Современные аспекты костной пластики

О. Л. Зорохович, П. М. Елизаров, А. С.Тимохин– кафедра травматологии, ортопедии и хирургии катастроф Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова

Костная пластика является одной из древнейших отраслей восстановительной хирургии. Несмотря на то, что попытки хирургов использовать ткань человека были описаны в XV–XVI веках, все операции носили эмпирический характер.

Развитие пластической хирургии можно разделить на четыре периода: первый – характеризуется безуспешными попытками хирургов пересадить органы или часть органа человеку. Такие операции производились в доасептическую эру, приводили к нагноению раны и гибели пересаженной ткани. Второй период ознаменовался открытием асептики и антисептики. Третий отмечен поисками способов сохранения тканей, позволяющих их использовать для пластических операций. Четвертый период характеризуется пересадкой собственной костной ткани на сосудистой ножке.

Внедрение костной трансплантации во второй половине ХIX века H. H. Barth (1985) привело к тому, что она стала использоваться в лечении несросшихся переломов, вторичных костных полостей, вызванных инфекцией, вторичного костного дефекта после травмы, дефекта после удаления опухоли и, наконец, повреждения суставных поверхностей путем замещения разрушенных участков.

Использование костной пластики для реконструкции костных дефектов – один из самых старых методов восстановления твердых тканей человека. К нему относятся: пересадка костных аллотрансплантатов, ксенотрансплантатов, ауотрансплантатов и васкуляризированных аутокостных трансплантатов.

Использование ксенокости не получило широкого применения в реконструктивной костной хирургии в силу ее иммунной агрессивности. Как показал многолетний опыт, остается еще много нерешенных проблем, связанных с применением чужеродной ткани. Основная из них – взаимоотношение трансплантата и материнского ложа. Уже первые результаты, полученные при пересадке консервированных замороженных трансплантатов, показали, что пересадка аллотканей является причиной возникновения трансплантационного иммунитета.

Трансплантат покрывался плотной соединительнотканной капсулой, в дальнейшем его судьба напоминала судьбу инородного тела. Для консервации кости применялись различные концентрации раствора формалина. В числе первых, кто использовал кости и хрящи, консервированные в высоких концентрациях раствора формалина при краниопластике, были В. С. Семенов, А. В. Маслов, Г. А. Ивановский.

В. Д. Розвадовский и В. Ф. Парфентьева установили, что, снизив концентрацию раствора формалина, при определенных параметрах температуры, PH среды и времени воздействия удается сохранить биологическую полноценность, снизить антигенную активность и обезвредить микроорганизмы, находящиеся в трансплантате.

Плоские, губчатые и кортикальные кости, консервированные по методу Парфентьевой и Розвадовского в течение коротких сроков, использовались при пластических операциях на разных отделах скелета с положительным эффектом.

Пытаясь снизить иммуногенность аллокости, некоторые исследователи использовали лиофильно высушенные трансплантаты.

Сформировалось мнение, что аллотрасплантаты хуже, чем аутотрасплантаты. Это обусловлено клеточным ответом реципиентной ткани и подтверждено данными серологических исследований, основанных на достижениях, сделанных в трансплантологии.

Не вызывает сомнения, что аутотранплантаты лучше переносятся реципиентом, чем любой другой тип костных транплантатов.

Однако механизмы, предполагающие принципы реконструкции кости посредством аутотрансплантатов плохо изучены даже в настоящее время. Использование аутотканей снимает проблему тканевой несовместимости. Это определяет отсутствие имунной реакции в области тканевого ложа реципиентного места и аутослоя костного трансплантата, обеспечивает питательными веществами, необходимыми для жизни остеоцитов и остебластов, пересаженной костной ткани. Кроме того, эта открытая структура позволяет прорастать внутрь сосудам из реципиентного ложа и несет недифферинцированные мезенхимальные клетки, дифференцирующиеся впоследствии в остеогенные клетки. Плотная кортикальная кость, действуя как барьер диффузии, препятствует выживанию клеток. Это, в свою очередь, приводит к тому, что большинство клеток в аутотрансплантате не выживает и подвергается дегенеративным изменениям. Донорская костная аутоткань служит «матрицей» для формирования новой костной структуры и стимулятором остеогенеза.

С появлением в хирургии такой области, как реконструктивная микрохирургия, появилась возможность воскуляризованной костной трансплантации. Неоспоримым является тот факт, что васкуляризованные аутокостные трансплантаты имеют значительное преимущество перед традиционными методами лечения. Так, массивный фрагмент кости вместе с окружающими его питающими сосудами может быть выделен из донорского участка и помещен в отдельную реципиентную область с сохранением кровоснабжения при варианте перемещения, либо реваскуляризации трансплантата путем выполнения микроваскулярных аностомозов его сосудистой ножки с реципиентными сосудами при варианте свободной пластики.

В последние десятилетия произошли сдвиги, в связи с внедрением в клинику различных способов реконструкции мягких тканей, способов костной пластики, в частности, с помощью компрессинно-дистракционных аппаратов. Минусы этой методики – длительное время лечения. Пластика кости неваскуляризованными ауто - и гомотрансплантатами сопровождается гибелью остеоцитов и резорбцией пересаженной костной ткани (по разным авторам до 40%), выраженной реакцией отторжения, что дает большой процент послеоперационных осложнений и консолидацию в длительные сроки. Кроме того, использование этих методов может вызвать большие трудности при значительной величине костного дефекта в сочетании с дефектом покровных тканей. Были попытки фиксировать костный трансплантат с костным цементом при дефектах трубчатых костей. Получила дальнейшее развитие идея Н. И. Пирогова (1852) пересадки «первородной» кости. На начальном этапе ее суть заключалась в перемещении костных трансплантатов на надкостнице либо в мышечной ножке, что обеспечивало определенную васкуляризацию донорского фрагмента и позволяло замещать незначительные по объему костные дефекты в пределах досягаемости длины ножки трансплантата. Эта методика широко применяется и по сей день.

Идея перемещенной костной пластики в настоящее время получила несколько другую направленность. Технический прогресс позволяет предельно точно, с помощью оптического увеличения, идентифицировать и выделить питающую тот или иной костный фрагмент сосудистую ножку, что делает его более мобильным и обеспечивает относительно широкую досягаемость при пластике. Если сохранен питающий кровоток, то в кости выживают остеоциты и остеобласты. Приживление трансплантата к реципиентной кости будет происходить без привычного замещения методом «ползающей» замены, а путем консолидации в местах остеосинтеза в сроки, близкие к срокам сращения обычных переломов. Не затронутая микроциркуляция – обязательная основа для сохранения жизни и функции костных клеток, что может быть достигнуто путем сохранения или восстановления кровоснабжения костного трансплантата. Аутоткань в данной ситуации является идеальным пластическим материалом. Трансплантат остается органическим и живым, не подвержен резорбции, сохраняет первоначальный размер и структурные характеристики.

Экспериментальные исследования по использованию воскуляризованных трансплантатов с применением микрохирургии были начаты в начале 1970 года на собаках при замещении дефекта нижней челюсти. М. В. Волков и И. Г. Гришин в 1980 году, впервые в СССР, применили васкуляризованный аутокостный трансплантат. Если учесть что свободная пересадка неваскуляризованного костного аутотрансплантата сопровождается гибелью остеоцитов, приводит к его резорбции, отсутствию консолидации либо замедленной консолидации, а также переломам трансплантата, то микрохирургические методики обнадеживают.

Режим приживления таких трансплантатов обеспечивается их васкуляризацией, аутоприродой, надежным укрытием пересаженного костного фрагмента, а также препятствием развития инфекции. Васкуляризованные костные трансплантаты обладают несравнимо высокой устойчивостью к инфекции, позволяют, при наличии жизнеспособной мягкотканной манжеты, обеспечить идеальное окружение для остеоцитов и мезенхимальных клеток, улучшить местное тканевое питание. Хорошая васкуляризация позволяет достичь более высоких концентраций антибиотиков в проблемной области.

Срощение васкуляризованных аутокостных трансплантатов с реципиентными костями происходит в различные сроки (от 2 до 7 месяцев) в случаях положительного исхода. Отсутствие сращения связывают, как правило, с погрешностями в заборе донорского фрагмента либо с выполнением остеосинтеза. Остеосинтез, при пластике длинных трубчатых костей, должен быть прочным и стабильным в силу объемного и тяжелого дистального сегмента. Некоторые хирурги добиваются этого, применяя различные внеочаговые методы фиксации. Основной принцип остеосинтеза – деликатность и быстрота его выполнения с минимумом травматизации тканей. Установка пластин более травматична и приводит к значительным нарушениям питания костей.

У микрохирургической аутотрансплантации тканевых комплексов есть такие бесспорные преимущества, как одноэтапность реконструкции сочетанных и множественных повреждений, значительное сокращение сроков лечения, широкие косметические и функциональные возможности. Но для нее же характерны и недостатки: травмирование донорской зоны, вероятность тромбоза сосудистой ножки, длительность оперативного вмешательства, кровопотеря. Частота некрозов после микрохирургической аутотрансплантации составляет по данным разных авторов от 3–20%.

Анализируя неудачи микрохирургической аутотрансплантации тканей, многие авторы считают основной причиной технические погрешности при выполнении микрососудистого этапа операции. Совершенствование хирургических методик значительно снижает процент отрицательных исходов в лечении больных. Развитие микрохирургической аутотрансплантации тканей привело к анатомическому обоснованию и разработке реконструкций сочетанных костно-мягкотканных повреждений конечностей с использованием васкуляризованных трансплантатов аутокостей и суставов как в составе сложносоставных костно-мягкотканных трансплантатов, так и в сочетании с автономными мягкотканными трансплантатами на основе метода микрохирургической трансплантации тканей.

Из дополнительных методов обследования больных следует отметить рентгенографию. Потому что именно она занимает одно из первых мест в определении истинного характера костных нарушений, позволяет сориентировать хирурга в тактике пластики, размерах дефекта, выборе костного трансплантата, методах остеосинтеза. При остеомиелитических повреждениях позволяет определить зону остеонекроза, секвестры, диагностировать латентную форму, предположить объем измененных, склерозированных тканей. Во всех случаях, когда возникают сомнения в сохранности магистральных сосудистых стволов реципиентной и донорской областей, рекомендована артериография конечностей. Из электрофизиологических и других методов исследований применяют электромиографию, реоплетизмографию, термографию, доплерографию, остеосцинтиграфию.

Сегодняшний опыт реконструкции сочетанных костно-мягкотканных повреждений конечностей с применением васкуляризованных аутокостных трансплантатов доказал свою состоятельность. До 80% больных были прооперированны с хорошими и удовлетворительными результатами.