Использование биоактивных и биоинертных имплантатов при лечении переломов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 616. 71−001. 5−089. 84
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОАКТИВНЫХ И БИОИНЕРТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ
1Попов В.П., 1Завадовская В.Д., 2Шахов В.П., 2Игнатов В.П.
гГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, Томск, e-mail: ortopvp@mail. ru-
2ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»,
Томск, e-mail: shahovvp@tpu. ru
Цель исследования: сравнить медицинские характеристики имплантатов с оксидными и кальций фосфатными покрытиями при оперативном лечении переломов длинных трубчатых костей для внедрения их в клиническую практику. Материалы и методы исследования. Работа основана на анализе лечения 972 больных в возрасте 37,1 ± 6,5 лет, с закрытыми переломами бедра и большеберцовой кости. Для остеосинтеза использованы титановые пластины с биоинертным оксидным покрытием и биоактивным кальций фосфатным. Результаты исследования и их обсуждение. При использовании биоинертных конструкций консолидация переломов получена 97,7% больных. В 2,3% случаев сформировался ложный сустав. У 23% сохранялись боли разной интенсивности, у 36,2% - нарушения функций в смежных суставах и 31,2% пострадавших не смогли полностью восстановить походку. При остеосинтезе титановыми имплантатами с кальций фосфатным покрытием сращение перелома отмечено у всех пациентов. Более 50% больных через 2 месяца не отмечали боли в сломанном сегменте. Уменьшение боли позволило раньше приступить к восстановительному лечению. Объем движений в коленном суставе через 6 месяцев у 71,4% пациентов был свыше 90°. Хороший клинический эффект достигнут у 74,5% с биоактивными и 63,8% - с биоинертными имплантатами. Неудовлетворительные результаты составили 11,4 и 23,2% соответственно. Выводы. Биоактивные материалы давали более хороший клинический эффект, по сравнению с биоинертными имплантатами, снижая уровень неудовлетворительных результатов в виде формирования контрактур и ложных суставов. Их применение приводило к полному сращению переломов, снижению нейроваскулярных нарушений, болевого синдрома, улучшению подвижности в коленном и голеностопном суставах.
Ключевые слова: остеосинтез, переломы, биоинертные и биоактивные имплантаты
USE OF BIOACTIVE AND BIOINERT IMPLANTS AT TREATMENT OF FACTURES
1Popov V.P., 1Zavadovskaya V.D., 2Shakhov V.P., 2Ignativ V.P.
2State educational institution of higher professional education Siberian State Medical University of the Federal Agency of public health and social development, Tomsk, e-mail: ortopvp@mail. ru-
2National research Tomsk polytechnic university", Tomsk, e-mail: shahovvp@tpu. ru
Research purpose: to compare medical descriptions of implants with an oxide and calcium bonderites at operative treatment of breaks of long tubular bones for introduction them in clinical practice. Materials and research methods. Work is based on the analysis of treatment 972 patients, in age 37,1 ± 6,5 years, with the closed breaks of thigh and tibia. For osteosinteza titanic plates are used with bioinert oxide coverage and bioactive calcium phosphatic. Research results and their discussion. At the use of bioinert constructions consolidation of breaks is got 97,7% patients. A nearthrosis was formed in 2,3% cases. At 23% pains of different intensity were saved, at 36,2% -narusheniya of functions in contiguous joints and 31,2% not able fully to recover postradavshikh gait. Osteosintez by titanic implants with calcium the union of break is marked a bonderite for all patient. More than 50% patients in 2 months were not marked by pains in the broken segment. Diminishing of pain allowed before to begin restoration treatment. In a knee-joint in 6 months 71,4% patients had a volume of motions above 90°. A good clinical effect is attained at 74,5% with bioactive and by 63,8% bioinert implants. Unsatisfactory results were 11,4% and 23,2% accordingly. Conclusions. Bioactive materials gave more good clinical effect, as compared to bioinert implants, reducing the level of unsatisfactory results as forming of kontraktur and nearthrosiss. Their application resulted in the complete union of breaks, decline of neurovascular violations, pain syndrome, to the improvement of mobility in knee and talocrural joints
Keywords: osteosynthesis, fracture, bioinert and bioactivity implants
При лечении переломов накостный ломов с помощью стальных изделий прак-
остеосинтез имеет ряд преимуществ: воз- тически исчерпаны [4, 9]. Многочисленные
можность максимальной точной репозиции исследования и клинические данные по-
отломков, особенно при оскольчатых и вну- казали, что основной причиной осложне-
трисуставных переломах, жесткость фикса- ний являются негативные реакции, проис-
ции, при которой отпадает необходимость ходящие на границе имплантат-кость. При
внешней иммобилизации. Однако количе- проведении остеосинтеза интерфазный
ство осложнений и неудовлетворительных слой определяет оптимальную биомехани-
результатов остается высоким и достигает ку, процессы регенерации костной ткани
30−35% [3, 7, 8]. Это происходит потому, и риск развития разнообразных осложне-
что возможности классического травмато- ний [2, 3, 5].
логического и биомеханического подхода В связи с этим, во всем мире проводятся для решения проблемы консолидации пере- работы по созданию биологически актив-
ных (БА) или биологически инертных (БИ) материалов нового поколения. В качестве альтернативы стальным изделиям стали применять материалы капсульной группы, к которым относятся титан, цирконий, ниобий, имеющие низкую теплоемкость и теплопроводность, удельный вес и массу [6, 7].
Наибольший интерес представляют конструкции, изготовленные из титана и титановых сплавов. С помощью электрохимических методов на их поверхности формируют широкий ассортимент изделий, отличающихся между собой различными биологическими свойствами от нейтральных или биоинертных до остеокондук-тивных и остеоиндуктивных [4, 5, 6, 10]. Большинство работ, посвященных этой теме, пока носят чисто теоретический характер. Клинических исследований применения БА и БИ покрытий титановых имплантатов у больных со сходными травматическими повреждениями до настоящего времени проведено крайне мало [6, 9, 10]. Кальций фосфатные материалы, наряду с высокой биосовместимостью, могут проявлять остекондуктивные и остеоиндуктив-ные свойства [2, 3]. Это увеличивает взаимосвязь имплантата с костной тканью [4]. Следствием этих процессов является формирование оптимальных биомеханических конструкций при проведении чрезкостного остеосинтеза во время лечения переломов трубчатых костей. Однако, какой алгоритм лучше использовать в выборе наиболее эффективных имплантатов, варьирующих в границах от биоинертных до биоактивных материалов в практической клинике, все еще остается не ясным [4, 5, 6, 9].
Цель исследования: сравнить медицинские характеристики имплантатов с оксидными и кальций фосфатными покрытиями при оперативном лечении переломов длинных трубчатых костей для внедрения их в клиническую практику.
Материалы и методы исследования
Работа основана на анализе клинических наблюдений и оперативного лечения 972 больных, обоего пола, средний возраст которых составлял 37,1 ± 6,5 лет, с закрытыми переломами бедра и большеберцовой кости. Повреждение костей голени отмечены у 54,7% (п = 532), бедра — у 45,3% (п = 440). Наиболее частыми были переломы типа С (44,7%) и В (29,2%).
Для накостного остеосинтеза использованы металлоконструкции, разработанные в КНПО «Биотехника» совместно с Томским политехническим университетом. Формирование биоинертного оксидного покрытия на титановых пластинах (марка ВТ 1−00, ВТ-6, ВТ-16) осуществляли методом анодно-искрового оксидирования в электроимпульсном режиме в электролите из фосфорной кислоты [3, 5].
Полученные на имплантатах покрытия исследовали методами рентгенофазного анализа, оптической микроскопии, локального микрорентгеновского анализа [5, 6]. Исследовали микроструктуру и микротвердость покрытия, измеряли толщину, а также размер пор, пористость покрытия и его качественный состав [3, 5].
БИ пластины были применены у 517 пациентов, БА — у 455 пострадавших. Результаты лечения переломов оценивали в сроки 2, 4, 6 месяцев после операции как хороший, удовлетворительный или плохой, используя критерии АО [4, 7, 8, 10].
Такие показатели, как антекурвация, варус, ротация, укорочение, полученные сразу после операции, в последующем практически не менялись. Ряд других критериев, отражающих боль, движения в суставах, нейроваскуляторные нарушения, ходьбу, инфекционные осложнения, изменялись в процессе лечения, и их динамика представляла определенный интерес. Кроме того, мы сочли необходимым расширить оценочные характеристики боли. Если сращение перелома происходило в сроки от 4 до 6 месяцев, а также при наличии умеренных и непостоянных болях в конечности, нейроваскуляторных нарушений легкой степени, ограничения движений в смежных суставах не более чем на 20−30°, отсутствие постоянной инвалидности, то результат лечения был удовлетворительным. При постоянных болях в области перелома, замедленной консолидации (более 6 месяцев) или отсутствие ее с формированием ложного сустава, неправильно сросшихся переломах с выраженной деформацией, значительных нейроваскуляторных нарушениях, возникновении стойкой контрактуры сустава (суставов), присоединении остеомиелита, результаты лечения считались плохими. Кроме того, учитывали необходимость повторных операций и инвалидности, обусловленной повреждениями опорно-двигательного аппарата [4, 7, 8, 10].
Статистическая обработка полученных результатов исследования осуществлялась с использованием программы «Statistica 8. 0» (StatSoft, USA), Statgraphics Plus for Window. Использовался непараметрический критерий Манна-Уитни. Различия считались достоверными (статистически значимыми) при уровне значимости p & lt- 0,05, при р & gt- 0,05 различия считались случайными, не доказанными [1].
Результаты исследования и их обсуждение
При использовании биоинертных конструкций консолидация переломов получена у подавляющего числа больных (97,7%). Только в 2,3% случаев сращение перелома не наступило, сформировался ложный сустав. Это согласуется с данными других авторов, согласно которым ди-оксидный слой на титановом имплантате увеличивает, по сравнению со стальными имплантатами, биосовместимость и предохраняет окружающие ткани от проникновения в них негативных продуктов кор -розии и развития локальных осложнений [3, 6, 7, 8, 10]. В 94,0% случаев удалось полностью восстановить длину конечности. Только у 1,7% больных укорочение
поврежденного сегмента составило более 2 см. Умеренные угловые и ротационные отклонения оси конечности оперированных больных составили 12,4% (табл. 1).
Клиническая оценка результатов лечен] при использовании биоинертных
Исправить смещения отломков в ходе операции не удалось у 1,6% больных. Это были пациенты с многооскольчатыми под-вертельными переломами бедра.
Таблица 1
диафизарных переломов голени и бедра биоактивных имплантатов (М, Ри)
Критерии Хорошо, % Удовлетворительно,% Плохо, %
Несращение, БИ 0 0 2,3
Несращение, БА 0 0 0*
Нейроваскуляторные нарушения, БИ 68,5 28,4 3,1
Нейроваскуляторные нарушения, БА 74,5* 24,6 0,9*
Варус/вальгус, БИ 93,4 5,4 1,2
Варус/вальгус, БА 93,4 5,5 1,1
Антекурвация/рекурвация, БИ 96,1 3,9 0
Антекурвация, БА/рекурвация 96,0 4,0 0
Ротация, БИ 96,9 3,1 0
Ротация, БА 96,7 3,3 0
Укорочение, БИ 94,0 4,3 1,7
Укорочение, БА 94,3 4,2 1,5
Движения в коленном суставе, БИ 63,8 23,2 13,0
Движения в коленном суставе, БА 75,8* 18,9* 5,3*
Движения в голеностопном суставе, БИ 67,1 23.2 9,6
Движения в голеностопном суставе, БА 79,1* 17,6* 3,3 *
Боль, БИ 77,0 20,7 2,3
Боль, БА 90,5* 9,5* 0*
Ходьба, БИ 68,8 18,2 13,0
Ходьба, БА 79,6* 15,1* 5,3*
Инфекционные осложнения, БИ 0 0 1,5
Инфекционные осложнения, БА 0 0 1,1
Примечание. * - обозначены значения Ри & lt- 0,05.
Обнаружено, что 77% прооперированных больных при этом указывали на полное отсутствие болей, у 23% сохранялись боли разной интенсивности, у 36,2% имелись нарушения функций в смежных суставах и 31,2% пострадавших не смогли полностью восстановить походку. У 68,5% отсутствовали нейроваскуляторные проявления, у 38,4% они были умеренно выражены. Значительные нарушения отмечены у 3,1%.
В группе больных, в лечении которых использованы титановые имплантаты с кальций фосфатным покрытием, сращение перелома отмечено у всех пациентов. В ходе оперативного лечения достигнута репозиция костных отломков у подавляющего числа пациентов. Значительные отклонения от оси конечности зафиксированы в 1,1% случаев, укорочение сегмента более 2 см — у 1,5% больных. Воспалительные осложнения развились у 1,1% человек.
Более 50% прооперированных больных через 2 месяца не отмечали боли в сломанном сегменте, через 4 месяца их было уже
75,4%, а через 6 месяцев — 93,4%. Уменьшение боли позволило раньше приступить к восстановительному лечению. Объем движений в коленном суставе через 6 месяцев у 71,4% пациентов составил более 90° и только у 9,7% он был менее 60°. Нейро-васкуляторные изменения поврежденной конечности через 2 месяца сохранялись у 55,2%, через 4 месяца — 36,9%, а через 6 месяцев — 25,5%. Консолидация перелома дала возможность больным отказаться от вспомогательных средств передвижения. Через 4 месяца только 26 человек (5,7%) продолжали использовать костыли, 259 (56,9%) ходили с полной нагрузкой. Через 6 месяцев тростью пользовались 60 (13,2%) пациентов, а 395 (86,8%) при ходьбе давали полную нагрузку. Восстановлена походка у 362 (79,6%). Все это говорит о благоприятном течении процесса консолидации поврежденной конечности у большинства больных.
Для анализа полученных осложнений были взяты случаи с контрактурами су-
ставов после операции, не сращениями переломов и формированием ложного сустава, сращение перелома с грубой деформацией, нагноение мягких тканей с переходом в остеомиелит (см. табл. 1). В эту группу включены больные, у которых в процессе лечения произошла миграция конструкции или ее перелом, сопровождающиеся вторичным смещением костных отломков. Наиболее частыми осложнениями являлись контрактуры суставов. Они составили 13,0% в группе больных с БИ и 5,3% (Ри & lt- 0,05) с БА имплантатами. Ограничение подвижности отмечены не только при тяжелых внутрисуставных переломах, а также у пожилых больных и лиц с излишним весом, которые в силу своих особенностей не могли адекватно заниматься восстановительным лечением. Позднее начало реабилитации отрицательно сказывалось на функции поврежденной конечности.
В процессе лечения не сращение перелома с формированием ложного сустава отмечено у 12 человек с БИ пластинами. Этим пострадавшим приходилось выполнять повторные операции. При биоактивном остеосинтезе не сращений не было (табл. 2).
Таблица 2
Характер осложнений и отдаленные результаты при биоинертном и биоактивном остеосинтезе (М, Ри)
Характер осложнений Группы больных
БИ, % БА, %
Контрактура 13,0 5,3 *
Ложный сустав 2,3 0*
Неправильное сращение 2,9 2,6
Остеомиелит 1,5 1,1
Миграция или перелом конструкции 3,5 2,4
Отдаленные результаты лечения БИ, % БА, %
Хорошие результаты 63,8 74,5*
Удовлетворительные 13,0 14,1
Неудовлетворительные 23,2 11,4 *
Примечание. * - обозначены значения Pu & lt- 0,05.
Неправильное сращение связано не только с тяжестью травмы, сопутствующего остеопороза, но и с техническими погрешностями при проведении остеосинтеза. Все случаи перелома металлокон-струции или ее миграции происходили при
несросшимся переломе кости. Это заставляло выполнить реостеосинтез с заменой имплантата. Особое внимание заслуживают случаи инфекционных осложнений с переходом в посттравматический остеомиелит (см. табл. 2).
Оценивая результаты лечения двух групп пострадавших, можно сказать, что хороший клинический эффект достигнут у 74,5% с БА и 63,8% - с Би имплантатами (Pu & lt- 0,05). Неудовлетворительные результаты составили 11,4 и 23,2% соответственно (Pu & lt- 0,05) (см. табл. 2). У больных при использовании имплантатов с кальций фосфатным покрытием удалось избежать не сращений перелома, а также начать раньше активное восстановительное лечение (см. табл. 2).
Выводы
Биоактивные материалы давали достоверно более хороший клинический эффект, по сравнению с биоинертными имплантатами, снижая уровень неудовлетворительных результатов в виде формирования контрактур и ложных суставов. В ранние сроки наблюдения (до 6 месяцев) их применение приводило к полному сращению переломов, достоверному снижению нейроваскулярных нарушений и болевого синдрома, улучшению подвижности в коленном и голеностопном суставах.
Список литературы
1. Гублер Е. В., Генкин А. А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. — М.: Медицина, 1973. — 141 с.
2. Григорьян А., Топоркова А. Проблемы интеграции имплантатов в костную ткань (теоретические аспекты). -М.: Изд-во «Техносфера», 2007. — 130 с.
3. Карлов А. В., Шахов В. П. Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики. — Томск: STT, 2001. — 477 с.
4. Набоков А. Ю. Современный остеосинтез. — М.: Изд-во «Медицинское информационное агентство», 2007. — 400 с.
5. Биоматериалы и имплантаты для травматологии и ортопедии / Т. С. Петровская, В. П. Шахов, В. И. Верещагин, В. П. Игнатов. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. — 307 с.
6. Хэнч Л., Джонс Д. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг тканей. — М.: Техносфера, 2007. — 304 с.
7. Johner R., Wruhs O. Classification of tibial shaft fractures and correlation with results after rigid internal fixation // Clin. Orthop. — 1983. — Vol. 178. — P. 7−25.
8. Muller C.A., Strohm P., Morakis Ph., Pfister U. In-tramedullary nailing of the tibia: Current status of primary unreamed nailing. Part 1: Results for closed fractures // Injury. -1999. — Vol. 30, № 3. — P. 393.
9. Evaluation by bone scintigraphy of osteogenic activity of commercial bioceramics (porous p-TCP and HAp particles) subcutaneously implanted in rats / H. Nakayama, T. Ka-wase, H. Kogami, K Okuda., H. Inoue, T. Oda, K. Hayama, M.
Tsuchimochi, L. Wolff //J. Biomater. Appl. — 2010. — Vol. 24. -P. 751−768.
10. Tong G. On., Bavonratanavech S. Minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO): Concepts and cases presented by the AO East Asia (Ao Manual of Fracture Management). — AO Foundation, Switzerland, 2006. — 370 p.
References
1. Gubler E.V., Genkin A.A. Application of non-parametric criteria of statistics in mediko-biologicheskikh researches. M.: Medicine, 1973. 141 p.
2. Grigoryan A., Toporkova A. Problemy integrations of implants in bone fabric (theoretical aspects). M.: Izd-vo: Technosphere, 2007. 130 p.
3. Karlov A.V., Shakhov V.P. Systems of the external fixing and regulator mechanisms of optimum biomechanics. Tomsk: STT, 2001. 477 p.
4. Nabokov A. Yu. Modern osteosintez. M.: Izd-vo the Medical agency of news. 2007. 400 p.
5. Petrovskaya T.S., Shakhov V.P., Vereschagin V.I., Ignatov V.P. Biomaterials and implants for a traumatology and orthopaedy. Tomsk: Izd-vo of the Tomsk polytechnic university, 2011. 307 p.
6. Khench L., Jones D. Biomaterials, artificial organs and engineering of fabrics. M.: Tekhnosfera, 2007. 304 p.
7. Johner R., Wruhs O. Classification of tibial shaft fractures and correlation with results after rigid internal fixation // Clin. Orthop. 1983. Vol. 178. pp. 7−25.
8. Muller C.A., Strohm P, Morakis Ph., Pfister U. In-tramedullary nailing of the tibia: Current status of primary
unreamed nailing. Part 1: Results for closed fractures. // Injury 1999. Vol. 30, no. 3. pp. 39−43.
9. Nakayama H., Kawase T., Kogami H., Okuda K., Inoue H., Oda T., Hayama K., Tsuchimochi M., Wolff L. Evaluation by bone scintigraphy of osteogenic activity of commercial bioceramics (porous p-TCP and HAp particles) subcutaneously implanted in rats // J. Biomater. Appl. 2010. Vol. 24. pp. 751−768.
10. Tong G. On., Bavonratanavech S. Minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO): Concepts and cases presented by the AO East Asia (Ao Manual of Fracture Management). AO Foundation, Switzerland, 2006. 370 p.
Рецензенты:
Кочетков Ю. С., д.м.н., профессор кафедры травматологии и ортопедии и ВПХ ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, г. Томск-
Первеев В. И., д.м.н., профессор, зав. кафедрой травматологии и ортопедии и ВПХ ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, г. Томск.
Работа поступила в редакцию 13. 07. 2012.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой