CC BY
10
Результаты трансфораминального межтелового спондилодеза с использованием нового способа костной пластики
Кириленко С.И., Николаев В.И., Надыров Э.А., Мальцева Н.Г., Рожин В.В., Костов С.А.
Гомельская областная клиническая больница, Беларусь Гомельский государственный медицинский университет, Беларусь
Kirilenko S.I., Nikolaev V.I., Nadyrov E.A., Malceva N.G., Rozhin U.U., Kostov S.A.
Gomel Regional Clinical Hospital, Belarus Gomel State Medical University, Belarus
Results of transforaminal lumbar interbody fusion using new method of spine fusion
Резюме. В исследование включено 53 пациента с дегенеративным поражением поясничного отдела позвоночника, требующие хирургического вмешательства. Во время операции использовалась высокооборотистая хирургическая фреза, устройство для фильтрации костной стружки. В основной группе для стимулирования спондилодеза в качестве трансплантата использовалась нативная трансплантационная аутосмесь, местный трансплантат в виде костных чипсов; в контрольной группе - аллокость. Проводилось гистологическое исследование смеси в лаборатории путем окраски гематоксилином и эозином. Оценка качества жизни, выраженности болевого синдрома до операции и через 3, 6 месяцев выполнена с помощью индекса Oswesty визуальной аналоговой шкалы. Измерение плотности костной ткани с помощью рентгеновской компьютерной томографии проводилось в единицах Хаусфилда после операции и в срок 6 месяцев. Гистологически нативная трансплантационная аутосмесь была представлена костными трабекулами грубоволокнистой кости с островками костного мозга, гемопоэтическим клетками, жировой тканью. Болевой синдром по визуальной аналоговой шкале статистически значимо уменьшился в срок 3 и 6 месяцев внутри основной группы по сравнению с контрольной (p=0,041). Статистически значимых различий по индексу Oswesty не отмечалось. Спондилодез сформировался в 100% случаях в основной группе и в 78,24% - в контрольной (х2=7,06, р=0,02). В обеих группах достигнут хороший клинический результат. Нативная трансплантационная аутосмесь может быть формой местного трансплантата для стимулирования спондилодеза. Процент формирования спондилодеза в отдаленном периоде выше, чем при использовании аллотрансплантатов и сравним с использованием аутокости, при этом при получении нативной трансплантационной аутосмеси отсутствуют риск осложнений, связанных с забором аутострансплантата.
Ключевые слова: дегенеративное заболевание позвоночника, костная фреза, трансплантат, костная пластика, спондилодез.
Медицинские новости. — 2022. — №3. — С. 69—72. Summary. The study included 53 patients wtth degenerative disease of the lumbar spine requiring surgery. During the operation, a high-speed surgical drill and device for bone dust retention was used. In the main group, to stimulate spine fusion, a native transplant auto-mixture with local graft in the form of bone chips was used; in the control group - only allograft. A histological examination of the mixture was carried out in the laboratory by staining with hematoxylin and eosin. Assessment of the quality of life, the severity of pain before surgery and after 3,6 months was performed using the Oswestry index, a visual analogue scale. Measurement of bone density using X-ray computed tomography scan was carried out in Housefield units after surgery and at 6 months. Histologically, the native transplant auto mixture was represented by bone trabeculae of coarse-fibrous bone wtth islets of bone marrow, hematopoietic cells, and adipose tissue. Pain on a visual analogue scale statistically significantly decreased at 3 and 6 months within the study group compared to the control group (p=0.041). There were no statistically significant differences in the Oswesty disability index. Spine fusion was formed in 100% of cases in the main group and in 78.24% of cases in the control group (x2=7.06, p=0.02). Both groups achieved good clinical outcome. The native transplant auto-mixture can be a form of local graft to stimulate fusion. The percentage of spinal fusion in the long-term period is higher than with the use of allografts and is comparable with the use of autologous bone. The native transplant auto-mixture can uses has not the risk of complications associated wtth the collection of an autograft form donor site. Keywords: degenerative spine disease, high-speed bone drill, graft, bone grafting, spine fusion.
Meditsinskie novosti. - 2022. - N3. - P. 69-72.
Спондилодез - костное сращение между двумя смежными позвонками, которое может быть результатом разрешения инфекционных и неинфекционных воспалительных заболеваний позвоночника, его травм и дегенеративных поражений, а также являться целью оперативных вмешательств на позвонках. Впервые операция заднего спондилодеза упоминается в 1911 году, когда хирургическое лечение было выполнено в связи с прогрессирующей деформацией позвоночника при поражении его туберкулезом [1].
Существуют разные методики оперативного вмешательства по формированию спондилодеза в зависимости от
отдела позвоночника, этиологии заболевания, хирургического доступа и т.д. При оперативном лечении дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника, таких как рецидивы грыж межпозвонковых дисков, дегенеративный стеноз позвоночного канала, спондило-листез, используется метод трансфора-минального межтелового спондилодеза (TLIF - transforaminal lumbar interbody fusion), предложенный Harms and Rolinger в 1982 году [2]. Трансфораминальный межтеловой спондилодез (ТМС) заключается в декомпрессии невральных структур с последующей дискэктомией со стороны фасэктомии, гемиляминэк-томии, имплантацией между телами по-
звонков кейджа и костного трансплантата с восстановлением высоты удаленного межпозвонкового диска и пространства корешковых каналов. При этом проводится транспедикулярная фиксация смежных позвонков и укладка костного трансплантата на декортицированные дужки, поперечные отростки позвонков с контралатеральной декомпрессии стороны [3]. Кроме операции TLIF на поясничном отделе позвоночника могут быть выполнены другие виды операций по формированию спондилодеза в зависимости от доступа к межпозвонковому диску: задний межтеловой спондилодез (PLIF - posterior lumbar interbody fusion), передний межтеловой спондилодез
(ALIF - anterior lumbar interbody fusion), латеральный межтеловой спондилодез (XLIF - extreme lateral interbody fusion) [3]. Все вышеперечисленные операции можно выполнить с чрескожной фиксацией позвоночно-двигательного сегмента по технологии «MISS» (minimally invasive spine surgery). По способу расположения костного трансплантата выделяют передний межтеловой спондилодез, когда кейдж и костный трансплантат помещаются между телами позвонков; задний межтеловой спондилодез, при котором костный трансплантат укладывается на декортицированные фасеточные суставы, дужки, поперечные отростки позвонков [2].
Вне зависимости от типа доступа, вида имплантируемых конструкций при выполнении спондилодеза всегда применяются костные трансплантаты: аутотрансплантаты могут быть получены при резекции кости во время декомпрессии невральных структур или взяты из донорского места - аутотрансплантат, аллотрансплантаты, деминерализованный костный матрикс, синтетическая костная ткань и др. Золотым стандартом в хирургии позвоночника является использование аутотрансплантата, обладающего выраженными свойствами остеогенности, остеоиндукции и остеокондукции. Другие вышеперечисленные трансплантаты не обладают одновременно всеми этими свойствами и имеют свои недостатки [4-6]. В связи с этим необходима разработка технологии оперативного вмешательства, позволяющая как можно в большем количестве сохранить собственную костную ткань пациента и использовать ее в качестве трансплантата. Нами разработана методика получения и использования нативной трансплантационной аутосмеси (НТА) как способа костной аутопластики. НТА образуется в результате резекции костной ткани высокооборотистой хирургической фрезой с последующей фильтрацией содержимого из раны с помощью специального устройства и представляет собой гетерогенную пластичную массу [7].
Цель исследования - проанализировать в динамике показатели плотности костной ткани, качества жизни и выраженности болевого синдрома у пациентов, перенесших трансфораминальный межтеловой спондилодез.
Материалы и методы
Клиническая часть исследования проводилась на базе Гомельской област-
ной клинической больницы. В исследование включено 53 пациента. В основной группе было 18 человек, у которых ТМС выполнен с использованием НТА и местных аутотрансплантатов в виде «костных чипсов». Контрольную группу составили 35 пациентов, у которых спондилодез выполнен с использованием костных аллотрансплантатов. В основной группе использовалась высокооборотистая костная хирургическая фреза и «Устройство для фильтрации костной стружки», позволяющие при совместном применении получить интраоперационно НТА [7, 8].
Мужчин в основной группе было 8, женщин - 10, в контрольной группе -15 и 20 соответственно. Критериями исключения из исследования явились заболевания, требующие вмешательства на двух и более уровнях, а также инфекционные заболевания, например, гепатиты В, С, ВИЧ и др. Исключены пациенты, не являющиеся гражданами Республики Беларусь, по причине отсутствия контрольных осмотров, а также больные, у которых отсутствовало хотя бы одно контрольное исследование.
В основной группе преобладали лица со спондилолистезом - 77,8% (14 человек). По поводу дегенеративного стеноза прооперировано в основной группе 2 пациента (11,1%), 2 - по поводу рецидива грыжи межпозвонкового диска (11,1%). В контрольной группе по поводу спондилолистеза прооперировано 16 пациентов (45,7%), 13 -с рецидивом грыжи межпозвонкового диска (37,1%), у 6 человек (17,1%) был дегенеративный стеноз позвоночного канала.
Всем пациентам выполнена рентгеновская компьютерная томография (РКТ) на 7-й день и через 6 месяцев после операции. Плотность костной ткани в эти сроки измерялась в области смежных фасеточных суставов, дужках и(или) поперечных отростках в зонах укладки трансплантата в единицах Хаунсфилда с использованием программы Dicom Viewer (trial version). Для оценки эффективности формирования спондилодеза определялась плотность костной ткани (где 400 единиц Хаунсфилда означает плотность равную плотности костной ткани). Измерение плотности костной ткани проводилось на площади 0,8 см2.
Степень нарушения жизнедеятельности у пациентов с болями в нижней части спины оценивалась с помощью
I Нативная I трансплантационная аутосмесь
I Задний межтеловой спондилодез. Нативная трансплантационная аутосмесь полностью закрывает собой металлоконструкцию
I Спондилодез в срок 6 месяцев. 1 - задний спондилодез. 2 - металлическая балка окруженная костной тканью, полость сустава не визуализируется. 3 - межтеловой спондилодез. 4 - головка винта I транспедикулярного фиксатора
индекса Oswestry (Oswestry disability index), русская адаптированная версия. Опрос проводился до операции и в сроки 3, 6 месяцев после операции. Степень выраженности болевого синдрома оценивалась в баллах с помощью визуальной аналоговой шкалы (ВАШ) до и после операции в срок 3 и 6 месяцев.
Проведение исследование одобрено этическим комитетом Гомельской областной клинической больницы и Гомельским государственным медицинским университетом. Исследование соответствует положениям Хельсинской декларации 1975 года.
Техника ТМС. После интубации пациента, укладки на стол в положении лежа и рентгенологического контроля, подготовки операционного поля выполнялся разрез кожных покровов необходимой длины. Осуществлялся доступ к дор-зальным отделам позвонков. Далее костными кусачками выполнялась резекция дужек, фасеточных суставов и частично основания остистого отростка; полученный местный ауто-трансплантат в виде «костных чипсов» сохранялся. Параллельно в систему аспирации в асептических условиях подсоединялось устройство для фильтрации костной стружки. Затем с помощью высокооборотистой костной хирургической фрезы осуществлялась декомпрессия невральных структур с резекцией костной ткани и сохранением полученной массы в виде НТА (рис. 1). Далее основной этап операции - удаление рубцовой ткани, секвестров, дискэктомия.
Перед этапом костной пластики осуществлялась декортикация фасеточных суставов, дужек позвонков, поперечных отростков и основания остистого отростка с контралатеральной декомпрессии стороны. Трансплантат в виде НТА вперемешку с «костными чипсами» укладывались в подготовленное ложе. НТА, заполняя свободное пространство вокруг «костных чипсов», позволяет полностью заполнить костный дефект любой формы (рис. 2).
Кроме того, НТА укладывалась в кейдж, имплантируемый между телами позвонков и в межтеловое пространство вокруг кейджа. Однако плотность костной ткани в этой зоне не оценивали из-за выраженных искажений, вызванных металлическим кейджем. Устанавливался дренаж с обеих сторон относительно остистого отростка. Операционная рана ушивалась послойно. К концу первых суток пациентам разрешали вставать, передвигаться в пределах палаты. Послеоперационный период ничем не отличался от такового при обычном ТМС костным аутотрансплантатом в виде «костных чипсов» или аллотрансплантатом.
В контрольной группе в ходе операции фреза и устройство для фильтрации костной стружки не использовались. На этапе костной пластики применяли только аллокость в виде «костных чипсов». В остальном ход операции в обеих группах не отличался.
Гистологическое исследование НТА проводилось на базе научно-исследовательской лабаратории Гомельского
государственного медицинского университета. После фиксации в 10% формалине материал подвергался декальцинации с последующей заливкой в парафин по традиционной методике. Готовились срезы толщиной 3-4 мкм, которые окрашивались гематоксилином и эозином. Микроскопическое исследование и фотографирование выполнялось с использованием микроскопа Human Scope Premium led Human.
Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета статистических программ STATISTICA 13.0 (Trial-версия). Оценку нормальности распределения числовых данных осуществляли с использованием критерия Shapiro - Wilk test. Цифровые данные были представлены в виде медианы (МЕ) и интерквантильного интервала [Q1; Q2]. Сравнительный анализ проводился с использованием Mann - Whitney test. Сравнительный анализ качественных показателей выполняли с использованием двустороннего критерия Фишера.
Результаты и обсуждение
Гистологически НТА была представлена костными трабекулами грубоволок-нистой кости. В трабекулах определялись
единичные кровеносные сосуды, по периферии трабекул располагались крупного размера клетки с хорошо выраженной базофильной цитоплазмой и ядром. Отдельные ядра содержали до 2 ядрышек. Между костными балками располагалась миелоидная и жировая ткань. Миелоидная ткань представлена гемопоэтическими клетками различной степени зрелости. Клетки эритроидного и лимфоидного ростков определялись в виде островков, между которыми можно было увидеть единичные мега-кариоциты. Кроме того, определялось большое количество жировой ткани, располагающаяся между эритропоэти-ческими островками.
У всех прооперированных пациентов в основной группе было получено достаточное количество НТА как для заполнения кейджа, межтелового пространства, так и для формирования трансверзоспондилодеза. Необходимость в дополнительном количестве трансплантата отсутствовала.
Согласно результатам сравнительного анализа ВАШ (табл. 1), через 3 и 6 месяцев после операции отмечалось
ЦайлОЕнН Показатели плотности костной ткани в единицах Хаунсфилда
[руппа После операции Через 6 месяцев Р
Основная группа 282,0 [251,0; 332,0] 438,0 [368,0; 472,0] <0,001
Контрольная группа 317,0 [267,0; 355,0] 402,0 [333,0; 463,0] 0,026
р. 0,442 0,27 -
Таблица1 Показатели ВАШ
[руппа До операции (1) Через 3 месяца (2) Через 6 месяцев (3) р
Основная группа 5,7 [5,1; 7,0] 3,0 [2,0; 4,0] 2,5 [1,5; 3,5] р12<0,001 р,2<0,001
Контрольная группа 5,9 [5,5; 6,5] 2,8 [2,0; 3,5] 2,6 [2,0; 3,2] р12<0,001 р,3<0,001
Р, 0,82 0,76 0,75 -
Примечание: здесь и в табл. 2, 3 р - различия статистически значимы при сравнении с предыдущим сроком наблюдения; р, - различия статистически значимы при сравнении основной и контрольной группы.
Таблица2 | Индекс Oswestry
[руппа До операции (1) Через 3 месяца (2) Через 6 месяцев (3) р
Основная группа 45,5 [42,0; 51,5] 29,0 [10,0; 24,5] 15,5 [6,0; 22,5] р12<0,001 р12<0,001 р23<0,001
Контрольная группа 46,0 [39,5; 54,0] 26,0 [18,0; 34,5] 21,7 [16,0; 28,2] р12<0,001 р13<0,001
р, 0,72 0,39 0,022 -
значительное снижение болевого синдрома в обеих группах (р<0,001). При этом через 6 месяцев по шкале Oswestry индекс был статистически значимо ниже (р<0,022) (табл. 2). Показатели ВАШ не имели значимых различий между группами.
Как видно из таблицы 3, плотность костной ткани через 6 месяцев после операции имела тенденции к значительному росту в обеих группах наблюдения, (р=0,026 и р<0,001) для основной и контрольной групп пациентов соответственно. Однако этот показатель не имел статистически значимых различий как после операции, так и через 6 месяцев между группами. В то же время внутри групп через 6 месяцев после операции рост плотности костной ткани был статистически значим. Процент роста плотности костной ткани от момента операции до 6 месяцев в группе пациентов без НТА составил 26,81%, в то же время в основной группе - 55,31%, что было статистически значимо выше (р<0,032). Данная тенденция отражает формирование более плотного костного сращения у пациентов основной группы.
По данным РКТ спондилодез считался сформировавшимся при сращении фасеточных суставов (суставная щель не визуализировалась или визуализировалась с трудом), формировании «костного мостика» между соседними позвонками (рис. 3). При проведении статистического анализа установлено, что задний спондилодез (в зоне положения трансплантата на декортицированные дужки, фасеточные суставы, поперечные отростки) сформировался в 100% случаях в основной группе, в то время как в контрольной группе - только в 74,28%. Различия были статистически значимы (х2=7,06, р=0,02).
Индекс качества жизни Oswestry до операции и в срок 6 месяцев после при ТМС с применением НТА был статистически значимо ниже в сравнении с контрольной группой (p=0,022). Возможно, это обусловлено тем, что в основной группе преобладали пациенты со спон-дилолистезом, при котором в большей степени беспокоит болевой синдром в нижней части спины, синдром перемежающей нейрогенной хромоты. После операции ТМС при спондилоли-стезе чаще наблюдается практически
полное выздоровление в отличие от рецидива грыж межпозвонковых дисков, когда после операции нередко остаются явления рубцово-спаечной радикулопатии, требующей продолжения консервативного лечения. Учитывая процентный состав пациентов в обеих группах, прооперированных по поводу рецидива грыжи межпозвонкового диска (основная группа - 11,1%, контрольная - 37,1%), можно предположить, что статистически значимое уменьшение индекса Oswestry основной группы обусловлено меньшим количеством пациентов, прооперированных с данной нозологической формой.
Вероятно, более высокий показатель процента роста плотности костной ткани в основной группе после операции и в срок 6 месяцев был обусловлен составом НТА, поскольку изначально аллотрансплантат в контрольной группе значительно плотнее и в большей степени содержит костную ткань (317,0 [267,0; 355,0] ед. в контрольной группе по сравнению с 282,0 [251,0; 332,0] ед. в основной сразу после операции). В срок 6 месяцев в основной группе плотность костной ткани составила 438,0 [368,0; 472,0] ед., а в контрольной - 402,0 [333,0; 463,0] ед. (у 74,28% пациентов, которых сформировался задний спондилодез), что соответствует плотности компактной кости.
В основной группе задний спонди-лодез возник в 100% случаев. Можно предположить, что полученные результаты обусловлены использованием в контрольной группе аллотрансплантата, не обладающего свойствами остеоген-ности, в меньшей степени выраженными свойствами остеоиндукции и остеокон-дукции.
Таким образом, преимуществом применения НТА является то, что это местный аутотрансплантат, который можно использовать при костной пластике без необходимости взятия аутотранспланта-та из донорского места, использования аллотрансплантатов. Более эффективные показатели по формированию спондилодеза с использованием НТА обусловлены наличием остеобласти-ческих элементов и участков костномозгового кроветворения, содержащих мезенхимальные и гемопоэтические стволовые клетки, которые приводят к
более высоким показателям скорости формирования костной ткани. Выводы:
1. По результатам сравнительного анализа индекса Oswestry через 3 и 6 месяцев после операции отмечалось улучшение качества жизни. При этом через 6 месяцев у пациентов основной группы указанный показатель был статистически значимо ниже (р<0,022).
2. Процент роста плотности костной ткани от момента операции до 6 месяцев в группе пациентов без НТА составил 26,81%, в то же время в основной группе - 55,31%, что статистически значимо выше (р<0,032). Данная тенденция отражает формирование более плотного костного сращения у пациентов основной группы.
3. При проведении статистического анализа установлено, что задний спондилодез сформировался в 100% случаях в основной группе, в то время как в контрольной группе только в 74,28%. Различия были статистически значимы (% 2=7,06, р=0,02). Полученный результат свидетельствует о более выраженном стимулировании формирования спондилодеза НТА в сравнении с аллотрансплантатами.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Albee FH. // JAMA. - 1911. - Vol.57. - P.885-886. doi: 10.1097/BLO.0b013e3180686a0f
2. Harms J., Rolinger H.Z. // Orthop. Ihre Grenzgeb. -1982. - Vol.120. - P.343-347. doi: 10.1055/s-2008-1051624
3. Joseph R.O., Bobby K.S., Doniel D., Faheem A.S. The resident's guide for spine surgery. - Springer, 2020. - P.153-210.
4. Felice R., Roberta G., Leonardo V. // Materials. -2020. - N13. - P.1-10. https://doi.org/10.3390/ ma13061393
5. Islam A., Hany A.G.S., Saeed M.A. // Open J. Modern Neurosurg. - 2018. - N8. - P.162-173. doi: 10.4236/ojmn.2018.82014
6. Jia-Ming L. // PLOS ONE J. - 2017. - N3. - P.1-8. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0173364
7. Устройство для фильтрации костной стружки. С.И. Кириленко, В.В. Рожин, В.А. Кривен-чук. Патэнт на карысную мадэль №11383. -2016.
8. Кириленко С.И., Николаев В.И., Надыров Э.А. [и др.] // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2020. - №2. - С.75-79. http://dx.doi. org/10.15674/0030-59872020275-79
Поступила 12.11.2021 г.
