Defects of the bone base of the skeleton and the possibility of their elimination using biologically based methods

Full Text

Для закрытия изъяна в опорнодвигательной системе голландец Меехрен еще в 1668 г. использовал кость животного, открыв тем самым одну из интереснейших глав реконструктивной хирургии. Применение в этих целях собственной кости связано с именами МакКивена, Лексера, Ольби и уже в XVII столетии пересадка ее приносила до 50% удачных исходов. Однако лишь в 40-х годах XX века, трансплантация костной ткани стала выполняться более широко, появились банки тканей, и иммунологи приступили к изучению антигенных свойств кости, что должно было еще больше расширить возможности восстановительной хирургии.

Повседневная практика подтвердила ожидания ученых. Так, с 1977 по 1987 г. в Нидерландах было выполнено более 12 тысяч костнопластических операций, и их количество с каждым последующим годом возрастало на 10% [21]. Для сравнения нужно отметить, что в США операции дакого рода делают ежегодно в количестве более 100 тысяч.

Каждое из направлений пластической хирургии претерпело свою эволюцию. Поскольку взятие аутокости ограничено, а при аллоимплантации барьер несовместимости еще не преодолен, мысль исследователей обратилась к созданию биологических заменителей костной ткани. Ряд фирм ФРГ, США и других стран освоил выпуск готовых к пересадке ксенотрансплантатов, изготовленных из костей телят и лишенных антигенных свойств. Для воздействия на ложе имплантации кость животных насыщается антибиотиками, стимуляторами регенерации. Внутрь их помещается костный мозг, забираемый пункционным путем из крыла подвздошной кости реципиента. Экспериментальную и клиническую проверку прошли биологические заменители кости [5, 26], вживление которых существенно отличается от синтетических протезов [36], причем оказалось, что такого рода имплантаты не нарушают биосинтез простагландинов в месте пересадки [6]. Остеогенин и костный морфогенетический белок, внесенные в пористый гидроксиапатит, способствуют воссозданию кости, выдерживающей достаточно высокую механическую нагрузку [9, 27, 32].
У всех заменителей костной ткани ценится их биосовместимость. Биокерамика, например, так интимно включается в обмен тканей в очаге имплантации, что вокруг нее не образуется фиброзная капсула. Стеклянную керамику из оксиапатита и трикальция фосфата относят к биоактивным заменителям кости. Несмотря на ряд достоинств, изделия из них трудны для изготовления, они хрупки и недостаточно эластичны. Керамика с диаметром пор более 10 мкм, насыщенная аутотрансплантированным костным мозгом (миэлокерамический состав), способна в 12 раз повышать новообразование костной ткани [9]. По этой причине отдается предпочтение биологическим протезам из гидроксиапатита и трикальция фосфата [25], подчеркивается их сродство к костной ткани.
В последние годы для реваскуляризации пересаженного аутотрансплантата применяется микрохирургическая техника. Для замены дефектов костей после удаления злокачественных опухолей используется лоскут, включающий в себя помимо кожи, фасций и других тканей, малоберцовую кость [4]. «Привитой» трансплантат сохраняет в условиях хорошей васкуляризации способность к остеогенезу и остеоиндукции. Во избежание дополнительной травмы при взятии аутокости и улучшения регенераторных свойств гидроксиапатита последний вносился в дефект вместе с аутотрансплантатом, кровоснабжение которого восстанавливалось путем сшивания сосудов под микроскопом [7]. Не прекращаются попытки воссоздать кость с помощью остеоин- дуктивных свойств надкостницы [13], размельченной кости [5]. Надкостница помещалась на искусственных заменителях кости из пропласта фирмы «Витек», содержащих тефлоновые и графитовые волокна. У кроликов создавали изъяны размерами 1,5Х Х0,5 см и в них помещали или только пропласт, или надкостницу, или их комбинацию. Период наблюдения за животными составил от 3,5 до 45 недель. В пропласт, имеющий множество пор от 100 до 400 мкм, врастала фиброзная ткань и лишь по периферии возникали островки костной ткани. Надкостница как сама, так и в сочетании с пропластом не улучшали остеогенеза в области дефекта. В то же время измельченная костная ткань, введенная шприцем, способствовала восстановлению целости кости [5].

Аллотрансплантация костной ткани, пионерами которой в нашей стране были М. В. Волков, А. С. Имамалиев и другие исследователи, имеет свои достоинства и недостатки. Создание банков костей и суставов открывало неограниченные возможности для получения трансплантатов различных размеров в соответствии с удаляемым участком костной основы скелета. Одним из существенных недостатков аллопластики является то, что трудно подобрать ткань по полному антигенному соответствию, а барьер несоівместимости, несмотря на низкую антигенность костной ткани, еще не преодолен. Кроме того, оптимально не разработаны условия хранения и стерилизации аллотрансплантатов [30]. В отличие от взятия собственных тканей, аллокостью можно замещать дефекты больших размеров, возникающие после травм и удаления опухолей [21, ; 28], причем ими могут быть не только сегментарные участки кости, но и суставные концы [18, 22, 34], и для их пересадки используется микрохирургическая техника. В этих случаях процесс замещения трупной кости собственной идет быстрее. Эффективно использование трупной кости в комбинации с протезом, особенно при дефектах больших размеров [24]. Но все же, как показали клинические и микрорадиографические исследования, при внесении в организм массивных аллотрансплантатов их замещение собственной костью значительно отстает от ее резорбции и лизиса [11]. Кроме того, даже в пересаженном аллотрансплантате после удаления гигантоклеточной опухоли возможен рецидив [33], что требует уже тотального эндопротезирования. Клинический опыт пересадок трупной кости еще трудно поддается обобщению, поскольку число наблюдений не столь значительно — от единичных до 21 [18] и 79 [10] случаев, где и недостатки выявляются уже полнее.

Самым существенным тормозом в развитии аллотрансплантации явилось довольно частое возникновение инфекции как на ранних, так и на поздних сроках. Так, по данным И. Т. Кныша [3], 58 из 123 больных со злокачественными опухолями костей перенесли после резекции пересадку трупной кости и 65 — эндопротезирование. У 38 (56,9%) из 58 больных возникли осложнения, среди которых преобладали нагноения, рассасывания кости, переломы, несращения, высокая частота рецидивов. Из 65 больных, которым было сделано эндопротезирование, лишь у 5 зарегистрированы нагноения и у 7 — рецидив опухоли. Отсюда и предпочтение второму способу замещения дефектов после удаления опухоли. Кровок и соавт. [22] у 12 больных замещали 1/4 или 1/2 сустава аллокостью после рецидива опухоли и только у 3 из них на сроках 7 лет были отмечены положительные результаты. Столь частые нагноения при использовании трупной кости [16, 23, 29] не способствуют распространению в широкой практике метода аллопластики костной ткани. При предварительном облучении области аллоимплантации количество осложнений резко возрастает [19]. Несколько более удачными оказались пересадки деминерализованных аллотрансплантатов [1, 2]. Они гибки, поддаются моделированию и более плотно заполняют полости в кости. Если учесть, что их антигенность снижается, а регенеративная способность сохраняется, то их применение вполне оправдано.

После увлечения пересадками трупной кости клиницисты вновь вернулись к использованию аутотканей, которые являются идеальными для восполнения дефектов опорно-двигательной системы. Чаще всего местом взятия аутокости служат малоберцовая кость, крыло подвздошной кости, ребра и другие участки скелета. Особеннно ценно применение собственных тканей при изъянах предплечья и кисти. Ринальди [31] у 21 больного такого рода с успехом выполнил пересадку аутокости. У 13 человек изъян возник после травм, у 8 — после удаления опухолей. Остеосинтез осуществлялся с помощью пластинки с винтами и проволочного шва.

Не потеряло свою ценность и предложение P. Р. Вредена о вываривании и последующей реимплантации пораженного опухолью участка собственной кости. Современный уровень обезболивания и восполнение объема потерянной во время операции крови — вот те факторы, которые позволяют врачу выполнить обширную резекцию пораженного участка кости, обеспечить его автоклавирование и возврат на прежнее место, привлекая в пластических целях и свежую аутокость [15]. Смит и соавт. [35] у 7 больных с хондросаркомами проксимальных отделов плеча и бедра удаляли кость, пораженную опухолевым процессом, обрабатывали ее в автоклаве и вносили обратно вместе ç аутотрансплантатом. Через 11 лет у одного пациента была выполнена биопсия, изучение которой показало, как отсутствие опухолевых клеток, так и жизнеспособность аутоконгломерата тканей.

Нужно учитывать, что в местах забора собственной кости нередко возникают осложнения [12], например после взятия трансплантата из крыла подвздошной кости может развиться большая грыжа. Все это ограничивает возможности применения собственных тканей, вынуждая для закрытия дефектов больших размеров использовать или комбинацию алло- и аутокости, или искусственные материалы, среди которых наиболее близки по различным параметрам метилметакрилат, силикон, полиуретан.

Таким образом, восстановление кости при тяжелых повреждениях и опухолях становится трудной и не всегда разрешимой проблемой [8, 14, 17, 20], что побуждает к поиску новых методов восстановительной хирургии. Роль метода Г. А. Илизарова при этом достаточно известна и требует особого обсуждения.

About the authors

R. A. Zulkarneev

Kazan Medical Institute

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com

Department of Traumatology, Orthopedics and Military Field Surgery 

Russian Federation, Kazan

R. R. Zulkarneev

Kazan Medical Institute

Email: info@eco-vector.com

Department of Traumatology, Orthopedics and Military Field Surgery 

Russian Federation, Kazan

References

Supplementary files