Резюме
Актуальність. Біореконструкція довгих кісток займає важливе місце серед усіх хірургічних методик, що спрямовані на заміщення післярезекційних дефектів довгих кісток у разі їх пухлинного ураження. Поєднання сегментарної кісткової алопластики та металевих конструкцій, що фіксують імплантат, дозволяє застосовувати пацієнтові ранню реабілітацію та швидке відновлення функції ураженої кінцівки. Для отримання стабільної фіксації, що забезпечує умови ефективної остеорепарації, між алотрансплантатом і кісткою реципієнта застосовуються різні види остеотомій. Найбільш поширена поперечна остеотомія, але в разі її використання спостерігаються такі ускладнення, як порушення процесів остеорепарації в зоні контакту алоімплантата та кістки реципієнта. Східцеподібна остеотомія має низку переваг перед іншими видами, але вона складна в застосуванні. Мета дослідження — розробити універсальний інструмент для виконання східцеподібної остеотомії в разі алопластики сегментарних дефектів довгих кісток. Матеріали та методи. Розроблено інструмент — універсальний шаблон для виконання східцеподібної остеотомії, застосування якого дозволяє робити ідентичні «сходинки» в кістці реципієнта та кістковому сегментарному алоімплантаті та найбільш щільно їх зіставити між собою. Проведена апробація застосування розробленого інструмента. Результати. Дані методики застосовували в 17 пацієнтів із пухлинами кісток. Медіана термінів спостереження за пацієнтами після закінчення лікування становила 16,2 [9,2; 50,7] міс. Середній показник шкали MSTS для усіх пацієнтів (n = 17) становив 22,3 ± 2,8 (19–27) бала. Статевий розподіл незначно впливав на функціональний результат лікування: у чоловіків (n = 7) MSTS — 23,1 ± 2,3 бала, у жінок (n = 10) MSTS — 21,7 ± 3,1 бала. У пацієнтів з остеосаркомою (n = 7) функціональні результати становили 21,6 ± 2,8 бала (від 19 до 27). Розроблений універсальний інструмент можна застосовувати в різних ситуаціях (різного розміру довгі кістки, різного розміру «сходинки» для східцеподібної остеотомії). На наш погляд, це має більш виражений економічний ефект. Наведені клінічні приклади застосування сегментарних кісткових алоімплантатів у разі післярезекційних дефектів довгих кісток. Висновки. Успіх застосування сегментарної кісткової алопластики кісток залежить від багатьох факторів, а головне — від правильно обраних показань до цього методу лікування. Східцеподібна остеотомія кісток дозволяє отримати стабільну та щільну фіксацію між кістками та отримати найкращі умови для остеорепарації в разі кісткової алопластики. Розробка та застосування універсального інструмента для східцеподібної остеотомії дозволяють виконати найбільш точну резекцію кісток та зменшити час проведення оперативного втручання, що може впливати на покращення результатів хірургічного лікування онкологічних пацієнтів.
Background. Bioreconstruction of long bones occupies an important place among all surgical techniques aimed at replacing post-resection defects of long bones in case of a tumor. The combination of segmental bone alloplasty and metal structures fixing the implant allows for the early rehabilitation of a patient and restoring the function of the affected limb. Various types of osteotomies are used to obtain stable fixation that provides conditions for effective osteoreparation between the allograft and the recipient’s bone. Transverse osteotomy is the most common, but its use causes complications such as disruption of osteoreparation processes in the area of contact between the alloimplant and the recipient’s bone. The step-cut osteotomy has a number of advantages over other types, but it is difficult to use. The purpose of the study is to develop a universal tool for performing step-cut osteotomy in case of alloplasty of segmental defects of long bones. Materials and methods. A tool has been developed — a universal template for performing step-cut osteotomy the use of which allows you to make identical “steps” in the bone of the recipient and the bone segmental alloimplant and to compare them most closely. Approbation of the developed tool was carried out. Results. These methods were used in 17 patients with bone tumors. The median period of follow-up was 16.2 [9.2; 50.7] months. The average score on the Musculoske-letal Tumor Society (MSTS) system for all patients (n = 17) was 22.3 ± 2.8 (19–27) points. The gender distribution slightly influenced the functional outcome of treatment: in men (n = 7), MSTS score was 23.1 ± 2.3 points, in women (n = 10) — 21.7 ± 3.1 points. In patients with osteosarcoma (n = 7), the functional results were assessed as 21.6 ± 2.8 points (from 19 to 27). The developed universal tool can be used in different situations (long bones of different sizes, “steps” of different size for step-cut osteotomy). In our opinion, this has a more pronounced economic effect. Clinical examples of using segmental bone alloimplants in case of post-resection defects of long bones are presented. Conclusions. The success of using segmental bone alloplasty depends on many factors, mainly on correctly selected indications for the use of this treatment method. The step-cut osteotomy allows to obtain a stable and dense fixation between the bones and the best conditions for osteoreparation in case of bone alloplasty. The development and application of a universal tool for step-cut osteotomy allows performing the most accurate bone resection and reduce the time of surgical intervention, which can affect the improvement of treatment outcomes in cancer patients.
Вступ
Видалення пухлин та заміщення післярезекційних дефектів довгих кісток — важливе завдання, що постає перед хірургом у разі лікування пацієнтів із пухлинами кісток. Вибір методу та матеріалу для заміщення дефекту кістки залежить від багатьох факторів [1]. Одними з найбільш важливих факторів є швидке відновлення функції ураженої кінцівки та максимальна довговічність матеріалу, який заміщує кістку. Тому біореконструкція довгих кісток займає важливе місце серед усіх хірургічних методик [2, 3]. Поєднання сегментарної кісткової алопластики та металевих конструкцій, що фіксують імплантат, дозволяє застосовувати ранню реабілітацію та швидке відновлення функції ураженої кінцівки [4]. Для отримання стабільної фіксації, що забезпечує умови ефективної остеорепарації між алотрансплантатом і кісткою реципієнта, було удосконалено різні види остеотомій і вивчалися їх особливості [5–7]. Найбільш часто застосовується поперечна остеотомія (рис. 1а). При її виконанні важливим є точне співвідношення діаметрів алотрансплантата й кістки реципієнта. Однак у разі її використання спостерігається більший ризик розвитку незрощення, ніж при інших видах остеотомій. Для збільшення площі контакту між алотрансплантатом і кісткою реципієнта використовується коса остеотомія (не менше від 2 см), але вона має великий ризик розвитку нестабільності з’єднання кісток (рис. 1б). З метою збільшення стабільності в досліджуваній зоні й досягнення кращого зрощення запропонована step-cut (східцеподібна) остеотомія (рис. 1г). Цей вид остеотомії також запобігає розвитку ротаційної нестабільності. Ця остеотомія технічно складна у виконанні й передбачає досягнення адекватного і щільного контакту між алотрансплантатом і кісткою реципієнта [7]. Як варіант східцеподібної остеотомії B.M. Cascio (2003) та співавтори розробили сигмоподібну (S) остеотомію, яка передбачала найбільш щільний контакт між кісткою реципієнта та алотрансплантатом (рис. 1в) [8].
/37.jpg)
Нами було вдосконалено та розроблено методики кісткової алопластики дефектів довгих кісток та алокомпозитного ендопротезування в разі хірургічного лікування хворих із пухлинами довгих кісток. Мета даних розробок полягає в біореконструкції довгої кістки, що уражена пухлиною, у підвищенні міцності та довговічності фіксації ендопротеза, зниженні ризику перипротезного перелому у віддаленому періоді, зниженні ризику розвитку порушень репаративних процесів у зоні контакту кісткового алоімплантата та кістки реципієнта та створенні умов для відновлення функції опори та ходи нижніх кінцівок та функції верхніх кінцівок в найкоротші терміни.
Мета дослідження — розробити універсальний інструмент для виконання східцеподібної остеотомії в разі алопластики сегментарних дефектів довгих кісток.
Матеріали та методи
Гістологічним, біомеханічним, математичним методами дослідження, що були проведені в наших попередніх роботах, доведена ефективність застосування східцеподібної остеотомії кісткового алоімплантата та кістки реципієнта та додаткового виконання кісткової автопластики для досягнення найкращих умов для репаративного процесу та найбільшої міцності кісток у зоні їх з’єднання [9, 10].
Зважаючи на ці дані, нами було розроблено інструмент — універсальний шаблон для виконання східцеподібної остеотомії, застосування якого дозволяє робити ідентичні «сходинки» в кістці реципієнта та кістковому сегментарному алоімплантаті та найбільш щільно їх зіставити між собою. Цей шаблон розроблений так, що має можливість регулювати ширину та довжину «сходинки», тому він може бути застосований на різних ділянках різних довгих кісток. Розроблений інструмент поданий на рис. 2.
/38.jpg)
У разі видалення пухлини en block утворюється післярезекційний дефект довгої кістки. Розроблений інструмент застосовується на кістці реципієнта та дзеркально — на сегментарному кістковому алоімплантаті з однаковими параметрами (ширина та довжина «сходинок»). Після виконання східцеподібної остеотомії ці кістки щільно зіставляються між собою та фіксуються будь-якою металевою конструкцією, що обирається заздалегідь залежно від локалізації пухлини. Методики алопластичного заміщення дефектів довгих кісток нами були удосконалені та розроблені і розглянуті в попередніх публікаціях [11].
У разі локалізації пухлинного вогнища в метаепіфізах довгих кісток показане заміщення післярезекційного дефекту алокомпозитним ендопротезом (сегментарним алоімплантатом, що фіксований із кісткою реципієнта через східцеподібну остеотомію, та додатковим імплантуванням кісткових автоімплантатів у зону контакту кісток, а також індивідуальним ендопротезом). У разі локалізації пухлини в діафізі довгої кістки застосовується сегментарний кістковий алоімплантат, що фіксований із кісткою реципієнта через східцеподібну остеотомію (з обох сторін — проксимально та дистально), автокістковим трансплантатом, що введений інтрамедулярно та фіксований пластиною. У разі локалізації вогнища в дистальному відділі великогомілкової кістки можливе використання двох методик сегментарної кісткової алопластики: артикулюючого кісткового алоімплантата або формування надп’ятково-гомілкового артродеза з фіксацією інтрамедулярним стрижнем, що блокується, а також фіксація алоімплантатів із кісткою реципієнта через східцеподібну остеотомію та додатковою пластикою в дану зону автотрансплантатів. Вибір форми кісткового алоімплантата — артикулюючого або без збереження суглобової поверхні для формування артродезу залежить від довжини дефекту кістки. У разі великих розмірів алоімплантатів перевага надається артродезуючій операції (рис. 3).
/38_2.jpg)
Результати та обговорення
Ці методики застосовували в 17 пацієнтів із пухлинами кісток. Медіана термінів спостереження за пацієнтами після закінчення лікування становила 16,2 [9,2; 50,7] міс.
Середній показник шкали MSTS для усіх пацієнтів (n = 17) становив 22,3 ± 2,8 (19–27) бала.
Статевий розподіл незначно впливав на функціональний результат лікування: у чоловіків (n = 7) MSTS — 23,1 ± 2,3 бала, у жінок (n = 10) MSTS — 21,7 ± 3,1 бала.
У пацієнтів з остеосаркомою (n = 7) функціональні результати становили 21,6 ± 2,8 бала (від 19 до 27).
Наводимо клінічні приклади хірургічних методик із застосуванням кісткової сегментарної алопластики дефектів довгих кісток у разі використання універсального інструмента для східцеподібної остеотомії.
Клінічний приклад 1
До клініки ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України» надійшов пацієнт Д., 32 років, зі скаргами на біль, на наявність пухлинного утворення в дистальному відділі лівої гомілки. У результаті комплексного обстеження (клінічне, рентгенологічне (рис. 4), патоморфологічне дослідження біопсійного матеріалу) встановлено діагноз: хондросаркома дистального відділу лівої великогомілкової кістки T2N0M0, II ст., II клінічної групи.
Враховуючи встановлений діагноз, згідно з протоколами лікування цієї нозології пацієнту було проведене оперативне втручання: видалення пухлини en block, заміщення післярезекційного дефекту н/3 лівої великогомілкової кістки сегментарним алоімплантатом, артродез лівого надп’ятково-гомілкового суглоба (рис. 5, 6). Артродезуюче втручання було обране у зв’язку з близьким розташуванням пухлини до суглобової поверхні. Додатково в зону алопластики були введені кісткові автотрансплантати.
Післяопераційний період пройшов без ускладнень, рана загоїлася первинним натягом. Проводилася іммобілізація лівого надп’ятково-гомілкового суглоба гіпсовою пов’язкою з металевим стременом та майже повним осьовим навантаженням лівої нижньої кінцівки протягом 5 місяців.
Через 5 місяців на рентгенограмах спостерігали зрощення кісткового алоімплантата та кістки реципієнта, а також анкілоз надп’ятково-гомілкового суглоба (рис. 7).
Пацієнт ходить без додаткової опори, загальний термін спостереження становить 1 рік, ознак місцевого рецидиву або віддалених метастазів не виявлено.
Клінічний приклад 2
Пацієнтка К., 58 років, надійшла в клініку зі скаргами на біль у діафізарній частині лівої стегнової кістки. З анамнезу відомо, що пацієнтка хворіє на рак щитоподібної залози близько року, із приводу чого проходила комплексне лікування (хірургічне та поліхіміотерапевтичне). За результатами комплексного обстеження встановлений діагноз: метастатичне ураження діафіза лівої стегнової кістки, рак щитоподібної залози T2N0M1 (in oss) IV ст. Враховуючи наявність солітарного вогнища метастазу (рис. 8), прийняте рішення виконати радикальне оперативне втручання: видалення пухлини en block, широка, сегментарна резекція, заміщення післярезекційного дефекту діафіза лівої стегнової кістки сегментарним кістковим алоімплантатом із фіксацією інтрамедулярним блокуючим стрижнем.
Виконано оперативне втручання (рис. 9). Післяопераційний період проходив без ускладнень. Пацієнтка почала навантажувати прооперовану нижню кінцівку з перших днів після операції, користуючись ходунками.
Через 1 місяць хвора ходила без додаткової опори. Через рік після операції на рентгенограмах лівого стегна відзначаються ознаки консолідації в зонах контакту алоімплантата та кістки реципієнта (рис. 10). Ознак продовження пухлинного процесу не спостерігається.
На сучасному етапі поширеними стали технології 3D-принтінгу, які дозволяють за даними КТ-дослідження роздруковувати різні імплантати та індивідуальні інструменти (у тому числі й інструменти для проведення остеотомій) [12, 13]. Ця технологія має багато переваг за рахунок того, що всі імплантати та інструменти виготовляються індивідуально для конкретного пацієнта та враховуються особливості дефекту кістки, розміри кістки тощо. Нами було прийняте рішення розробити саме універсальний інструмент, який можна було б застосовувати в різних ситуаціях (різного розміру довгі кістки, різного розміру «сходинки» для східцеподібної остеотомії). На наш погляд, це має більш виражений економічний ефект.
Таким чином, застосування інструментів для остеотомії в разі виконання оперативних втручань із видалення пухлин та заміщення післярезекційних дефектів довгих кісток сегментарними кістковими алоімплантатами дозволяє значно скоротити час операції та покращити техніку хірургічного втручання.
Висновки
1. Біореконструктивні методики хірургічного лікування пацієнтів із пухлинами довгих кісток мають великі переваги перед методиками, у яких застосовуються штучні матеріали для пластики дефектів кісток.
2. Успіх застосування сегментарної кісткової алопластики кісток залежить від багатьох факторів, а головне — від правильно визначених показань до цього методу лікування.
3. Східцеподібна остеотомія кісток дозволяє досягти стабільної та щільної фіксації між кістками та отримати найкращі умови для остеорепарації в разі кісткової алопластики.
4. Розробка та застосування універсального інструмента для східцеподібної остеотомії дозволяють виконати найбільш точну резекцію кісток та зменшити час проведення оперативного втручання, що може впливати на покращення результатів хірургічного лікування онкологічних пацієнтів.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.
Отримано/Received 03.07.2022
Рецензовано/Revised 15.07.2022
Прийнято до друку/Аccepted 24.07.2022
Список литературы
1. Sohn H.S., Oh J.K. Review of bone graft and bone substitutes with an emphasis on fracture surgeries. Biomaterials Research. 2019. 23.9. DOI: https://doi.org/10.1186/s40824-019-0157-y
2. Perez J.R., Jose J., Mohile N.V. et al. Limb salvage reconstruction: Radiologic features of common reconstructive techniques and their complications. Journal of Orthopaedics. 2020. 21. 183-91. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jor.2020.03.043
3. Gautam D., Arora N., Gupta S., George J., Malhotra R. Megaprosthesis versus allograft prosthesis composite for the management of massive skeletal defects: a meta-analysis of comparative studies. Current reviews in Musculoskeletal Medicine. 2021. 14(3). 255-70. DOI: https://doi.org/10.1007/s12178-021-09707-6
4. Gharedaghi M., Peivandi M.Т., Mazloomi M., Shoorin H.R., Hasani M., Seyf P., Khazaee F. Evaluation of clinical results and complications of structural allograft reconstruction after bone tumor surgery. The Archives of Bone and Joint Surgery. 2016. 4(3). 236-42. Retrieved from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27517069/
5. Biau D.J., Larousserie F., Thévenin F., Piperno-Neumann S., Anract P. Results of 32 allograft-prosthesis composite reconstructions of the proximal femur. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2010. 468(3). 834-845. https://doi.org/10.1007/s11999-009-1132-z
6. Bloebaum R.D., Merrell M., Gustke K., Simmons M. Retrieval analysis of a hydroxyapatite-coated hip prosthesis. Clinical Orthopaedics and Related Research. 1991. 267. 97-102.
7. Rogers B.A., Sternheim A., Backstein D., Safir O., Gross A.E. Proximal femoral allograft for major segmental femoral bone loss: A systematic literature review. Advances in Orthopedics. 2011. 257572. https://doi.org/10.4061/2011/257572
8. Cascio B.M., Thomas K.A., Wilson S.C. A Mechanical Comparison and Review of Transverse, Step-Cut, and Sigmoid Osteotomies. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2003. 411. 296-304. https://doi.org/10.1097/01.blo.0000069895.31220.e8
9. Вирва О.Е., Головіна Я.О., Малик Р.В., Даніщук З.М., Нікольченко О. Експериментально-гістологічне дослідження репаративного остеогенезу за умов різних методів фіксації алотрансплантата під час алокомпозитного ендопротезування довгих кісток. Ортопедия, травматология и протезирование. 2017. (2). 70-77. https://doi.org/10.15674/0030-59872017270-77
10. Вирва О.Е, Головіна Я.О., Карпінська О.Д., Карпінський М.Ю. Біомеханічне експериментальне обґрунтування методики фіксації кісткового алоімплантата і кістки реципієнта. Ортопедия, травматология и протезирование. 2021. 1. 40-45. https://doi.org/10.15674/0030-59872020140-45
11. Вирва О.Є., Головіна Я.О., Малик Р.В., Головіна О.О. Удосконалення методики алокомпозитного ендопротезування. Клінічна онкологія. 2021. 11(1). 1-9. https://doi.org/10.32471/clinicaloncology.2663-466X.41-1.27933
12. Benady A., Meyer J.S., Ran Y. еt al. Intercalary and geographic lower limb tumor resections with the use of 3D prin-ted Patient Specific Instruments — when less is more. Journal of Orthopaedics. 2022. 2. 36-42. https://doi.org/10.1016/j.jor.2022.05.003
13. Baraza N., Chapman C., Zakani S., Mulpuri K. 3D-Printed Patient Specific Instrumentation in Corrective Osteotomy of the Femur and Pelvis: A Review of the Literature. 3D Printing in Medicine. 2020. 6(1). 34. https://doi.org/10.1186/s41205-020-00087-0
/37.jpg)
/38.jpg)
/39.jpg)
/39_2.jpg)
/40.jpg)
/40_2.jpg)
/41.jpg)