Способ замещения тотальных и субтотальных дефектов пяточной кости у пациентов с остеомиелитом, дистальной нейропатией Российский патент 2023 года по МПК A61B17/56 A61F2/28 A61L27/06 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для оперативного лечения тотальных и субтотальных дефектов пяточной кости с сопутствующими инфекционными осложнениями у пациентов с дистальной нейропатией.

Периферическая нейропатия, в частности диабетическая нейропатия, может влиять на костный обмен, снижая минеральную плотность костной ткани (Strotmeyer ES, Cauley JA, Schwartz AV, de Rekeneire N, Resnick HE, Zmuda JM, Shorr RI, Tylavsky FA, Vinik AI, Harris ТВ, Newman AB; Health ABC Study. Reduced peripheral nerve function is related to lower hip BMD and calcaneal QUS in older white and black adults: the Health, Aging, and Body Composition Study. J Bone Miner Res. 2006 Nov; 21(11):1803-10. doi: 10.1359/jbmr.060725. PMID: 17002569). Перераспределение нагрузки на задний отдел стопы и продолжающаяся осевая нагрузка при имеющейся нейропатии может приводить к формированию язвенных дефектов в зоне перегрузки, развитию патологических переломов, что способствует формированию тотальных и субтотальных дефектов заднего отдела стопы. Наличие подобных дефектов нарушает опорность конечности, изменяют биомеханику стопы, а сопутствующие язвенные дефекты способствуют развитию инфекционных осложнений, что грозит выполнением ампутации.

Выполнение тотальной или субтотальной кальканэктомии является одним из вариантов устранения очага инфекции при хроническом остеомиелите пяточной кости. В послеоперационном периоде пациенты на постоянной основе вынуждены использовать индивидуальные ортопедические изделия, компенсирующие разницу резецированной кости. Данные изделия достаточно громоздки и затруднительны в изготовлении. При этом до 40% случаев требуются повторные ревизии после субтотальной кальканэктомии и в 100% случаях после тотальной кальканэктомии (Waibel FWA, Klammer A, Gotschi Т, Uckay I, Boni T, Berli MC. Outcome After Surgical Treatment of Calcaneal Osteomyelitis. Foot Ankle Int. 2019 May; 40(5):562-567. doi: 10.1177/1071100718822978. Epub 2019 Jan 28. PMID: 30688528.). Также почти в половине случаев из-за рецидивирующих язвенных дефектов и инфекционных осложнений требуется выполнение ампутации ниже коленного сустава (Han PY, Ezquerro R. Surgical treatment of pressure ulcers of the heel in skilled nursing facilities: a 12-year retrospective study of 57 patients. J Am Podiatr Med Assoc. 2011 Mar-Apr; 101(2): 167-75. doi: 10.7547/1010167. PMID: 21406701.).

Описаны различные варианты остеотомий с последующим транспортом костного фрагмента при помощи компрессионно-дистракционного аппарата для восстановления резецированной пяточной кости: выполнение остеотомии сохраненной части пяточной кости (RU 2214191 С2), остеотомия дистального метадиафиза большеберцовой кости (RU 2310409 С1), выполнение артродеза таранно-ладьевидного и голеностопного суставов с последующей одновременной остеотомией большеберцовой кости в проксимальной и дистальной третях и шейки таранной кости (RU 2381760 С1), остеотомия фрагмента заднедистального отдела большеберцовой кости трапециевидной формы (RU 2128960 С1), Г-(Т)-образная остеотомия таранной кости (В.И. Шевцов, Г.Р. Исмайлов. Чрескостный остеосинтез в хирургии стопы. - М.: Медицина, 2008. - с. 170). Однако все представленные методы длительны в исполнении, исключают оказание нагрузки на конечность продолжительное время, за счет наличия инфекционного процесса выполнение остеотомии, особенно на нескольких уровнях, сопряжено с развитием осложнений в послеоперационном периоде, связанных с нарушением формирования регенерата.

Описан способ, при котором выполняется обработка суставных поверхностей голеностопного, таранно-ладьевидного суставов, задневнутреннего отдела кубовидной кости с последующим смещением стопы кзади таким образом, чтобы был контакт кубовидной кости и области заднего края таранно-ладьевидного сустава с большеберцовой костью (RU 2457804 С1). Однако данный вариант сопровождается укорочением сегмента, что также может компрометировать состояние мягких тканей и сосудисто-нервных пучков, а наличие инфекционного процесса влиять на формирование артродеза.

Еще одной опцией по восстановлению дефекта пяточной кости служит использование различных вариантов костной пластики: аллокость, кровоснабжаемые костные трансплантаты и их комбинация. Описаны случаи использования ортотопического (Degeorge В, Dagneaux L, Forget D, Gaillard F, Canovas F. Delayed Reconstruction by Total Calcaneal Allograft following Calcanectomy: Is It an Option? Case Rep Orthop.2016;2016:4012180. doi: 10.1155/2016/4012180. Epub 2016 Nov 20. PMID: 27990308; PMCID: PMC5136402.) и гетеротопического (Hindiskere S, Bhattacharjee S, Doddarangappa S, Chinder PS. Calcaneal Reconstruction by Proximal Tibia Allograft Following Total Calcanectomy. Indian J Surg Oncol. 2020 Sep; 11 (Suppl 1):48-51. doi: 10.1007/s13193-019-01027-z. Epub 2019 Dec 26. PMID: 33088129; PMCID: PMC7534780) аллотрансплантатов. Однако риск использования аллокости сопряжен с его лизисом из-за неадекватного кровоснабжения окружающих тканей.

Описан способ замещения дефектов пяточной кости костно-мышечным комплексом тканей из крыла подвздошной кости с одномоментной пластикой дефекта мягких тканей пяточной области суральным лоскутом (RU 2751283 C1 опубл. 12.07.20212, Бюл.№20). Использование крыла подвздошной кости среди возможных аутотрансплантатов является предпочтительным, поскольку данный аутографт обладает наиболее приближенной к пяточной кости формой.

Описан способ замещения дефекта пяточной кости при помощи эндопротеза (RU 2515391 С1, ОПУБЛ. 10.05.2014, Бюл.№13). Эндопротез представлен в виде цельной конструкции, выполненной из заготовки пористого никелида титана армированной пластиной из никелида титана и состоящей из горизонтальной платформы и вертикального стержня. Вертикальный стержень выполнен в форме параллелепипеда, который разделяет горизонтальную часть на два плеча: переднее (большей длины) и заднее. Также в горизонтальной части по боковой поверхности имеются пазы и ряд сквозных отверстий, выходящие в пазы и предназначенные для фиксации связочного аппарата, а также сквозной поперечный канал для фиксации ахиллова сухожилия. Недостатком данной конструкции является то, что форма эндопротеза только приближена к форме пяточной кости, изготавливается из заготовки пористого никелида титана без учета индивидуальных особенностей размеров дефекта, что может повлечь за собой проблемы при имплантировании протеза из-за несоответствия размеров дефекта и протеза, а также возможного профицита или дефицита мягких тканей, что в последнем случае требует выполнения одномоментной пластики мягких тканей. Также подобная конструкция не применима при частичных дефектах пяточной кости.

Зарубежными коллегами описаны случаи использования индивидуальных титановых 3D-имплантов. В одном случае протез был изготовлен на основе зеркального КТ изображения контралатеральной пяточной кости (Jungo Imanishia, Peter FM Choong. Three-dimensional printed calcaneal prosthesis following total calcanectomy. International Journal of Surgery Case Reports. 2015; 10:83-87), выполнен из титана, полый внутри, но содержащий специальные «балки» для равномерного распределения нагрузки. Также были предусмотрены отверстия для фиксации связочного аппарата и ахиллова сухожилия. Поверхности протеза, обращенные к суставным поверхностям, были гладкие. Во втором случае имплант также был изготовлен на основе зеркального КТ изображения здоровой пяточной кости (Jong Woong Park, MD, Hyun Guy Kang, MD, PhD, Kwun Mook Lim, MS, June Hyuk Kim, MD, and Han Soo Kim, MD, PhD. Three-Dimensionally Printed Personalized Implant Design and Reconstructive Surgery for a Bone Tumor of the Calcaneus. JBJS Case Connect. 2018; 8(2):e25). Имел гладкую поверхность, обращенную к таранной кости, для сохранения подтаранного сустава и сетчатую поверхность, состоящей из двухмиллиметровых ячеек, формирующих решетчатую структуру, предназначенных для лучшей интеграции мягких тканей, способствующей повышению стабильности протеза, и возможности фиксации связочного аппарата и ахиллова сухожилия. Также имплант содержит отверстия для винтов в случае выполнения трансартикулярной фиксации для повышения стабильности. При печати длина протеза и область пяточного бугра были уменьшены на 10 и 2 мм соответственно для предупреждения возможных осложнений с мягкими тканями при ушивании. После установки протеза и фиксации к нему связочного аппарата поверхность импланта покрывалась коллагеновыми вставками для предотвращения контакта протеза с сухожилиями и их возможных разрывов.

Однако представленные варианты использования остеотомий с костным транспортом, замещения дефектов костными трансплантатами осуществлялись после перенесенных онкологических заболеваний и последствий открытых переломов пяточной кости. Протезы использовались у пациентов с дефектами пяточных костей после онкологических заболеваний и без инфекционных осложнений. 3D-импланты обладали гладкой поверхностью только в проекции сустава и шероховатой в зоне контакта с мягкими тканями, а также предусматривали отверстия для фиксации связочного аппарата и ахиллова сухожилия. Подобная реконструкция направлена на сохранение суставов и восстановление их функции, что, вероятно, оправдано у пациентов данной группы. Но у пациентов с дистальной нейропатией, особенно осложненной инфекционным поражением, наиболее важно восстановление опорности конечности и обеспечение ее стабильности.

Наиболее близких аналогов из области техники не выявлено.

Задачей хирургического лечения дефектов пяточной кости у пациентов с дистальной нейропатией и с сопутствующим остеомиелитом является радикальная санация очага инфекции с выполнением резекции кости в необходимом объеме с последующим замещением дефекта пяточной кости для восстановления опорности конечности.

Нами предложен способ хирургического лечения пациентов с тотальным или частичным дефектом пяточной кости у пациентов с дистальной нейропатией и инфекционными осложнениями с целью восстановления опорности конечности, препятствия выполнения ампутации ввиду изменения биомеханики и распределения нагрузок на стопу из-за дефекта пяточной кости, а также возможных рецидивирующих язвенных дефектов и хронической инфекции.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение радикального устранения хирургическим путем очага деструкции костной ткани и восстановлении опороспособности стопы, длины заднего отдела стопы, а также сохранении ее функциональности за счет реконструкции ее анатомической структуры, восстановление длины и формы пяточной кости.

Указанный технический результат достигается тем, что замещение дефектов пяточной кости проводят в два этапа.

Первым этапом выполняется тщательная хирургическая обработка пяточной кости с остеонекрэктомией и иссечением нежизнеспособных тканей, резекцией в необходимом объеме кости, санацию с удалением рубцовой ткани, патологической грануляционной ткани. В зону сформировавшегося дефекта устанавливается цементный спейсер с антибиотиком, моделируя форму под контролем электронно-оптического преобразователя (ЭОП) до соответствия формы цемента замещаемому дефекту пяточной кости, интеграцию спейсера с антибиотиком. Наличие антибактериального спейсера в зоне костного дефекта способствует образованию вокруг него в течение 6-8 недель индуктивной мембраны - вне зависимости от исходной инфицированности тканей.

В случае сопутствующего язвенного дефекта выполняется его иссечение. Сформировавшийся дефект или уже имеющийся дефект мягких тканей при невозможности закрытия спейсера местными тканями закрывается кровоснабжаемым комплексом тканей (лоскутом на сосудистой ножке или свободным полнослойным лоскутом на сосудистой ножке), с последующим наложением аппарата наружной фиксации для защиты лоскута и его сосудистой ножки от возможного сдавления и фиксацией стопы в функционально выгодном положении. В послеоперационном периоде проводится компьютерная томография оперированного сегмента, по результатам которой моделируется и изготавливается индивидуальный 3D-имплант из пористого титана, полностью соответствующий размерам имплантированного спейсера. На этапе моделирования импланта производится ориентация отверстий для винтов, фиксирующих имплант к пяточной кости, или при ее тотальном дефекте к таранной кости. Поверхности импланта шлифуются за исключением поверхности, контактирующей с костью, оставляя ее пористой что способствует улучшению интеграции костной ткани в титановый имплант. Второй этап проводится через 8 недель после формирования индуцированной мембраны по Masquelet (Masquelet AC, Begue Т. The concept of induced membrane for reconstruction of long bone defects. Orthop Clin North Am. 2010 Jan; 41(1):27-37). В случае выполнения замещения дефекта мягких тканей лоскутом, второй этап выполняется через 3-4 месяца. Цементный спейсер удаляют таким образом, чтобы не повредить мембрану, и на его место устанавливают титановый 3D-имплант. Выполняется фиксация импланта винтами к кости. Ушивание раны послойно. Иммобилизация осуществляется посредствам гипсовой лонгеты до момента снятия швов.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом:

Первым этапом проводится ревизия, выполняется удаление рубцовой ткани, патологических грануляций, резекция пяточной кости до здоровой кости. При наличии сопутствующего язвенного дефекта проводится его иссечение. При обнажении суставных поверхностей таранной и кубовидной костей выполняется резекция хряща с их поверхностей. В зону очага укладывается цементный спейсер с антибиотиком, моделируя таким образом, чтобы восполнить дефект пяточной кости. В случае наличия дефекта мягких тканей проводится одноэтапное его закрытие при помощи несвободных или свободных комплексов тканей и наложение аппарата наружной фиксации для предотвращения сдавливания лоскута и его сосудистой ножки, фиксации стопы в функционально выгодном положении. Если закрытие дефекта не выполнялось, используется гипсовая лонгета до момента снижения отека и снятия швов (в среднем около 4 недель). В послеоперационном периоде проводится компьютерная томография оперированного сегмента, по результатам которой моделируется и изготавливается индивидуальный 3D-имплант из пористого титана, полностью соответствующий размерам имплантированного спейсера с целью избежания формирования дефицита или профицита мягких тканей. На этапе моделирования импланта производится ориентация отверстий для винтов, фиксирующих имплант к пяточной кости или при ее тотальном дефекте к таранной кости. Поверхности импланта шлифуются за исключением поверхности, контактирующей с костью, оставляя ее пористой, что способствует улучшению интеграции костной ткани в титановый имплант. Следующий этап проводится через 8 недель после формирования индуцированной мембраны, а в случае выполнения закрытия дефекта мягких тканей - через 4 месяца для адаптации кровоснабжения лоскута и развития его коллатералей. Цементный спейсер удаляют таким образом, чтобы не повредить мембрану, и на его место устанавливают титановый 3D-имплант. Выполняется фиксация импланта винтами к кости.

Ушивание раны проводят послойно. Иммобилизация осуществляется посредствам гипсовой лонгеты до момента снятия швов. Осевая нагрузка исключается полностью в течение 2 месяцев с момента операции. В послеоперационном периоде проводятся этапные рентгенологические контроли с интервалом 1,5 месяца для оценки интеграции костной ткани в имплант и решения вопроса о возможности дозирования осевой нагрузки на конечность. В последующем пациентам показано использование индивидуальной ортопедической обуви.

Предлагаемый способ поясняется клиническим примером.

ПРИМЕР

Пациентка К. 43 года. В анамнезе спина бифида. На фоне дистальной нейропатии сформировался язвенный дефект заднего отдела стопы с вовлечением пяточной кости. 4 раза проводились остеонекрэктомии пяточной кости в мед. учереждениях по месту жительства. В 2022 году в центре хирургии стопы и диабетической стопы ГКБ им. С.С. Юдина выполнен первый этап - остеонекрэктомия пяточной кости с заполнением дефекта пяточной кости антибактериальным спейсером и пластикой раны местными тканями. После проведенного оперативного вмешательства была выполнена компьютерная томография правой стопы. По данным КТ сегментирована модель дефекта и изготовлен имплант из пористого титана. Через 2 месяца планово спейсер был удален, замещен имплантом из пористого титана с остеосинтезом винтами.

Пример поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлена рентгенограмма пяточной кости с дефектом, на фиг. 2 - рентгенограмма после замещения цементным спейсером; на фиг. 3 - рентгенограмма после установки импланта в двух проекциях.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для оперативного лечения тотальных и субтотальных дефектов пяточной кости. Осуществляют резекцию пяточной кости в необходимом объеме и в сформировавшийся дефект устанавливают цементный спейсер. В послеоперационном периоде выполняют компьютерную томографию оперированного сегмента, по результатам которой изготавливают индивидуальный 3D-имплант из пористого титана. Затем спейсер удаляют и осуществляют установку в зону дефекта индивидуального 3D-импланта с винтовой фиксацией. Способ обеспечивает радикальное устранение хирургическим путем очага деструкции костной ткани и восстановление опороспособности стопы, длины заднего отдела стопы, а также сохранение ее функциональности за счет реконструкции ее анатомической структуры, восстановление длины и формы пяточной кости. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 пр.

1. Способ замещения тотальных и субтотальных дефектов пяточной кости у пациентов с остеомиелитом, возникшем на фоне нейропатии, заключающийся в двухэтапном замещении дефекта пяточной кости, включающим на первом этапе резекцию деформированной, деструктивно измененной и пораженной гнойным процессом кости, санацию зоны диастаза с удалением рубцовой ткани, патологической грануляционной ткани, интеграции цементного спейсера, соответствующего имеющемуся дефекту пяточной кости, при этом в послеоперационном периоде проводят компьютерную томографию оперированного сегмента с созданием 3D модели имплантируемого спейсера, на основе которого изготавливают индивидуальный 3D-имплант из пористого титана, соответствующего размерам спейсера, и последующем удалением спейсера на втором этапе оперативного вмешательства, замещением его индивидуальным 3D-имплантом из пористого титана с проведением фиксации импланта винтами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наличии мягкотканого дефекта производят его закрытие полнослойным лоскутом.