1].

Первичные опухоли костей составляют 1-3% в общей структуре всех новообразований человека. В РФ на учете с опухолями костей на 2020 год состоит 16199 человек [2]. Злокачественные и доброкачественные опухоли костей, а также опухолеподобные заболевания осложняются развитием патологического перелома в 1-10% случаев. Метастатическое поражение скелета занимает третье место после поражения печени и легких, и осложняется развитием патологического перелома в 5-30% случаев. В ряде случаев, перелом является первым, осложненным проявлением течения опухолевого процесса. Патологическими называются переломы, произошедшие под воздействием незначительной травмирующей силы или даже физиологических нагрузок на кость, измененную предшествующим заболеванием. Причинами развития патологических переломов длинных костей служат опухоли, опухолеподобные заболевания и метаболические нарушения (остеопороз, гиперпаратиреоз). Среди опухолевой патологии преобладают метастазы в кости, гигантоклеточная опухоль и гемобластозы (плазмоцитома). В первый год после патологического перелома погибает до 59% пациентов, вследствие развития гипостатических осложнений или прогрессирования основного заболевания.

Лечение больных с опухолями длинных костей является сложной задачей, стоящей перед онкологом. Наиболее эффективным у данной группы пациентов является комбинированное лечение, хирургический компонент которого заключается в резекции сегмента длинной кости с опухолью. Это приводит к образованию анатомического дефекта, что делает конечность неопороспособной и нестабильной. С целью восстановления функции конечности обязательным является реконструктивный этап оперативного вмешательства. Отсутствие реконструкции послеоперационных дефектов длинных костей, существенно ухудшает качество жизни больных и дезадаптирует их в социальной среде, одно лишь увеличение продолжительности жизни уже не может удовлетворить больного и общество. В связи с этим органосохраняющее и функционально-сберегающее лечение становится приоритетным научным и практическим направлением в клинической онкологии. Дальнейшее развитие этого направления связано с применением высокоточных медицинских технологий. В частности, хирургический компонент развивается по пути обязательного восстановления послеоперационного дефекта кости с использованием одного из методов реконструкции или их сочетания [3].

В настоящее время во многих лечебных учреждениях выполняются операции без реконструкции послеоперационного дефекта костной ткани, а иногда, и калечащие, органоуносящие операции (ампутации, экзартикуляции), в связи с отсутствием опыта в реконструктивно-пластической хирургии, или в связи с отсутствием расходных материалов. Также, нередко, при солитарных костных метастазах, у пациентов с хорошим прогнозом для жизни, выполняются стабилизирующие вмешательства без резекции пораженного сегмента конечности, в результате чего отсутствует локальный контроль заболевания и, что приводит, в последующем, к нестабильности металлоконструкции и выраженным функциональным нарушениям [4].

В медицине известны более 10 способов, которые можно использовать для стабилизации сегмента и восстановлении функции оперированной конечности. Таким образом, практически любой дефект костной ткани, возможно, восполнить одним из известных в медицине методов [5].

Известен способ замещения дефекта костной ткани аутологичной костью (или костным аллотрансплантатом), включающий в себя сегментарную резекцию кости с реконструкцией послеоперационного дефекта костным трансплантатом с накостным остеосинтезом пластиной. Недостатками способа, в случае использования аутокости, является дополнительная травматизация для забора донорского материала, ограниченный объем аутотрансплантата, неустойчивость трансплантата к инфекции, а также невозможность использования после облучения донорской или реципиентной области. Нередко, в случае трансплантации неваскуляризованной аутокости, возможен лизис трансплантата без образования костного регенерата [6].

Пластика костными аллоимплантатами имеет преимущества в виде отсутствия дополнительной травмы с целью забора донорского материала, возможности реконструкции протяженных дефектов кости, низкой иммуногенности (отсутствую клетки), к тому же трансплантат можно насыщать антибактериальными препаратами [7]. Основными недостатками костной аллопластики являются: необходимость наличия специализированной лаборатории и банка костных аллотрансплантатов, риск заражения реципиента инфекционными заболеваниями при несоблюдении технологии заготовки, консервации и стерилизации биоматериала.

В Российской Федерации, в связи с несовершенством закона о донорстве, банки костных аллографтов отсутствуют. В связи с этим непрерывно производится поиск новых материалов и способов реконструкции послеоперационных дефектов костей. В 2002 году был запатентован пористый композит из углеродных волокон, связанных наноструктурной углеродной матрицей, который по своим свойствам близок к свойствам человеческой кости - углеродный наноструктурный имплант (УНИ) [8].

В качестве прототипа использован способ реконструкции с использованием УНИ в сочетании с компрессионно-дистракционным остеосинтезом или накостной пластиной. При выполнении оперативного вмешательства выполнялась сегментарная резекция кости с замещением послеоперационного дефекта УНИ и стабилизацией оперированного сегмента аппаратом для внеочагового компрессионно-дистракционного остеосинтеза или накостной пластиной. Данные оперативные вмешательства выполнялись пациентам с неопухолевой патологией длинных трубчатых костей (кисты, остеомиелит, псевдоартрозы) [9, 10].

Однако, использование аппаратов для внеочагового компрессионно-дистракционного остеосинтеза в случае оперативного лечения злокачественных новообразований костей имеет свои недостатки, помимо затрат времени на сборку аппарата и достаточно сложного ухода за ним. Наличие имплантированных спиц повышает риск развития локальных гнойно-воспалительных осложнений и является противопоказанием к проведению лекарственного или лучевого противоопухолевого лечения. Учитывая сроки проведения внеочагового компрессионно-дистракционного остеосинтеза - не менее 4-6 недель, это является относительным противопоказанием к выполнению данного способа реконструкции у пациентов со злокачественными новообразованиями, требующими проведения адъювантного лечения. Сочетание УНИ с остеосинтезом накостной пластиной при сегментарных резекциях длинных трубчатых костей, также имеет свои недостатки в виде недостатков присущих самому методу накостного остеосинтеза, при котором достаточно часто развивается нестабильность пластины и, как следствие нестабильности - переломы (для некоторых фиксирующих конструкций - в 36-38% случаев).

Целью изобретения является повышение стабильности и прочности реконструкции послеоперационного дефекта длинных трубчатых костей после удаления опухолей.

Способ реконструкции диафизарных дефектов длинных трубчатых костей, включающий резекцию пораженной кости и определение границ резекции. Новизной является то, что между проксимальным и дистальным границами кости устанавливают углеродный наноструктурный имплант (УНИ), соответствующий длине и наружному диаметру резецируемой кости и с внутренним диаметром на 1-2 мм больше диаметра интрамедуллярного штифта, проведенного через костномозговой канал и канал импланта стабильности импланта и концов резецированной кости получают за счет проведенного через костномозговой канал и канал импланта блокирующего интрамедуллярного штифта, создают компрессию опилов костных фрагментов с контактной поверхностью УНИ, интрамедуллярный штифт фиксируют блокирующими винтами

Изобретение поясняется рисунками, где на:

Рис. 1. Реконструкция дефекта длинной трубчатой кости с использованием УНИ и блокирующего интрамедуллярного штифта.

Рис. 2. Рентгенография плечевой кости с метастазом, осложненным патологическим переломом.

Рис. 3. Послеоперационный дефект кости.

Рис. 4. Углеродный наноструктурный имплант.

Рис. 5. Рентгенограмма плечевой кости после операции.

Предлагаемый способ реконструкции послеоперационного дефекта при хирургическом лечении опухолей длинных трубчатых костей диафизарной локализации заключается в том, что производят предоперационное планирование вмешательства (полипозиционная рентгенография, рентгеновская компьютерная томография), в ходе которого оценивается протяженность опухолевого процесса и планируемые границы резекции пораженной кости в соответствии с принципами абластики (отступ по 2 см), диаметр трубчатой кости. По данным предоперационного планирования

изготавливается углеродный наноструктурный имплант заданной длины, соответствующей длине резецируемого сегмента кости, диаметра (наружного, соответствующего диаметру резецируемой кости, и внутреннего, на 1-2 мм больше диаметра интрамедуллярного штифта). В ходе оперативного вмешательства выполняется резекция кости. Затем, после открытой репозиции проксимального и дистального сегментов кости, между ними внедряют имплантат, достигая полного контакта кости и имплантата, далее производят интрамедуллярный остеосинтез блокируемым штифтом, создавая компрессию между костью и имплантатом с обеспечением дополнительной стабильности при максимальном контакте импланта и кости.

Существенными отличиями предлагаемого способа являются: возможность использование углеродных наноструктурных имплантов для восстановления протяженных послеоперационных дефектов при оптимальной стабильности оперированной конечности, формирование костно-углеродного блока в отдаленном послеоперационном периоде. Сочетание реконструкции послеоперационного дефекта УНИ с интрамедуллярным остеосинтезом, позволяет обеспечить плотную фиксацию импланта и стабильность оперированного сегмента конечности (Рис. 1). Это позволяет избежать иммобилизации конечности и дать полную нагрузку на оперированную конечность (в том числе и нижнюю конечность) уже через 2 недели после оперативного вмешательства (что невозможно обеспечить при использовании накостного остеосинтеза пластиной), а также продолжить специализированное лечение злокачественного новообразования (химиотерапия, лучевая терапия). Также углеродные наноструктурные импланты не лизируются (в отличие неваскуляризированных костных трансплантатов) и обладают свойством остеоинтеграции (образование костно-суставного блока), в отличие от металлических имплантов. Клинический пример.

Пациентка 3., 1946 г.р. В январе 2017 года пациентке выполнено иссечение пигментной опухоли кожи поясничной области справа в условиях поликлиники по месту жительства с использованием аппарат «Сургитрон». При пересмотре стекол и гистоблоков в условиях РКОД был верифицирован диагноз меланомы кожи pTxN0M0. В сентябре 2019 года, в ходе планового прохождения позитронно-эмиссионной томографии, выявлено очаговое поражение левой плечевой кости. По данным рутинной рентгенографии имелся очаг в с/3 диафиза литического характера с деструкцией кортикального слоя (патологический перелом без смещения) (Рис. 2). При остеосцинтиграфии выявлена гиперфиксация радиофармпрепарата в области с/3 левой плечевой кости на протяжении 40 мм. Выполнена открытая биопсия очага плечевой кости. При плановом гистологическом исследовании верифицирован диагноз метастаза меланомы в плечевую кость. Учитывая выраженный болевой синдром, отсутствие висцеральных метастазов, солитарный характер метастатического поражения скелета, удовлетворительный соматический статус, решено выполнить резекцию плечевой кости с реконструктивным этапом. В декабре 2019 года, после предоперационного обследования и планирования, пациентка оперирована. Выполнен послойный разрез в области с/3 левого плеча по задне-латеральной поверхности с обеспечением доступа к плечевой кости. В области с/3 диафиза имеется опухоль размером 4,3 см. с деструкцией кортикального слоя и мягкотканным компонентом. Острым путем выполнена мобилизация плечевой кости с опухолью и резекция на протяжении 7 см (Рис. 3). Для реконструкции послеоперационного дефекта использован углеродный наноструктурный имплант длиной 7 см. Имплант расположен в области послеоперационного дефекта. Интрамедуллярный штифт установлен в костномозговой канал, проведен через канал импланта и фиксирован блокирующими винтами (2 в области проксимального эпиметафиза и 2 в н/3 диафиза плечевой кости) (Рис. 4). Рана послойно ушита с оставлением дренажа. Послеоперационное течение гладкое, дренаж удален на третьи сутки. С 7-х суток начаты реабилитационные мероприятия. В раннем послеоперационном периоде пациентка отмечала умеренный болевой синдром, купируемый введением НПВС.К моменту выписки (10 сутки) движения в плечевом суставе были незначительно ограничены за счет незначительно сохраняющегося болевого синдрома, в локтевом суставе движения представлены в полном объеме. В отдаленном послеоперационном периоде пациентке была назначена иммунотерапия, на фоне которой отмечена стабилизация заболевания. Период наблюдения - 8 месяцев. Функциональный результат хороший (MSTS - 80%). Рентгенологически система стабильна (Рис. 5).

Способ позволяет уменьшить число послеоперационных осложнений со стороны оперированной конечности (локальный рецидив, нестабильность металлоконструкции), улучшая непосредственные и отдаленные результаты лечения.

Таким образом, предложенный способ реконструкции диафизарных дефектов длинных костей, развивающихся в результате оперативного вмешательства по поводу опухолевого поражения длинных трубчатых костей позволяет повысить стабильность и прочность реконструкции, прогнозировать течение процесса послеоперационной реабилитации с проведением своевременных и адекватных терапевтических мероприятий.

Список использованной литературы

1. Алиев М.Д. Становление и современное состояние отечественной онкологической ортопедии. Вопросы онкологии. 2005; 3: 283-287. [Aliev M.D. Formation and current state of domestic oncological orthopedics. Oncology issues. 2005; 3: 283-287. (in Russian)].

2. Каприн А.Д., Старинский B.B., Петрова Г.В. Состояние онкологической помощи населению России в 2020 году. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, 2020. 250 р.

3. Чаклин В.Д. Костная пластика. - М.: Медицина, 1971. - С.27-46, 54-57.

4. Алиев М.Д., Тепляков В.В., Каллистов В.Е., Валмев А.К., Трапезников Н.Н. Современные подходы к хирургическому лечению метастазов злокачественных опухолей в кости. Практическая онкология. 2001; 1 (5):39-43. [Aliev M.D., Teplyakov V.V., Callistov V.E., Valmev A.K., Trapeznikov N.N. Modern approaches to the surgical treatment of bone metastases of malignant tumors. Practical oncology. 2001; 1 (5): 39-43. (in Russian)].

5. Залуцкий И.В. Реконструктивная и пластическая хирургия в клинической онкологии. Минск: Зорны верасень, 2007, 252 с. [Zalutsky I.V. Reconstructive and plastic surgery in clinical oncology. Minsk: Zorny Verasen, 2007, 252 p.(in Russian)].

6. Maruthainar N., Zambakidis C, Harper G., Calder D., Cannon S., Briggs T. Functional outcome following excision of tumors of the distal radius and reconstruction by autologous non-vascularized osteoarticular fibula grafting. J Hand Surg. 2002 Apr; 27(2): 171-174. doi: 10.1054/jhsb.2001.0707.

7. Лушников С.Л., Кочиш А.Ю., Ласунский С.А., Родоманова А.А. Реконструктивные операции при ложных суставах и дефектах диафиза плечевой кости. Материалы IX съезда травматологов-ортопедов России: сб. тез. Саратов: Научная книга, 2010; 2:758 с.[Lushnikov S.L., Kochish A.Yu., Lasunsky S.A., Rodomanova A.A. Reconstructive surgery for false joints and defects of the humerus diaphysis. Materials of the IX Congress of Traumatologists-Orthopedists of Russia: collection of articles, thesis. Saratov: Scientific book, 2010; 2:7 58 p.(in Russian)].

8. Вагнер E.A., Денисов A.C., Скрябин В.Л. Углеродный материал нового поколения в эндопротезировании костей и суставов. Пермь, 1993, с.64. [Wagner Е.А., Denisov A.S., Skryabin V.L. New generation carbon material in endoprosthetics of bones and joints. Perm, 1993, p.64. (in Russian)].

9. Скрябин В.Л., Денисов A.C. Использование углеродных наноструктурных имплантатов для замещения пострезекционных дефектов при опухолевых и кистозных поражениях костей. Клинические рекомендации. Пермь, 2014. 17 с. [Skryabin V.L., Denisov A.S. The use of carbon nanostructured implants to replace post-resection defects in tumor and cystic bone lesions. Clinical guidelines. Perm, 2014: 17 p.(in Russian)].

10. Тяжелов O.A., Акушина H.A., Иванов Г.В. Оценка биосовместимости углерод-углеродного композиционного материала в экспериментах. Ортопедия, травматология и протезирование. 2006; 4:47-50. [Tyazhelov О.А., Akushina N.A., Ivanov G.V. Evaluation of the biocompatibility of a carbon-carbon composite material in experiments. Orthopedics, traumatology and prosthetics. 2006; 4: 47-50. (in Russian)].

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для реконструкции диафизарных дефектов длинных трубчатых костей. Между проксимальным и дистальным границами кости устанавливают углеродный наноструктурный имплант (УНИ), соответствующий длине и наружному диаметру резецируемой кости и с внутренним диаметром на 1-2 мм больше диаметра интрамедуллярного штифта. Концы имплантата и резецированной кости стабилизируют, проводя через костномозговой канал и канал имплантата интрамедуллярный штифт. Создают компрессию опилов костных фрагментов с контактной поверхностью УНИ, интрамедуллярный штифт фиксируют блокирующими винтами. Способ обеспечивает снижение числа послеоперационных осложнений со стороны оперированной конечности, позволяет повысить стабильность и прочность реконструкции за счет сочетания реконструкции послеоперационного дефекта УНИ с интрамедуллярным остеосинтезом. 5 ил., 1 пр.

Способ реконструкции диафизарных дефектов длинных трубчатых костей, включающий реакцию пораженной кости и определение границ резекции, отличающийся тем, что между проксимальным и дистальным границами кости устанавливают углеродный наноструктурный имплант (УНИ), соответствующий длине и наружному диаметру резецируемой кости и с внутренним диаметром на 1-2 мм больше диаметра интрамедуллярного штифта, концы имплантата и резецированной кости стабилизируют, проводя через костномозговой канал и канал имплантата интрамедуллярный штифт, создают компрессию опилов костных фрагментов с контактной поверхностью УНИ, интрамедуллярный штифт фиксируют блокирующими винтами.