Хирургическое лечение пострадавших по поводу позвоночно-спинномозговой травмы с применением стягивающих скоб с эффектом памяти Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Орипнальна стаття

УДК 616.711+616.832-06-036.4-089-092.4 Сальков Н.Н.1' 2

1 Отделение спинальной нейрохирургии, Днепропетровская областная клиническая больница им. И.И. Мечникова, Днепропетровск, Украина

2 Кафедра нервных болезней и нейрохирургии, Днепропетровская государственная медицинская академия, Днепропетровск, Украина

Хирургическое лечение пострадавших по поводу позвоночно-спинномозговой травмы с применением стягивающих скоб с эффектом памяти

Вступление. Альтернативой транспедикулярной стабилизации, жесткой фиксации с использованием скоб, фиксированных за дуги или поперечные отростки позвонков, винтовой системы окципитосподилодеза, является применение стягивающих скоб с эффектом памяти, изготовленных из нитинола.

Материалы и методы. В клинике в 2013 г. у 15 больных выполнены декомпрессивно-стабилизирующие операции с использованием стягивающих скоб с эффектом памяти. На шейном отделе позвоночника окципитоспондилодез произведен у 1 больного, субаксиальная фиксация — у 6, из них комбинированный доступ использован у 2.

Результаты. Продолжительность осуществления фиксации 15-20 мин. После операции нестабильность системы не наблюдали. Уменьшилась лучевая нагрузка на организм больного вследствие ограничения использования электронно-оптического преобразователя (ЭОП).

Выводы. 1. Использование стягивающих скоб с эффектом памяти позволяет уменьшить продолжительность операции, операционную травму, кровопотерю.

2. Система отличается простотой установки и надежностью фиксации.

3. Метод позволяет снизить риск возникновения интра- и послеоперационных осложнений (ликвореи, травмы позвоночных артерий и крупных сосудов, неврологических нарушений).

4. Лучевая нагрузка на организм больного незначительная.

Ключевые слова: позвоночно-спинномозговая травма, стабилизация позвоночника, имплантат, скобы с эффектом памяти.

УкраТнський нейрохiрургiчний журнал. — 2014. — №2. — С. 42-47.

Поступила в редакцию 13.01.14. Принята к публикации 26.03.14.

Адрес для переписки: Сальков Николай Николаевич, Отделение спинальной нейрохирургии, Днепропетровская областная клиническая больница им. И.И. Мечникова, Октябрьская пл. 14, Днепропетровск, Украина, 49005, email: salkov@ua.fm

Вступление. Развитие медицинских технологий в области хирургии позвоночника достигло высокого уровня. Выполнение стабилизирующих операций на позвоночнике в настоящее время не представляет значительных трудностей для хирурга. Актуальным является вопрос о выборе адекватного метода фиксации и стабилизирующей системы. Альтернативой транспедикулярной стабилизации, жесткой фиксации с использованием скоб, которые фиксируют за дуги или поперечные отростки позвонков, винтовой системы окципитосподилодеза является применение стягивающих скоб с эффектом памяти, изготовленных из нитинола.

С 1960 г. в Украине и России накоплен достаточный опыт использования никель-титанового сплава в аэрокосмической промышленности. В 1997 г. начаты исследования по использованию никель-титанового сплава в медицине, особенно в хирургии. Работы проведены в лаборатории «МАТИ» Российского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского (профессор А. Ильин) и Центре экспериментов на животных в госпитале Cardarelly г. Неаполь (профессор A. Ambrosio). В 1998 г. проведены

первые клинические исследования по применению материала у человека на базе Российского нейрохирургического института им. профессора А.Л. Поленова (проф. Е. Давыдов) и отделения нейрохирургии в госпитале Cardarelly (профессор S. Acampora). В настоящее время импланты и фиксирующие устройства из нитинола производятся фирмами Nitillium (Италия), Bio Spine (Корея), Zimmer (Швейцария) [1-10].

Для хирургического лечения пострадавших по поводу спинальной травмы использовали импланты и стягивающие скобы производства «Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы» (г. Новокузнецк, Россия). Преимуществами системы являются простота установки и надежность фиксации, уменьшение продолжительности операции, операционной травмы и кровопотери. Сочетание свойств имплантов превосходят таковые других материалов.

1. Эластичность, сравнимая с эластичностью живых тканей, что обеспечивает динамичность системы.

2. Прочность выше прочности титана.

3. Циклостойкость — позволяет выдерживать деформацию более 108 циклов.

© Сальков Н.Н., 2014

4. Биосовместимость вследствие высокой коррозионной стойкости.

5. Эффект памяти формы — способность менять форму как при нагревании, так и при охлаждении.

6. Напряжение мартенситного сдвига — способность развивать значительные механические усилия при восстановлении формы.

Типы конфигурации скоб позволяют фиксировать их за дуги и остистые отростки позвонков в различных сочетаниях. Линейка размеров скоб соответствует задачам сегментарной фиксации позвоночника в различных отделах и разной протяженности. Тактика фиксации может быть как односторонней, так и двусторонней. Стягивающие скобы для шейного отдела позвоночника диаметром 2 мм, прочность на разрыв от 36,00 до 43,00 кГс, что подтверждает их достаточную прочность. Стягивающие скобы для грудного и поясничного отделов позвоночника диаметром 3 мм, достаточный объем рабочего хода (пластическое удлинение составляет 3-5 см и более, в зависимости от числа витков). Несущая способность остистых отростков нижнегрудных и поясничных позвонков составляет 63,0-178,0 кГс. С учетом этого, даже при нагревании стягивающих скоб, установленных за остистые отростки, на 75° не возникает их перелом, поскольку сила напряжения в такой ситуации составляет 29,0 кГс.

В производстве стабилизирующей системы используют сплав никелида титана ТН 10. Температурный интервал восстановления формы от +10 до +25 0С. Охладив имплантат, его можно легко разогнуть и закрепить противоположные стороны нестабильного сегмента позвоночника. По мере нагревания конструкция стремится принять свою первоначальную форму, в чем заключается эффект памяти (рис. 1, 2).

Омегоподобные витки, расположенные в сагиттальной и фронтальной плоскостях, соответствуют анатомическим взаимоотношениям паравертебраль-ной области, что препятствует ротационному смещению позвонков.

Показаниями к проведению стабилизации с использованием стягивающих скоб с эффектом памяти являлись: ламинэктомия; компрессионные переломы,

сопровождающиеся механической и неврологической нестабильностью (по F. Denis); перелом зуба осевого позвонка (Сп).

Основное назначение: задняя фиксация позвонков шейного и грудного отделов позвоночника [11-17].

Цель работы: оценить эффективность стабилизирующих операций с использованием стягивающих скоб с эффектом памяти.

Материалы и методы исследования. В 2013 г. в отделении хирургии позвоночника и спинного мозга у 15 больных произведены декомпрессивно-стабили-зирующие операции с использованием стягивающих скоб с эффектом памяти (рис. 3, 4).

На шейном отделе позвоночника оперированы 7 больных, на грудном — 8. На шейном отделе позвоночника окципитоспондилодез выполнен у 1 больного, субаксиальная фиксация — у 6, комбинированный доступ использован у 2 из них, у одного — по поводу переломо-вывиха CV-CVI позвонков, у одного — CVI-CVII с двухсторонним переломом дуги CVII позвонка (рис. 5, 6).

У 3 пациентов стабилизация произведена через 1 позвонок, у 7 — через 2, у 5 — через 3. У одного больного выполнен окципитоаксиальный спондило-дез вследствие перелома зуба CII, у 11 — фиксация произведена после осуществления ламинэкто-мии, из них у 5 — в сочетании с компрессионным переломом, у 3 — вследствие компрессионного перелома.

Во время операции использовали стандартные методы заднего доступа к позвонкам шейного или грудного отдела позвоночника. Применяли модификацию скобы, при которой верхний позвонок стабилизировали за дугу, нижний — за остистый отросток, что позволяло значительно уменьшить продолжительность операции, в отличие от таковой при использовании скобы, фиксирующейся только за дуги. Стабилизацию осуществляли с двух сторон. Измеряли расстояние между дугой и остистым отростком стабилизируемых позвонков. Согласно расчетным данным, подготавливали скобы соответствующих размеров. Допустимая разница длины между позвонками и скобой не более 20%. Дрелью

Рис. 1. Стягивающие скобы с памятью Рис. 2. Скоба для

формы. окципитоаксиального спондилодеза.

Рис. 3. Рентгенограмма грудного отдела позвоночника в прямой проекции, выполненная под ЭОП. Стабилизация компрессионного перелома Т1У с использованием стягивающих скоб с памятью формы с двух сторон за дугу Ту и остистый отросток Т позвонков.

Рис. 4. Рентгенограмма грудного отдела позвоночника того же больного в боковой проекции, выполненная под ЭОП.

Рис. 5. Рентгенограмма шейного Рис. 6. Рентгенограмма шейного

отдела позвоночника в боковой отдела позвоночника у того же

проекции. Комбинированный доступ. больного в прямой проекции.

Стабилизация с использованием

стягивающих скоб с памятью формы

с двух сторон за дугу Су и остистый

отросток Т1 позвонка (произведена

ламинэктомия Суп) и передняя

стабилизация).

подготавливали ложе в междуговых промежутках и между остистыми отростками. В течение 10 с скобу обрабатывали аэрозолем, вследствие чего она становилась пластичной и способной к моделированию. Растянув скобу на необходимую длину, с помощью двух зажимов либо иглодержателей в подготовленные пространства вводили крючки скобы, через 1-2 мин происходила стабилизация.

Систему для стабилизации позвоночника при переломе зуба С11 устанавливали аналогично. Отличием было использование жесткой фиксации головы,

продолжительность обработки скобы аэрозолем до 15 с, точками фиксации являлись затылочная кость и остистый отросток С11.

Результаты и их обсуждение. На основании анализа результатов операций нами установлены факторы, позволяющие высказать мнение о преимуществах стягивающих скоб с эффектом памяти по сравнению с другими системами стабилизации позвоночника. Время, необходимое для фиксации, без доступа и зашивания составило 15-20 мин. После операции нестабильность системы не наблюдали. Умень-

шилась лучевая нагрузка на организм вследствие ограничения использования ЭОП (применяли только для определения уровня перелома либо вправления вывиха). В течение периода наблюдения нарушения фиксации системы и неврологических осложнений у пациентов не отмечали.

Следует отметить технические особенности при осуществлении фиксации позвоночника. У 3 больных во время операции потребовалась повторная установка скобы, так как в момент введения крючка в междуговой промежуток имплант принимал первоначальную форму вследствие температурной реакции, что обусловило трудность фиксации за остистый отросток. Однако при качественном препарировании междуговых и межостистых пространств, равномерном покрытии импланта аэрозолем сложностей во время установки системы не было.

В качестве примера приводим наблюдение. Пациент М., 25 лет, госпитализирован в отделение 10.08.13 с жалобами на слабость, снижение чувствительности в верхних и нижних конечностях.

Травма возникла при нырянии в водоем, неврологические расстройства отмечены непосредственно в момент травмы. Утопления не отмечено.

Состояние пострадавшего тяжелое. Кожа обычной окраски. Дыхание самостоятельное. АД 100/70 мм рт.ст. Пульс 92 в 1 мин. Живот при пальпации мягкий. Функция органов таза нарушена по центральному типу.

Неврологически: ASIA — С. Сознание ясное. Функция черепных нервов не нарушена. Тетрапа-рез (в верхних конечностях мышечная сила до 2 баллов, в нижних — до 3 баллов). Гипестезия с Сш позвонка, функция органов таза нарушена по типу задержки.

По данным спондилографии и компьютерной томографии шейного отдела позвоночника обнаружен перелом зуба Сп, тип II.

Диагноз: тяжелая позвоночно-спинномозговая травма; ушиб спинного мозга на уровне Сп-Сш сегмента; перелом зуба Сп, тип II.

После проведения интенсивной терапии, 23.08.12 произведена операция: окципитоаксиальный спонди-лодез с использованием самофиксирующейся скобы с эффектом памяти.

Под тотальной внутривенной анестезией с искусственной вентиляцией легких эндотрахеальным методом голова жестко фиксирована скобой Май-филда. Под контролем ЭОП, манипулируя скобой, голову постепенно опускали вниз и производили раз-гибательную тракцию до сопоставления отломков. В фиксированном положении головы по линии остистых отростков произведен разрез от затылочного бугра до CV, тщательно скелетированы затылочная кость, дуга и остистый отросток Сп. Дрелью произведены два отверстия в затылочной кости симметрично относительно средней линии, соответственно размеру крючков-захватов имплантата. Твердая оболочка головного мозга отделена от внутренней поверхности затылочной кости на уровне отверстий. В течение 10 с произведена обработка скобы аэрозолем, в разогнутом состоянии крючки-захваты скобы введены в отверстия затылочной кости за дугу и остистый отросток Сп. В течение 2 мин имплант принял жесткую форму. Наложены швы послойно. Продолжительность операции 1 ч 40 мин.

05.08.13 пациент выписан с положительной динамикой неврологического статуса: уровень неврологических расстройств ASIA — D (сила в нижних конечностях до 5 баллов, в верхних — до 4 баллов), функция органов таза восстановилась (рис. 7-9).

Выводы. 1. Использование стягивающих скоб с эффектом памяти позволяет уменьшить время операции, операционную травму, кровопотерю.

2. Система отличается простотой установки и надежностью фиксации.

3. Метод позволяет снизить риск возникновения интра- и послеоперационных осложнений (ликвореи, травмы позвоночных артерий и крупных сосудов, неврологических нарушений).

4. Интраоперационная лучевая нагрузка на организм незначительная.

Рис. 7. Рентгенограмма шейного отдела позвоночника в боковой проекции. Перелом зуба С11, тип II (до операции).

Рис. 8. Рентгенограмма шейного отдела позвоночника в боковой проекции. Перелом зуба С11, тип II. Окципитоаксиальный спондилодез с применением самофиксирующейся скобы.

Рис. 9. Рентгенограмма шейного отдела позвоночника в прямой проекции. Перелом зуба С11, тип II. Окципитоаксиальный спондилодез с применением самофиксирующейся скобы.

Список литературы

1. Ильин А.А. Сплавы с эффектом запоминания формы /А.А. Ильин // Итоги науки и техники. Металловедение и термическая обработка. — М.: ВИНИТИ, 1991. — Т.25.

— С.3-59.

2. Композиционные материалы / А.А. Ильин, С.Я. Бецофен, С.Д. Шляпин [и др.] // Новые материалы; под ред. Ю.С. Карабасова. — М.: МИСИС, 2002. — С.185-258.

3. Ильин А.А. Комплексные водородные технологии / А.А. Ильин // Приоритеты авиационных технологий: в 2 кн.; под ред. А.Г. Братухина. — М.: изд-во МАИ, 2004. — кн.2.

— С.1036-1134.

4. Use of self-closing U-clips for dural repair in mini-invasive surgery for herniated disc / P. Ferroli, A. Franzini, G. Messina, G. Tringali, G. Broggi // Acta Neurochir. (Wien). — 2008.

— V.150, N10. — P.1103-1115.

5. Adjacent segment degeneration after lumbar dynamic stabilization using pedicle screws and a nitinol spring rod system with 2-year minimum follow-up / D.H. Heo, Y.J. Cho, S.M. Cho, H.C. Choi, S.H. Kang // J. Spin. Disord. Tech.

— 2012. — V.25, N8. — P.409-414.

6. Kim D.G. Posterior cervical fixation with a nitinol shape memory loop for primary surgical stabilization of atlantoaxial instability: a preliminary report / D.G. Kim, J.P. Eun, J.S. Park // J. Korean Neurosurg. Soc. — 2012. —V.52, N1.

— P.21-26.

7. Nitinol spring rod dynamic stabilization system and Nitinol

memory loops in surgical treatment for lumbar disc disorders: Short-term follow up / Y.S. Kim, H.Y. Zhang, B.J. Moon, K.W. Park, K.Y. Ji, W.C. Lee, K.S. Oh, G.U. Ryu, D.H. Kim // Neurosurg. Focus. — 2007. — V.22, N1. — E10.

8. Minimally invasive intradural spinal dural arteriovenous fistula ligation / N.P. Patel, B.D. Birch, M.K. Lyons, S.E. DeMent, G.A. Elbert // World Neurosurg. — 2013. — V.80, N6. — P.267-270.

9. Use of nitinol shape memory alloy staples (NiTi clips) after cervical discoidectomy: Minimally invasive instrumentation and long-term results / D. Singh, S. Sinha, H. Singh, A. Jagetia, S. Gupta, P. Gangoo, M. Tandon // Minim. Invas. Neurosurg. — 2011. — V.54, N4. — P.172-178.

10. Posterior cervical fixation with nitinol shape memory loop in the anterior-posterior combined approach for the patients

with three column injury of the cervical spine: Preliminary report / D.K. Yu, D.H. Heo, S.M. Cho, J.H. Choi, S.H. Sheen, Y.J. Cho // J. Korean Neurosurg. Soc. — 2008. — V.44, N5.

— P.303-307.

11. Задняя внутренняя фиксация стягивающими скобами с памятью формы в лечении передних вывихов нижних шейных позвонков / Ю.М. Батрак, И.К. Раткин, М.Ю. Гончаров, Д.И. Штадлер, В.И. Майоров // Хирургия позвоночника. — 2008. — №1. — С.14-19.

12. Задняя фиксация позвоночника при компрессионных переломах грудного и поясничного отделов / И.К. Раткин, Ю.М. Батрак, А.Н. Светашов, А.Р. Комков, Д.И. Штадлер // Хирургия позвоночника. — 2008. — №2. — С.8-13.

13. Структура пористых конструкций из никелида титана после вентрального спондилодеза / В.П. Кельмаков, В.И. Итин, И.К. Раткин, O.K. Лепакова, Л.Л. Мейснер, Н.У. Чаб-даров, В.Д. Китлер. // Хирургия позвоночника. — 2010.

— №1. — С.88-91.

14. Международный симпозиум «Имплантанты с памятью формы»: сб. науч. трудов / Сибирское отделение Российской академии наук, Всероссийский научно-практический центр имплантантов с памятью формы, Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей, Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы; [гл. ред. В. В. Котенко]. — Новокузнецк: ВНПЦ ИПФ, 2006. — 124 с.

15. Котенко В.В. Кататравма: задняя фиксация позвоночника стягивающими омегообразными скобами с термомеханической памятью и реконструктивный остеосинтез пяточных костей с применением пористых имплантатов метод. пособие / В.В. Котенко, С.З. Насымбаев, В.А. Каплун.

— Новокузнецк, 2005. — 22 с.

16. Вентральный спондилодез и задняя фиксация конструкциями из никелида титана у больных с опухолями позвоночника: учеб. пособие / И.К. Раткин, Г.Ю. Бонда-ренко, Д.Я. Пушков, А.Г. Епифанцев, B.C. Карпенко, В.А. Толокевич. — Новокузнецк, 2003. — 12 с.

17. Передний межтеловой спондилодез конструкциями из никелида титана у больных со спондилолистезом поясничных позвонков: метод. рекомендации / В.Н. Булгаков, A.A. Луцик, А.Г. Епифанцев, B.C. Карпенко. — Новокузнецк, 2006. — 26 с.

Сальков М.М.1,2

1 Вщдшення спшальноТ нейрохiрурпT, Днтропетровська обласна клЫчна лiкарня iN. I.I. Мечникова, Днтропетровськ, УкраТна

2 Кафедра нервових хвороб та нейрохiрургiT, Днтропетровська державна медична академiя, Днiпропетровськ, УкраТна

Xipypri4He лiкування потерпiлих з приводу хребетно-спинномозково! травми з використанням стяжних скоб з ефектом пам'ят

Вступ. Альтернативою транспедикулярнiй стабiлiзацiT, жорсткiй ф^сацп з використанням скоб, якi ф^сують за дуги або поперечнi вщростки хребцiв, гвинтовiй системi окципiтоспондилодезу е використання стяжних скоб з ефектом пам'ят^ виготовлених з нiтинолу.

Матер1али i методи. У 2013 р. у 15 хворих виконанi декомпресивно-стабiлiзуючi операцiT з використанням стяжних скоб з ефектом пам'ятк На шийному вщд^ хребта окципiтоспондилодез здiйснений в 1 хворого, субакаальна фiксацiя — у 6, з них комбшований доступ використаний у 2.

Результати. Тривал^ть здшснення фiксацiT 15-20 хв. П^ля операцiT нестабiльнiсть системи не спостер^али. Зменшене променеве навантаження на оргашзм хворого внаслiдок обмеження використання електронно-оптичного перетворювача.

Висновки. 1. Використання стяжних скоб з ефектом пам'ят дозволяе зменшити тривал^ть операци, операцшну травму, крововтрату.

2. Система характеризуеться простотою встановлення та надшшстю ф^саци.

3. Метод дозволяе знизити ризик виникнення штра- та пiсляоперацiйних ускладнень (лквореТ, травми хребтових артерiй та великих судин, невролопчних розладiв).

4. 1нтраоперацшне променеве навантаження на оргашзм незначне.

Ключовi слова: хребтово-спинномозкова травма, стаб'т'зац'т хребта, '¡мплантат, скоби з ефектом пам'ятi.

Укра!нський нейрохiрyргiчний журнал. — 2014. — №2. — С. 42-47.

Надiйшла до редакцп 13.01.14. Прийнята до публiкацi'i 26.03.14.

Адреса для листування/ Сальков Микола Миколайович, Вддлення стнальноi нейрохiрурп¡, Дн'/пропетровська обласна кл'1н'1чна лiкарня iM. I.I. Мечникова, Жовтнева пл. 14, Дн'/пропетровськ, Украна, 49005, e-mail/ salkov@ ua.fm

Salkov М.М.12

1 Department of Spinal Neurosurgery, Dnepropetrovsk Regional Clinical Hospital named after I.I. Mechnikov, Dnepropetrovsk, Ukraine

2 Department of Nervous Diseases and Neurosurgery, Dnеpropetrovsk State Medical Academy, Dnepropetrovsk, Ukraine

Surgical treatment of patients with spinal cord injury, using tightening clamps with shape-memory effect

Introduction. There is an alternative to transpedicular stabilization, rigid fixation with clamps over the arcs or spine or vertebrae, occipitospondylodesis screw system — tightening clamps with shape-memory effect, made of nitinol.

Materials and methods. In 2013, 15 decompressive-stabilizing operations using tightening clamps memory were performed. Occipitospondylodesis on the cervical spine was performed in 1 case, sub-axial fixation — in 6, combined approach was used in 2 patients.

Results. Fixation took 15-20 min. System instability was not revealed in postoperative period. Radiation exposure of the patients' body was reduced due to limiting the use of electronic-optical converter.

Conclusions. 1. Use of tightening clamps with shape-memory effect reduces surgery lasting, surgical trauma, and blood loss.

2. The system is easy to install and reliable in fixation.

3. The method reduces risk of intra- and postoperative complications (liquorrhea, injuries of vertebral arteries and major blood vessels, neurological disorders).

4. Intraoperative radiation exposure of the patients' body is insignificant.

Key words: spinal cord injury, spine stabilization, implant, tightening clamps with shape-memory effect. Ukr Neyrokhir Zh. 2014; 2: 42-7.

Received, January 13, 2014. Accepted, March 26, 2014.

Address for correspondence: Mykola Salkov, Department of Spinal Neurosurgery, Dnepropetrovsk Regional Clinical Hospital named after I.I. Mechnikov, 14 Oktyabrskaya Sq, Dnepropetrovsk, Ukraine, 49005, e-mail: salkov@ua.fm