Актуальность. Переломы проксимального отдела бедренной кости составляют 45-50% от всех переломов бедренной кости. При анализе статических данных в Самарской области переломов проксимального отдела бедренной кости регистрируется от 800 до 950 случаев в год. Из них 45% составляют медиальные и 55% латеральные переломы (Ардатов С.В., Панкратов А.С., Огурцов Д.А., 2012).
Стабилизацию переломов проксимального отдела бедренной кости нельзя выполнять по шаблону. Вколоченные субкапитальные переломы с минимальными смещением и вдавлением или без таковых первично стабильны. В других случаях может оказаться достаточной фиксация двумя или тремя спонгиозными стягивающими шурупами. Также имеется возможность стабилизации перелома при помощи угловой пластины 130, однако эта методика является спорной. Возможно использование динамического бедренного винта DHS (Dynamic Hip Screw). При использовании этого имплантата особенно важной является временная фиксация двух фрагментов при помощи двух спиц Киршнера для предупреждения ротации фрагментов шейки во время введения винта. Создание ротационной стабильности завершают введением одного дополнительного шурупа. Как видно из приведенных данных использование выше перечисленных металлофиксаторов не позволяют дать одновременно компрессию места перелома и ротационную стабильность костных отломков (Фридланд Л.Б., 2009).
Как показал ретроспективный анализ оперативного лечения 360 больных с переломами шейки бедра, только в 150 случаев у пациентов восстанавливается способность к передвижению без дополнительной опоры, в 22% случаев результат лечения неудовлетворительный. Частота ложных суставов, по некоторым данным, достигает 30% (Лазарев А.Ф., Ахтямов И.Ф., Солод Э.И., Какабадзе М.Г, 2010).
К идеальному внутрикостному фиксатору предъявляются следующие требования: простота имплантации, стабильная фиксация на протяжении всего срока консолидации с возможностью динамизации, нагружаемость конструкции, а также простота удаления конструкции.
Цель работы: проанализировать созданный новый металлофиксатор для остеосинтеза переломов проксимального отдела бедренной кости.
Задачи исследования:
- Описать созданный металлофиксатор,
- Выявить преимущества и недостатки нового металлофиксатора,
- Определить показания к применению нового металлофиксатора,
- Разработать методику клинического применения,
- Оценить результаты испытания механических характеристик нового металлофиксатора,
- Оценить применения металлофикстора на биоманекенах.
Материалы и методы. В Клиниках ГОУ ВПО СамГМУ разработан внутрикостный фиксатор (металлофиксатор для лечения переломов проксимального отдела бедренной кости, заявка №2013100885 от 09.01.2013) содержит (рис. 1) корпус 1, на проксимальном участке которого расположены наклонные каналы 2 и резьбовой участок корпуса 3; на дистальном участке - шлицевой участок 4 - по наружной поверхности, и внутреннее резьбовое отверстие корпуса 5, с резьбой 6. В осевом отверстии корпуса 7 расположен стержневой якорь 8, с одной стороны которого усы-зацепы 9, с другой резьбовое отверстие 10 для установочного инструмента. Диафизарная накладка имеет несущую часть 11 с отверстиями 12 для кортикальных винтов и втулочную часть 13. Корпус фиксатора 1 перемещается по шлицевому участку 14 втулочной части 13 диафизарной накладки. Пружина 15 создает постоянную компрессию отломков по оси шейки бедра, упираясь с одной стороны в торец винта 16, с другой во втулочную часть диафизарной накладки.
Рис. 1. Схема нового внутрикостного металлофиксатора.
За счет усов-зацепов 9, выдвигаемых после вкручивания в головку бедренной кости, увеличивается компрессия по оси шейки бедра, удается избежать резорбции костной ткани в головке бедренной кости. Благодаря усам-зацепам полностью исключается возможность ротационных движений проксимального отломка. И как следствие достигается надежная и жесткая фиксация костных отломков по оси шейки бедренной кости. Интраоперационная одномоментная компрессия достигается за счет винта 16, вкручивая его в резьбовое отверстие 5 по резьбе 6 корпуса фиксатора 1.
За счет наличия шлицевого участка 14 втулочной части 13 и шлицевого участка 4 корпуса 1 осуществляется динамизация проксимального фрагмента в послеоперационном периоде при резорбции костной ткани. Новый металлофиксатор предусматривает как пассивную динамизацию, которая осуществляется при нагрузке пациента на оперированную конечность за счет скольжения шлицевых частей относительно друг друга, так и активную – за счет пружины 15, которая постоянно осуществляет компрессию костных отломков по оси шейки бедра.
Диафизарная накладка крепится к диафизу бедренной кости позволяет снять и передать часть нагрузки с шейки бедра на его диафиз и дает возможность синтезировать переломы в подвертельной области. Тем самым увеличивается возможность синтеза сложных и оскольчатых переломов, а также увеличит стабильность новой конструкции.
Преимущества и недостатки нового металлофиксатора. За счет усов-зацепов, выдвигаемых после вкручивания в головку бедренной кости, увеличивается компрессия по оси шейки бедра – компрессия осуществляется за счет резьбовой части фиксатора и усов зацепов. Благодаря усам-зацепам полностью исключается возможность ротационных движений проксимального отломка. И как следствие достигается надежная и жесткая фиксация костных отломков по оси шейки бедренной кости.
За счет наличия шлицевой части осуществляется динамизация проксимального фрагмента в послеоперационном периоде при резорбции костной ткани. Новый металлофиксатор предусматривает как пассивную динамизацию, которая осуществляется при нагрузке пациента на оперированную конечность, так и активную – за счет пружины, которая постоянно осуществляет компрессию костных отломков по оси шейки бедра.
Диафизарная накладка позволяет снять и передать часть нагрузки с шейки бедра на его диафиз и дает возможность синтезировать переломы в подвертельной области. Тем самым увеличивается возможность синтеза сложных и оскольчатых переломов, а также увеличит стабильность новой конструкции.
Единственным недостатком нового металлофиксатора является его полная ненагружаемость. Пациент сразу после оперативного вмешательства не может дать полную опору на оперированную конечность. Возможна только ходьба на костылях с частичной опорой на ногу.
Показания к применению. Предлагаемым металлофиксатором возможно синтезировать переломы шейки бедренной кости тип В2, вертельные переломы всех типов А1,А2,А3, а также подвертельные по Международной Ассоциации по изучению методов внутренней фиксации (АО/ASIF).
Также при остеосинтезе шейки бедренной кости важным фактором является время с момента возникновения перелома (ранний остеосинтез - в первые 3 дня с момента травмы до резорбции гематомы – фактора остеогенеза, также учитывается особенности кровоснабжения шейки бедренной кости).
Противопоказания к применению металлофиксатора.
Предложенный металлофиксатор противопоказан больным с:
- декомпенсированной сердечно-легочной патологией,
- переломами шейки бедра типа В1, В3 и С по классификации АО/ASIF и наличием явлений асептического некроза головки бедра. Переломы шейки бедренной кости типа В1 и В3 являются подголовчатыми и целесообразнее выполнить эндопротезирование нежели остеосинтез, вследствие отсутствия кровоснабжения головки бедра и крайне низких шансов сращения данных переломов.
- коксартрозом III-IV клинической стадии, так как сопряжен с неудовлетворительным результатом лечения и целесообразней таким больным предложить двуполюсное эндопротезирование.
Методика установки нового металлофиксатора. Предварительно перед операцией в осевое отверстие корпуса фиксатора (1) вставляется стержневой якорь 8, при этом усы – зацепы 9 стержня совмещаются с наклонными каналами 2 корпуса.
Под общей анестезией достигается репозиция костных отломков под рентген контролем (R-контроль) или контролем электронно-оптического преобразователя (ЭОП-контроль) в двух проекциях: прямой и аксиальной. Обрабатывается операционное поле, делается линейный разрез кожи в вертельной области длиной 7 см. Мягкие ткани тупо и остро разводятся. Обнажается бедренная кость в подвертельной области. Кость скелетируется (очищается от надкостницы) – ее подвертельная область от подвертельной ямки вниз на длину 5 - 6см. Из подвертельной ямки бедренной кости при помощи направителя в шейку бедренной кости проводится наводящая спица. Осуществляется R/ЭОП- контроль в прямой и аксиальной проекции. Задача хирурга провести спицу так, чтобы она проходила по центру шейки бедренной кости и в прямой, и в аксиальной проекции, а также не выходила из головки бедренной кости. Измеряется размер, на который засверлена спица. Исходя из этого размера хирург подбирает металлофиксатор нужной длины, учитывая необходимую компрессию, т.е. длина металлофиксатора не равна длине спице, находящейся в кости, а меньше ее на 0,5 – 1,0 см. Не вынимая спицы, по ней, при помощи канюлированного ручного сверла диаметром 8,8 мм формируется канал для металлофиксатора. Канал сверлится на всю длину спицы. Далее хирург, по той же наводящей спице, при помощи канюлированного ручного сверла диаметром 11,7 мм. формирует канал длиной 25мм. для фиксирующей втулки антиротационного компонента. Затем, при помощи шлицевого Т-образного ключа в сформированный канал вкручивается корпус металлофиксатора 1 при помощи шлицевого ключа. Далее на резьбовое отверстие 10 стержневого якоря 8 накручивается инструмент для установки. Затем при вращении ручки установочного инструмента его толкатель выталкивает усы-зацепы через наклонные каналы 2 корпуса 1. Далее устанавливается диафизарная накладка, таким образом, что бы шлицевой участок 14 втулочной части 13 накладки скользил по шлицевому участку 4 корпуса 1 металлофиксатора. Несущая часть диафизарной накладки 11 фиксируется к диафизу бедренной кости винтами через отверстия 12. С наружной стороны втулочной части 13 диафизарной накладки устанавливается пружина 15 и вводится винт 16. Пружина 15 располагается так, что бы одним концом упираться в торец винта 16, а другим во втулочную часть диафизарной накладки 13. Винт 16 закручивается, создавая компрессию по оси шейки бедренной кости. Рану послойно ушивают. Туалет и гемостаз раны по ходу операции. Асептическая повязка.
Методика снятия металлофиксатора. После консолидации перелома под общей анестезией, после обработки операционного поля, делают линейный разрез в вертельной области длиной 6 – 7 см. Мягкие ткани тупо и остро разводят. Обнажают и зачищают накладку антиротационного компонента. Выкручивают кортикальные винты из диафизарной накладки. Выкручивают компрессирующий винт. Удаляют антиротационнный компонент и пружину. Затем, с помощью специального устройства, навинчивающегося на металлофиксатор, втягивают усы-зацепы и вынимают стержень. Далее при помощи шлицевого ключа удаляют сам металлофиксатор. Туалет и гемостаз по ходу операции. Рану послойно ушивают. Асептическая повязка.
Проведение лабораторного исследования на механическую прочность синтеза предлагаемой конструкции
Протокол испытания экспериментального внутрикостного фиксатора для лечения перелома шейки бедра шифр Г-02СБ.
Испытания проводились в механической лаборатории на испытательных машинах марок:
- для линейных перемещений – модель РМП-500 зав. №1074,
- для ротационных перемещений – крутильная машина модель К-50 зав. №137.
Испытания проводились на материале: сосна сухая.
Результаты: Линейное перемещение фиксатора относительно образца произошло при нагрузке расстояние 210 кг. Ротационные перемещения начались при М крут. = 0,7 кг/м. Полученные данные позволяют предположить о достаточной динамической фиксации отломков с созданием ротационной стабильности.
Проведение доклинических испытаний на моделированных переломах шейки бедра у биоманекенов
Технологические особенности нового внутрикостного фиксатора для остеосинтеза перелома шейки бедренной кости отрабатывались на биоманекенах.
Исследования проводили на базе танатологического отделения бюро судебно-медицинской экспертизы г. Самары.
Эксперимент проведен на 16 тазобедренных суставах человеческих трупов. Использовали трупы людей обоего пола, как правило, старше 60 лет и умерших от острой сердечной недостаточности.
Исходя из данных литературы, кровоснабжение головки может быть повреждено и в зависимости от локализации перелома шейки может возникнуть аваскулярный некроз головки различной степени.
К стабильным субкапитальным, реже — трансцервикальным переломам, относят повреждения, при которых сохраняется сцепление между шейкой и головкой за счет вколочения (тип В1). При большинстве трансцервикальных переломов остается частичный контакт между фрагментами, однако щель в верхней части перелома видна щель (тип В2). Третья группа включает в себя все субкапитальные переломы со смещением (тип ВЗ). При переломах, относящихся к этой группе, прогноз является наихудшим.
Поэтому перелом шейки бедренной кости проводился дистальнее головки бедра. Производился при помощи пилы Джигли и остеотома.
Далее проводилась попытка ручной репозиции костных отломков путем тракции по длине за поврежденную конечность, пока ее относительная длина не будет равна длине здоровой ноги; при продолжающейся тракции ротация ноги (бедра) внутрь на 50-60°; отведение ротированной внутрь ноги на 20-30°.
В 16 случаях на контрольных рентгенограммах в 2-х проекциях (прямая и аксиальная) после остеосинтеза внутрикостным фиксатором перелома шейки бедренной кости стояние отломков удовлетворительное, диастаза между отломков не наблюдается. Под контролем ЭОП произведена динамическая визуализация места перелома после остеосинтеза предложенной конструкцией. Отмечается удовлетворительное стояние отломков в динамике, диастаза не обнаружено.
Выводы
Стабильная фиксация отломков – основное условие для консолидации любого перелома. Переломы проксимального отдела бедра срастаются достаточно медленно и поэтому требуют длительной жесткой фиксации.
Новый металлофиксатор обеспечивает жесткую надежную компрессию отломков по оси шейки бедренной кости. Металлофиксатор дает полную ротационную стабильность костных фрагментов. Металлофиксатор обладает пассивной и активной динамизацией. Конструкция металлофиксатора позволяет синтезировать сложные оскольчатые переломы.
Новым металлофиксатором возможно успешно синтезировать переломы типа В2, все типы вертельных переломов и подвертельных переломов.
Разработанная методика клинического применения стандартна и не сильно отличается от ранее известной и всеми применяемой при установке системы DHS.
Основные задачи, стоящие перед врачами и инженерами, разрабатывающими новые фиксаторы – обеспечение надежности компрессии и фиксации (осевой и ротационной) отломка к основной кости, нагружаемость системы, исключение повторных смещений. И в связи с этим как можно раньше активизировать пациента, чтобы избежать гипостатических осложнений.