Журнал «Травма» Том 21, №1, 2020

Вступ

Останнім часом високотехнологічний остеосинтез набув значної популярності серед травматологів і населення, за частотою використання він вийшов на перше місце. Стабільний остеосинтез створює умови для жорсткої репозиції кісткових відламків і ранньої рухової активності хворих. Оперативний метод, на перший погляд, більш ефективний, не потребує тривалого постійного нагляду за пацієнтом у післяопераційному періоді. Але застосування нових, сучасних фіксаторів не завжди забезпечує зрощення кісткових відламків.

 Відсутність ґрунтовного аналізу, концептуального мислення при плануванні операції остеосинтезу відламків не дозволяє розібратися в гносеології впливу доопераційних, операційних і післяопераційних факторів загоєння переломів, не дає можливості з’ясувати вплив фіксатора на регенерацію кісткових фрагментів у просторовому й часовому вимірі, пов’язати наслідок фіксації з багатьма чинниками, що її визначають.

Оперативне лікування діафізарних переломів (ДП) може мати позитивний результат за умови глибокого знання біології кістки й оточуючих тканин, процесу зрощення фрагментів, урахування біомеханіки взаємодії «фіксатор — кістка», елементів, що їх визначають, формування кісткової мозолі з позицій системного підходу [2, 5, 13, 30].

Мета дослідження: визначити вплив доопераційних, операційних і післяопераційних факторів на репаративну регенерацію на основі системного концептуального аналізу сучасних оперативних методик лікування ДП.

Матеріали та методи

Проведено біомеханічні, рентгенологічні, морфологічні дослідження, вивчено літературні дані про перебіг репаративної регенерації (РР) і її розладів при оперативному лікування ДП [1, 5]. Отримані результати лягли в основу концептуальної моделі перебігу цих процесів (рис. 1). Ця модель створена при застосуванні системного (найбільш досконалого) аналізу щодо виявлення гносеологічних основ і причин, які дають цілісне уявлення про порушення репаративної регенерації при ДП і враховують можливі фактори впливу на неї. Системний аналіз дозволив проаналізувати фактори, що впливають на зрощення перелому, розробити запобіжні заходи й передбачити можливі ускладнення. Це найбільш прогресивна методологія наукового дослідження, що розглядає елементи й підсистеми у взаємозв’язку, орієнтованому на досягнення кінцевої мети [5, 30].

Добрі результати остеосинтезу можливі за умови ґрунтовного доопераційного планування, правильного ведення доопераційного періоду, наявного власного клінічного досвіду, знання багатьох простих, на перший погляд, факторів, дотримання техніки оперативного втручання, правильного ведення післяопераційного періоду [21]. Усе це має великий вплив на кінцевий результат лікування, який значною мірою залежить від сучасного стану технічного забезпечення [2, 7], а проблеми РР ДП, що виникають, вимагають правильного розуміння шляхів їх оптимізації.

Результати та обговорення

При розгляді оперативного методу як системи нами виділені й детально проаналізовані доопераційні, операційні і післяопераційні фактори впливу на репаративний остеогенез при переломі. Позитивний результат лікування ДП може забезпечити правильне розуміння суті можливих розладів репаративної регенерації, механізму дії на них багатьох елементів, різних рівнів, що формують систему, а також застосування адекватної комплексної лікувальної тактики зі спостереженням у часі за станом кістки в ділянці пошкодження [10, 12]. Причин, що призвели до порушення РР, у кожного окремо взятого пацієнта, як правило, буває декілька, вони взаємопов’язані й вимагають правильного розуміння шляхів їх оптимізації [2–4].

Приступаючи до лікування ДП, хірург повинен виробити правильну тактику, дотримуватись усіх деталей обраної методики. Проведення закритої репозиції має бути біомеханічно обґрунтованим, вона має проводитись технічно правильно. Часта зміна методів лікування посилює тяжкість пошкоджень м’яких тканин і кістки. У свою чергу, множинні переломи, тяжка соматична патологія (діабет, судинні захворювання, онкохвороби, порушення імунітету й обміну речовин) також ускладнюють результати лікування. У запобіганні незрощенню відламків при ДП велике значення в доопераційному періоді мають діагностика й лікування пошкоджень м’яких тканин (МТ). Порушення трофіки пошкодженого сегмента, його значний і тривалий набряк також призводять до розвитку дисрегенерації. Передбачається, що ургентне оперативне втручання дозволяє покращити результати лікування, рання репозиція фрагментів сприяє нормалізації кровопостачання в ділянці перелому [13]. Важливу роль у запуску регенеративного процесу кістки відіграє посттравматичне запалення в зоні перелому [18, 24].

При високоенергетичній травмі страждають м’які тканини, відбуваються мікросудинні й клітинні пошкодження в зоні перелому, тому остеосинтез заглибними металоконструкціями треба відстрочити на 2–3 тижні. У таких випадках віддають перевагу апаратам для позавогнищевої фіксації, вони найменш травматичні, на другому місці — блокуючі інтрамедулярні стрижні. При нормалізації стану МТ пошкодженого сегмента використовують накісткові пластини [6, 17, 19, 25, 28].

Практика показує, що далеко не завжди хірург-травматолог, плануючи остеосинтез, усвідомлює, чим обумовлений вибір фіксатора в конкретному випадку і на який результат можна очікувати [2, 26, 29]. Досить часто лікар передусім орієнтується на механічні, фіксаційні можливості конструкції. Вибір фіксатора при ДП повинен бути строго диференційованим, слід враховувати всі індивідуальні особливості даного пацієнта й ґрунтуватися на наріжних принципах травматології: анатомічна репозиція, стабільна фіксація, максимальне збереження кровопостачання, рання активізація [20]. Особливе значення має врахування характеру лінії перелому. Обраний фіксатор повинен забезпечити стабільну фіксацію відламків, безіммобілізаційне ведення пацієнтів у післяопераційному періоді, що покращує кінцевий результат [20]. Нехтування факторами, що впливають на РР, не сприяє зрощенню фрагментів [19, 27, 28]. Міцність конструкції фіксатора розрахована на певну кількість циклів навантаження, після чого відбувається його злам. Мета лікування полягає в досягненні зрощення кісткових відламків ще до того, як це відбудеться [6, 34].

Важливо усвідомити, що можливості всіх засобів остеосинтезу реалізуються на стику відламків. Саме тут відбуваються складні біологічні процеси, від яких залежить перебіг РР. Конкретний перелом має свій теоретично розрахований мінімальний строк зрощення фрагментів. Основна задача остеосинтезу — це створення умов, що гарантують максимально можливу швидку консолідацію фрагментів [6, 15, 22, 33]. Хірургічні технології направлені на вдосконалення лікування переломів кісток, сенс їх використання полягає в скороченні різниці між можливим і реальним строком зрощення відламків.

Проблемою накісткового контактного остеосинтезу є недосконалість принципів фіксації — притискання пластини до кістки, проведення гвинтів в одній площині, відсутність взаємодії «пластина — гвинт» і, як результат, відсутність стабільної конструкції «фіксатор — кістка». Виникають сили, що при косопоперечному переломі з боку накладеної пластини сприяють компресії фрагментів, з протилежного боку від пластини діють сили, спрямовані на дистракцію. Репаративний процес відбувається із затримкою через посилення лізису кістки під пластиною і навколо гвинтів. При одноплощинному проведенні гвинтів це призводить до зниження стабільності остеосинтезу, посилення періостальної реакції [5]. Результатом остеосинтезу може бути зрощення фрагментів, дисрегенерація призводить до псевдоартрозу через можливі переломи гвинтів, пластини, відхід пластини від кістки. При первинному зрощенні ймовірна рефрактура після зняття пластини.

Остеосинтез повноконтактною накістковою пластиною передбачає тривале стабільне знерухомлення відламків, первинне їх зрощення при анатомічній репозиції, без утворення періостальної мозолі, що, власне, розробники системи АО і вважали основною перевагою остеосинтезу повноконтактними накістковими пластинами. Але внаслідок резорбції кістки навколо гвинтів порушуються біомеханічні умови стабільності остеосинтезу, пластина обростає кістковою мозолею, відбувається вторинне зрощення фрагментів. Часто фіксатори для контактного остеосинтезу не забезпечують створення стабільної конструкції «фіксатор — кістка» й оптимальних умов для перебігу РР [2, 4]. У таких умовах для запобігання розвитку несправжнього суглоба може застосовуватись введення в зону перелому стовбурових мезенхімальних клітин або автологічного кісткового мозку (АКМ), створення додаткової лікувальної іммобілізації з подовженням строку до початку навантаження [1, 13, 14, 32].

В останніх роботах Г.А. Ілізаров (1993) експериментально довів, що в певних умовах кістковий мозок діафіза проявляє виключно високу остеогенну активність. Він продукує повноцінну кісткову тканину в короткі строки й у великому обсязі з надлишком [10].

Ми маємо власний досвід застосування АКМ у комплексному оперативному лікуванні 32 хворих із незрощеннями й несправжніми суглобами діафіза довгих кісток, що свідчить про його виражену оптимізуючу роль у РР ДП. Так, у всіх 32 хворих відбулося зрощення кісткових фрагментів і відновлення працездатності. Пересадку АКМ у пацієнтів здійснювали 1–3 рази в міжфрагментарну зону під рентгенологічним конт-ролем або під контролем електронно-оптичного перетворювача [1, 2].

При ранньому значному навантаженні після остеосинтезу накістковою пластиною посилюється лізис кістки навколо фіксуючих гвинтів, що веде до дестабілізації фрагментів. Продовження дії зовнішньої сили сприяє переходу мікрорухомості в макропереміщення фрагментів, їх дестабілізації [4, 16, 18]. Через одноплощинну фіксацію, відсутність елемента взаємодії «пластина — гвинт» не можна протидіяти такому переходу. Практика показала, що з цим успішно справляються засоби для малоконтактного багатоплощинного остеосинтезу (МБО) [5]. Вони дозволяють обрати найбільш оптимальну конструкцію для конкретного перелому й відповідно до цього програмувати жорсткість фіксації. Фіксатори для МБО забезпечують травматологу більшу свободу вибору і дій. Накісткові контактні пластини вимагають більш уважного ставлення при проведенні оперативного втручання і в післяопераційному періоді, добрий результат можливий за відсутності значного тривалого навантаження на прооперовану кінцівку. Дозоване навантаження, післяопераційна мікрорухомість призводять до розвитку періостальної мозолі, стабільність кісткового сегмента зростає. Значне передчасне навантаження веде до дисрегенерації і може скінчитись зламом пластини та розвитком псевдоартрозу. У доступній нам літературі ми знайшли мало інформації про величину мікрорухомості відламків (МРВ) залежно від способу фіксації, дії зовнішньої сили [5, 24, 35].

Використання нових технологій і техніки заглибного металоостеосинтезу через допущені погрішності у вигляді нестабільної фіксації, малої площі контакту кінців відламків, а також виникаючі інфекційні ускладнення теж призводить до порушення РР [7, 29]. Важливими складовими сучасної концепції АО є відновлення довжини зламаної кістки, осьових співвідношень, усунення ротації, натомість анатомічна репозиція окремих фрагментів не обов’язкова [2, 6, 16, 25, 36]. Оперативне втручання найбільш оптимально здійснювати із застосуванням техніки малоінвазивного перкутанного остеосинтезу. При недотриманні вказаних принципів навіть тривала іммобілізація і повна відсутність навантаження на кінцівку не приводять до бажаних результатів. Рання функція можлива тільки після анатомічної репозиції та стабільної фіксації кісткових відламків [5, 6]. Після стабілізації невправлених фрагментів створюються умови для розвитку псевдоартрозу. Досить часто процес ускладнюється поганою васкуляризацією ділянок кістки при її скелетизації або здавлюванні серкляжами (рис. 1).

Останні 15 років травматологами активно застосовуються LCP-пластини [2, 6, 8, 34]. Проте їх застосування вимагає індивідуального підходу до якості анатомічної репозиції фрагментів. Наявність незначної щілини між ними при блокуванні МРВ призводить до порушення РР. Незважаючи на проведення численних дорогих майстер-класів, кількість таких ускладнень значна. Основна причина цього — нехтування золотим правилом остеосинтезу LCP-пластинами: спочатку репонуй, а потім стабілізуй. За відсутності анатомічної репозиції відламків їх зрощення можливе при значній робочій довжині пластини біля перелому, не заповненої фіксаційними гвинтами. Це забезпечує певну МРВ, що оптимізує перебіг РР, зрощення перелому. У цілому еластичність фіксатора повинна наближатися до еластичності кістки [4]. На стадії ремоделювання регенерату, при формуванні пластинчастої кістки фіксатор має сприяти структуризації кісткової мозолі через створення навантаження на кінцівку. Отже, певною мірою можна впливати на характер розміщення кісткових балок, тип зрощення. Головна задача оперуючого травматолога — індивідуальний вибір оптимального фіксатора для кожного пацієнта залежно від типу пошкодження м’яких тканин, виду перелому, що забезпечить оптимальні умови перебігу РР [17, 22].

У нормі кістка виконує функцію опори, має внутрішні напруження, що переводять зовнішні навантаження в енергію біомеханічних реакцій, гідродинамічні та п’єзоелектричні ефекти, які запускають і регулюють РР і зрощення відламків [7, 15, 22]. Вони орієнтують колагенові молекули вздовж силових ліній, сприяють відкладенню гідроксилапатиту, посилюють гемопоетичну активність кісткового мозку, сприяють появі пулу недиференційованих остеогенних клітин [7]. З огляду на це мета остеосинтезу — не механічне з’єднання фрагментів, а створення умов для виникнення внутрішніх напружень, що змінюються [26].

Стан внутрішнього напруження навколо перелому залежить від жорсткості й деформативності системи «фіксатор — кістка», а також від навантаження, що діє на неї. Напруження колагену, у свою чергу, пов’язане із розтягненням або стисненням, а вони — з переміщенням відламків і їх мікрорухомістю [7, 35]. Еластичність фіксації можна оцінити за величиною лінійного переміщення відламків відносно один одного. Жоден фіксатор не здатен повною мірою знерухомити кінці відламків [5, 26].

Фіксатор повинен стабілізувати відламки еластично, сила впливу фіксатора на кістку повинна викликати в ній адекватне напруження. Функція застосованого фіксатора полягає лише в протидії боковим переміщенням дистального відламка відносно проксимального при збереженні контактної передачі напруження через зону тканин, що регенерують [15, 23, 24]. Більшість внутрішніх фіксаторів блокують передачу напруження в зоні контакту відламків, тому не сприяють повноцінній РР [6, 34].

Повна жорсткість фіксації не бажана, МРВ у зоні перелому сприятливо діє на розвиток періостальної мозолі [4]. Жорстка фіксація фрагментів пластиною сповільнює процес зрощення, ослаблює кортикальну кістку [4, 6]. МРВ, що виникає при навантаженні, сприяє репаративному остеогенезу, якщо деформація є нижчою від критичного рівня для регенерату, який формується в зоні перелому [35, 36]. Об’єм утвореної кісткової мозолі залежить від величини МРВ, це відбувається за рахунок збільшення кількості остеогенних капілярів. А остеогенні капіляри, у свою чергу, перетворюються в остеобласти [22, 24].

Сучасною технологією АО є MIPO (Minimally Invasive Plate Osteosynthesis — мініінвазивний остеосинтез пластиною), що передбачає виконання операції з невеликих хірургічних доступів з мінімальною травматизацією МТ і збереженням кровопостачання кісткових відламків і зони перелому [11, 22]. Застосування довгих контактних пластин не завжди забезпечує дотримання цих принципів [25]. Відкрите введення товстих стрижнів у кістково-мозковий канал призводить до руйнування внутрішньої живильної артерії і кісткового мозку [28]. Про роль останнього в перебігу РР сказано вище [10]. У той же час відомо, що ендостальне живлення забезпечує 2/3 кортикалу діафізарної частини кістки.

Застосування блокуючого інтрамедулярного остеосинтезу (ІО) пов’язане з багатьма проблемами. Найкращий ефект від ІО спостерігається при закритому виконанні оперативного втручання із розсвердленням кісткового каналу. При цьому навколо відламків виливається кістково-мозковий детрит, що стимулює РР у разі доброго контакту між фрагментами. Відкрите здійснення ІО позбавляє цих переваг. На наш погляд, за необхідності відкритого проведення оперативного втручання дорогий блокуючий фіксатор варто замінити дешевим міцним стрижнем Кюнчера. Останній доповнюється короткою накістковою деротаційною пластиною. Це забезпечує стабільну фіксацію фрагментів, що особливо важливо для пацієнтів із низьким соціальним рівнем, значно покращує якість їхнього життя. Ми провели 17 таких оперативних втручань із позитивним віддаленим результатом. Подібна методика АО передбачає використання значно довшої деротаційної пластини, що посилює травматичність оперативного втручання. При несвіжих переломах та інтерпозиції в низці випадків хірург змушений здійснювати відкриту репозицію, виділяти кісткові відламки, порушуючи концепцію малоінвазивності. Ротаційні помилки при остеосинтезі гомілки становлять інколи до 25 % [31, 37]. Для виправлення допущених невідповідностей доводиться робити повторні травматичні оперативні втручання. Головною причиною сповільненої консолідації є також допущений діастаз між фрагментами й пізнє осьове навантаження. Для запобігання цьому через 6–8 тижнів доводиться виконувати динамізацію стрижня [12, 28]. Практика показала, що час проведення динамізації вимагає уточнення. При значному зміщенні відламків досить часто вона не дає бажаного результату. Використання тонких стрижнів пов’язане з вторинним зміщенням відламків, зламом стрижня й порушеннями РР [31, 36]. У даний час спроби покращити результати лікування блокуючим ІО породжують різноманіття виробів і способів для скріплення уламків [9].

Реабілітація пацієнта повинна проводитись з моменту надходження в стаціонар. У нашій країні цій проблемі приділяється все більше уваги. Фізіотерапію з метою м’язової реабілітації і реабілітації м’яких тканин необхідно розпочинати якомога швидше після операції і продовжувати до відновлення функції кінцівки. У післяопераційному періоді важливе значення має тромбопрофілактика. Основними причинами розвитку тромбовенозних ускладнень у пацієнтів із переломами кісток гомілки є: неадекватне планування оперативного лікування, некоректна техніка операції — значна травматизація МТ, неточна установка імпланта, розбіжності серед практикуючих лікарів щодо строків і видів профілактики тромбовенозних ускладнень [20].

Значний вплив на репаративний остеогенез поряд з оперативними факторами мають також і виділені післяопераційні фактори через допущені травматологом помилки: відсутня, недостатня або більш тривала, ніж потрібно, лікувальна іммобілізація; передчасне, надмірне або пізнє навантаження. При стабільній фіксації, особливо із застосуванням інтрамедулярних блокуючих фіксаторів і LCP-пластин, додаткова фіксація, як правило, не потрібна. При прийнятті рішення щодо функціонального навантаження на хвору кінцівку повинна бути врахована стабільність фіксації фрагментів. Відсутність протидії вторинному зміщенню фрагментів при недостатній жорсткості остеосинтезу також веде до розладів РР. Таку протидію достатньою мірою забезпечують фіксатори для МБО [5].

Приступаючи до стабілізації конкретного перелому, травматолог повинен врахувати багато факторів, що визначають перебіг РР. Зміна принципів остеосинтезу переломів, сформованих стереотипів без побудови концептуальних моделей породжує помилки й похибки, що негативно впливають на перебіг РР і кінцевий результат лікування. Сучасні знання постійно доповнюються все новими уявленнями про роль репозиції, оперативної фіксації і функції в лікуванні ДП і відіграють велику роль у реабілітації пацієнтів.

Висновки

Концептуальне моделювання РР при оперативному лікуванні ДП дає розуміння біології процесу загоєння перелому. При плануванні оперативного втручання, виборі фіксатора для конкретного перелому повинен проводитися системний аналіз факторів впливу на зрощення фрагментів. Високотехнологічні засоби для остеосинтезу ДП повинні застосовуватись із дотриманням особливостей існуючих методик сучасного остеосинтезу та створенням необхідних умов оптимального ведення післяопераційного періоду. Аналіз факторів впливу на РР при оперативному лікуванні ДП має велике значення щодо передбачення їх можливих розладів і ускладнень. Тільки усвідомлений, концептуальний аналіз усіх факторів, що впливають на процес зрощення кістки, може бути гарантією успіху.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.