Дата публикации 01.03.2018 г.
УДК: 616.718.5/.6-007.24-001.5-089.227.84:611.018.4-003.93
ЖЕСТКОСТЬ ФИКСАЦИИ КОСТНЫХ ОТЛОМКОВ ПРИ ОПЕРАТИВНОЙ КОРРЕКЦИИ ДЕФОРМАЦИИ ГОЛЕНИ
В.А. Щуров, К.И. Новиков, С.О. Мурадисинов
ФГБУ «РНЦ «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А.Илизарова» Минздрава России, г.Курган, Россия
Ключевые слова: чрескостный остеосинтез, костный регенерат, жесткость фиксации, кровоснабжение конечности.
Аннотация. Для оценки влияния повышения жесткости фиксации опор аппарата Илизарова для проведения дополнительных консольных спиц, расположенных под острым углом к кости обследованы 11 больных в процессе исправления варусной деформации голени, а также контрольные группы больных в процессе исправления деформации голени (18). Увеличение жесткости фиксации костных отломков приводит к начальному уменьшению микроподвижности костных отломков и ускорению кровотока по сосудам регенерат. В дальнейшем жесткость фиксации определяется реологическими свойствами самого регенерата.
THE RIGIDITY OF FIXATION OF BONE FRAGMENTS AT OPERATIVE CORRECTION OF DEFORMITY OF TIBIA
V.A. Schurov, K.I. Novicov, S.O. Muradisinov
Russian Ilizarov Scientific Center «Restorative Traumatology and Orthopaedics», Kurgan, Russia
Key words: transosseous osteosynthesis, bone regeneration, the rigidity of fixation, blood supply to the limb.
Annotation. To assess the effect of increasing the rigidity of fixation of the supports of the Ilizarov apparatus to account for additional console spokes arranged at an acute angle to the bones examined 11 patients in the process of correcting varus deformity of the tibia, and a control group of patients in the process of deformity correction of the tibia (18). Increase the rigidity of fixation of bone fragments leads to the initial reduction of micromotion of bone fragments and accelerate blood circulation through the vessels regenerate. In the future, the rigidity of the fixation is determined by the rheological properties of the regenerate.
Введение. Одним из ключевых положений учения о чрескостном остеосинтезе является необходимость жесткой фиксации костных отломков, обеспечивающей возможность функциональной нагрузки на конечность с сохранением их аксиальной микроподвижности, что обеспечивает оптимальные условия для репаративного остеогенеза [1]. При этом увеличение компрессии на стыке отломков может привести к нарушению микроциркуляции в костном регенерате и усилить их краевую резорбцию. Ещё труднее сохранить необходимую жесткость фиксации отломков в условиях оперативного удлинения конечностей, когда эту функцию при нагрузке на конечность обеспечивают реологические свойства самого регенерата.
Для повышения жесткости фиксации костных отломков в аппарате может быть использована комбинация спицевого и стержневого блоков в аппарате внешней фиксации. Однако такая комбинация нарушает биомеханическое единство конструкции, затрудняет методические принципы взаимодействия в системе «аппарат-конечность». Поэтому предложен способ повышения жесткости фиксации костных отломков в опорах аппарата за счет введения в кость под острым углом дополнительных изогнутых спиц.
Целью исследования была проверка функциональной эффективности нового способа фиксации костных отломков.
Методы и организация исследования. Реологические свойства костного регенерата оценивались по величине взаимного смещения спиц аппарата Илизарова, выходящих из большеберцовой кости выше и ниже зоны интереса при ступенчато (по 10 кг) возрастающей дозированной аксиально направленной функциональной нагрузке на конечность, оцениваемой по индикатору напольных весов. Расстояние между спицами определяли с помощью тензометрического устройства с предварительно подпружиненной измерительной пластиной [2] (рис. 1). Для регистрации показателей использовались тензостанция и осциллограф Б7-73/1 (Беларусь).
|
Рис. 1. Тензометрическое устройство и держатель, фиксируемые на спицах аппарата Илизарова |
у всех больных определялась скорость кровотока по артериям в зоне костного регенерата по передневнутренней стороне голени с помощью ультразвукового датчика с несущей частотой 8 МГц компьютеризированного диагностического комплекса «Ангиодин-2КМ» производственного объединения «БИОСС» (Россия). С помощью прибора BLF-21 («Transonic systems Inc», США) регистрировалась скорость капиллярного кровотока в кожных покровах голени и стопы.
Статистическая обработка результатов исследований проводилась с помощью пакета анализа данных Microsoft Excel 2010. Нормальность распределения эмпирических выборок подтверждена с помощью модифицированного критерия Колмогорова. Для оценки статистической значимости различий результатов в случае анализа двух выборок использовали t-критерий Стьюдента для независимых выборок. При анализе динамики изменения показателей применяли методы корреляционного и линейного регрессионного анализа c определением соответственно коэффициента линейной корреляции «r» или индекса детерминации «R2». В таблицах приведены средние значения показателей и среднеквадратическая ошибка.
В процессе оперативного исправления угловой варусной деформации голени обследовано 11 больных в возрасте от 13 до 46 лет (в среднем 27±3). Величина варусной деформации была в пределах 16-35ᵒ, укорочение в пределах 3 см одной или обеих голеней, обусловленных врожденными заболеваниями. Во всех случаях в конструкции аппарата внешней фиксации были использованы опоры с дополнительным консольным проведением спиц. В средней трети разнонаправленно, под углом 45ᵒ к оси большеберцовой кости, с дополнительным изгибом для фиксации и без прошивания мышечного массива.
Контрольную группу больных с деформацией и укорочением голени в пределах 5 см, у которых осуществлялось лечение с использованием традиционной конструкции аппарата Илизарова [3], составили 18 пациентов в возрасте от 12 до 48 лет. Все обследуемые подписали информационное согласие на участие в обследовании и публикацию его материалов без идентификации их личности.
Результаты исследования и их обсуждение. Функциональная нагрузка на оперированную конечность в пределах 75% от исходного уровня у больных восстанавливалась в течении 5 недель периода фиксации (рис. 2).
|
Рис. 2. Динамика максимально допустимой функциональной нагрузки на конечность в период фиксации конечности в аппарате Илизарова |
При относительно небольшой разнице в сроках фиксации конечности в момент обследования больных двух групп микроподвижность костных отломков отличалась весьма существенно. В основной группе функциональная нагрузка на оперированную конечность была выше, чем в контрольной на 27%, скорость кровотока в сосудах регенерата была статистически значимо выше на 51%, а микроподвижность костных отломков ниже на 52% (табл. 1). Впрочем, разница в показателе микроподвижности обусловлена неодинаковой величиной сопутствующего удлинения деформированной конечности. В расчёте на 1 см высоты регенерата показатель микроподвижности был одинаковым (13,8±2,2 мкм).
В течение периода фиксации величина микроподвижности костных отломков конечности неуклонно снижалась, что свидетельствует о том, что жесткость фиксации в значительной мере определяется изменяющимися в процессе лечения реологическими свойствами костного регенерата (рис. 3).
Таблица 1
Показатели конечности у больных основной и контрольной групп
|
Группы больных |
n
|
Фиксация (дни) |
Удлине- ние (см) |
Микро- подвижн. (мкм) |
Кровоток (см/с) |
|
Основная
|
11 |
36 ±8,6 |
1,7 ±0,3 |
23,4 ±3,7 |
28,2 ±6,7 |
|
Контрольная
|
18 |
40 ±3,6 |
3,5 ±0,4 |
48,3 ±8,1 |
18,7 ±2,2 |
|
Основная/Контрол. Статист. значимость |
-10% |
-51% p=0,002 |
-52% p=0,014 |
+51% p=0,027 |
|
|
Рис. 3. Динамика микроподвижности костных отломков при аксиальном нагружении конечности в процессе лечения больных |
Сопровождающее коррекцию деформации относительно небольшое удлинение голени не приводило к увеличению микроподвижности костных отломков (рис. 4).
|
Рис. 4. Зависимость микроподвижности костных отломков от величины удлинения конечности у больных обеих групп |
На реологические свойства костного регенерата мог оказать влияние возраст больных. В подгруппах больных со средними значениями возраста 12, 19 и 37 лет микроподвижность отломков составила в среднем соответственно 35±10, 56±13 и 75±28 мкм.
Скорость капиллярного кровотока голени, составлявшая до лечения больных 2,66±0,35 п.ед. в период исправления деформации снижалась до 2,0±0,26 п.ед., повышаясь в период фиксации до 3,28±0,51 п.ед. При этом соотношение скорости кровотока на голени и стопе соответственно снижалось до 41% и повышалось до 116%.
Скорость кровотока в костном регенерате по мере увеличения срока фиксации кости (t, дни) неуклонно повышалась: V = 5,6*t + 17,5; R² = 0,906.
При этом в первые дни фиксации при проведении функциональной пробы со ступенчато возрастающей функциональной нагрузкой на конечность выявлен прирост показателя при нагрузке 30 кгс, свидетельствующий о том, что давление в тканях регенерата достигло уровня среднего давления крови в артерии. При дальнейшем увеличении нагрузки скорость кровотока падала, пациент начинал испытывать болевые ощущения (рис. 5). В более поздние сроки фиксации скорость кровотока была выше и практически не снижалась даже при полной нагрузке на конечность.
Заключение. Увеличение жесткости фиксации костных отломков за счет консольного введения в кость под острым углом дополнительных спиц приводит к увеличению опороспособности конечности, уменьшению микроподвижности костных отломков и улучшению кровоснабжения регенерата. Однако в процессе последующей фиксации жесткость фиксации костных отломков определяется реологическими свойствами регенерата и не сказывается на конечных результатах лечения.
|
Рис. 5. Зависимость скорости кровотока в костном регенерате при функциональном нагружении конечности в первые две и последние недели периода фиксации. |
Список литературы
- Ilizarov G.A. Transosseous osteosynthesis. Theoretical and clinical aspects of the regeneration and growth of tissue /G.A. Ilizarov. -Springer-Verlag.1990.-799 p.
- Щуров В. А. Упругая податливость и кровоснабжение дистракционного регенерата / В.А. Щуров //Российский журнал биомеханики. -2014, том 18. № 4. – C. 471-478.
- Попков А.В. Вариант компоновки аппарата Илизарова при устранении двусторонней варусной деформации голени / А.В. Попков, П.П. Буравцов // Гений ортопедии, 2005. - № 1. – C. 70-71.
References
- Ilizarov G.A. Transosseous osteosynthesis. Theoretical and clinical aspects of the regeneration and growth of tissue /G.A. Ilizarov.-Springer-Verlag. 1990.-799 p.
- Shchurov VA, Elastic compliance and blood supply of distraction regenerate. Shchurov // Russian Journal of Biomechanics. 2014, vol. 18. № 4. - C. 471-478.
- Popkov A.V. Variant of arrangement of Ilizarov apparatus for elimination of bilateral varus deformity of the tibia / A.V. Popkov, P.P. Buravtsov // The genius of orthopedics, 2005. - No. 1. - C. 70-71.
Сведения об авторах. Владимир Алексеевич Щуров - доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории корекции деформаций и удлинения конечностей ФГБУ «РНЦ ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова, г. Курган, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., тел.: +79195714942; Константин Игоревич Новиков - доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории коррекции деформаций и удлинения конечностей ФГБУ «РНЦ ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова, г.Курган, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., тел.: +79128311057; Сергей Османович Mурадисинов - кандидат медицинских наук, завед. травматолого-ортопедическим отделением № 18 ФГБУ «РНЦ ВТО» им. акад. Г.А.Илизарова, г. Курган, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., тел.: +79058538136.