Остеосинтез. Ткаченко С.С
..pdfГ Л А В А
7
ОСТЕОСИНТЕЗ ПОЛИМЕРАМИ
|
В настоящее время полимеры не |
фиксаторов |
отломков |
костей. Однако |
|||||||||||
могут конкурировать с металлически- |
это в основном металлические кон- |
||||||||||||||
ми |
фиксаторами для |
остеосинтеза. |
струкции из нержавеющей стали, ти- |
||||||||||||
Однако |
|
исключительно |
быстрые |
тана или других биоинертных спла- |
|||||||||||
темпы развития химии высокомоле- |
вов, нерассасывающихся и требую- |
||||||||||||||
кулярных |
соединений |
за последние |
щих, как правило, последующего из- |
||||||||||||
50 лет, широкое варьирование их мо- |
влечения из организма пациента. По- |
||||||||||||||
лекулярной массы и стереоструктуры, |
вторные |
оперативные |
|
вмешательства, |
|||||||||||
а также |
|
безграничные |
возможности |
направленные на удаление выполнив- |
|||||||||||
самых разнообразных сочетаний по- |
ших свою роль металлических фикса- |
||||||||||||||
лимеров определяют большой инте- |
торов, нередко являются значительно |
||||||||||||||
рес ученых и клиницистов к изучению |
более травматичными, чем сам остео- |
||||||||||||||
и внедрению в медицину этих пер- |
синтез, могут сопровождаться ослож- |
||||||||||||||
спективных материалов. |
|
|
нениями и влекут за собой увеличе- |
||||||||||||
|
В травматологии и ортопедии из- |
ние |
сроков |
стационарного |
лечения, |
||||||||||
вестно использование полимеров для |
нетрудоспособности |
и |
реабилитации |
||||||||||||
остеосинтеза в трех основных напра- |
больных. Поэтому заманчивая спо- |
||||||||||||||
влениях: полимерные фиксаторы как |
собность |
полимеров |
|
рассасываться |
|||||||||||
заменители металлических; |
химиче- |
привлекает особое внимание к их |
|||||||||||||
ский остеосинтез полимерами; адге- |
применению для |
остеосинтеза. |
|||||||||||||
зивный |
|
ультразвуковой |
остеосинтез |
Требования к остеосинтезу полиме- |
|||||||||||
полимерами. |
|
|
|
рами. Остеосинтез полимерами дол- |
|||||||||||
|
Хотя остеосинтез полимерами да- |
жен |
удовлетворять |
|
всем |
основным |
|||||||||
лек от совершенства и имеет весьма |
требованиям, предъявляемым вообще |
||||||||||||||
ограниченные показания для клиниче- |
к любому виду остеосинтеза. Кроме |
||||||||||||||
ского применения, |
перспективность |
того, определены допустимые харак- |
|||||||||||||
развития этой проблемы несомненна |
теристики, которым должны соответ- |
||||||||||||||
и |
травматологи-ортопеды |
вправе |
ствовать |
полимерные |
имплантаты. |
||||||||||
ожидать, что в ближайшее время до- |
Это, прежде всего, достаточная для |
||||||||||||||
стижения |
химии |
высокомолеку- |
фиксации отломков костей прочность |
||||||||||||
лярных соединений позволят полу- |
полимеров и относительная стабиль- |
||||||||||||||
чить синтетические материалы, отве- |
ность их физико-механических пара- |
||||||||||||||
чающие |
|
требованиям |
современного |
метров до завершения процессов кон- |
|||||||||||
остеосинтеза, ибо возможности хи- |
солидации переломов. Во-вторых, не- |
||||||||||||||
мии полимеров медицинского назна- |
обходима |
биологическая |
совмести- |
||||||||||||
чения поистине неисчерпаемы [Мов- |
мость полимеров |
с |
|
окружающими |
|||||||||||
шович И. А., Виленский Б. Я., 1978; |
тканями |
организма |
и |
биологическая |
|||||||||||
Манабу |
Саноо, 1981]. |
|
|
инертность |
при |
их |
внутритканевой |
||||||||
|
Современная травматология и ор- |
имплантации. Третьим важным тре- |
|||||||||||||
топедия располагают богатым арсе- |
бованием является способность поли- |
||||||||||||||
налом |
разнообразных |
внутренних |
мерных |
фиксаторов |
|
постепенно рас- |
сасываться и замещаться структурно |
теза: винты, болты, |
гвозди, |
балки |
|||
и функционально полноценными био- |
и комбинированные металл-поли- |
|||||
логическими тканями. При этом низ- |
мерные конструкции. |
Эксперимен- |
||||
комолекулярные |
продукты |
биоде- |
тально и клинически доказана воз- |
|||
струкции и биодеградации в процессе |
можность |
использования фиксаторов |
||||
старения полимеров не должны обла- |
из полиамида-12 при косых, косопо- |
|||||
дать общими или местными токсиче- |
перечных и винтообразных переломах |
|||||
скими, аллергическими или канцеро- |
длинных трубчатых костей. Упру- |
|||||
генными свойствами. |
|
гость полимерных фиксаторов из по- |
||||
Использование |
полимерных |
фик- |
лиамида-12 обеспечивает успешное их |
|||
саторов при остеосинтезе вполне до- |
применение при остеосинтезе в мета- |
|||||
пустимо, если они или их компоненты |
физарных |
отделах, |
особенно |
при |
при рассасывании не замедляют про- |
переломах хирургической шейки пле- |
|||||||||||||||||||
цессы репаративной регенерации кост- |
чевой кости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ной ткани. |
|
|
|
|
|
|
|
Известно |
использование |
|
для |
|||||||||
Полимерные |
фиксаторы |
должны |
остеосинтеза специальных лент из по- |
|||||||||||||||||
также |
быть |
технологичными, |
т. е. |
лиэтилентерефталата |
(ПЭТФ, |
|
лав- |
|||||||||||||
простыми и доступными в изготовле- |
сан). Синтезированное в лаборатории |
|||||||||||||||||||
нии, при стерилизации и применении |
высокомолекулярных соединений АН |
|||||||||||||||||||
при остеосинтезе. |
|
|
|
|
СССР лавсановое волокно получило |
|||||||||||||||
Желательно, |
чтобы |
полимерные |
широкое распространение в пластиче- |
|||||||||||||||||
материалы для остеосинтеза облада- |
ской хирургии. |
Для |
травматологии |
|||||||||||||||||
ли бактерицидными свойствами и со- |
и ортопедии разработаны и выпу- |
|||||||||||||||||||
держали |
вещества, |
стимулирующие |
скаются |
отечественной промышлен- |
||||||||||||||||
остеорепарацию. |
|
|
|
|
|
ностью тканные мелкоячеистые лав- |
||||||||||||||
Полимерные фиксаторы. В каче- |
сановые ленты ЦИТО и плетено- |
|||||||||||||||||||
стве фиксаторов как заменителей ме- |
тканные крупноячеистые лавсановые |
|||||||||||||||||||
талла |
наибольшее |
распространение |
ленты «ЦИТО-Север». Физико-меха- |
|||||||||||||||||
получили |
конструкционный |
термо- |
нические |
свойства |
лавсановых |
лент |
||||||||||||||
пласт полиамид-12 (П-12), |
спе- |
обеспечивают их относительную ста- |
||||||||||||||||||
циальные лавсановые ленты и рас- |
бильность |
в |
биологических |
|
средах, |
|||||||||||||||
сасывающиеся штифты |
на |
основе |
биоинертность, |
|
биосовместимость |
|||||||||||||||
сополимера |
N-винилпирролидона |
и |
возможность |
|
их |
стерилизации. |
||||||||||||||
и метилметакрилата [Волков М. В., |
В костной ткани лавсановые ленты |
|||||||||||||||||||
Любошиц |
Н. А., |
1979]. |
|
|
|
частично прорастают фиброзной со- |
||||||||||||||
Полиамид-12 характеризуется сле- |
единительной тканью. Возможно ис- |
|||||||||||||||||||
дующими |
|
физико-механическими |
пользование |
лавсановых |
лент |
для |
||||||||||||||
свойствами: |
плотность — 1,02 |
г/см3; |
серкляжного шва при кососпи- |
|||||||||||||||||
температура |
плавления — 178 °С. Во- |
ральных переломах длинных труб- |
||||||||||||||||||
достойкость, |
высокая |
стабильность |
чатых костей и для лавсанодеза |
|||||||||||||||||
и прочность свойственны этому мате- |
костных |
фрагментов |
при |
остеотомии, |
||||||||||||||||
риалу. Его показатели в воде: водо- |
например при операции Мак-Марри. |
|||||||||||||||||||
поглощение |
при |
20 °С— 1,5; |
предел |
При этом следует принимать во вни- |
||||||||||||||||
текучести — 450 кгс/см2; предел проч- |
мание, что в 1-й месяц после остео- |
|||||||||||||||||||
ности при растяжении — 550 кгс/см2; |
синтеза удлинение лавсановой |
ленты |
||||||||||||||||||
относительное |
удлинение — 230 %, |
может существенно снижать про- |
||||||||||||||||||
предел |
прочности |
при |
изгибе — 680 |
чность |
фиксации |
отломков |
|
костей, |
||||||||||||
кгс/см2; |
|
удельная ударная |
вяз- |
а наличие серкляжного шва из ста- |
||||||||||||||||
кость — 20 |
кгс/см2 |
и |
коэффициент |
бильной |
|
лавсановой |
ленты |
чревато |
||||||||||||
трения — 0,12. |
|
|
|
|
|
дистрофическими |
|
|
расстройствами |
|||||||||||
Полиамид-12 |
|
перерабатывается |
в |
кортикальной |
пластинке |
длинной |
||||||||||||||
литьем под давлением и экструзией, |
трубчатой кости, уменьшением ее ме- |
|||||||||||||||||||
что позволяет изготавливать из него |
ханической |
прочности, |
патологиче- |
|||||||||||||||||
различные |
фиксаторы для |
остеосин- |
скими переломами. |
|
|
|
|
|
Учитывая растяжимость лавсаснижается почти в 2 раза. Это подновых лент, их применение при тверждается клиническими наблюде-
остеосинтезе требует оснащения спе- |
ниями использования рассасываю- |
||
циальным |
инструментарием, обеспе- |
щихся штифтов для остеосинтеза при |
|
чивающим |
достаточное натяжение |
обширных дефектах после |
открытых |
при завязывании узлов, прошивании |
осложненных переломов |
длинных |
|
или сваривании концов ленты. |
трубчатых костей. |
|
|
Во Всесоюзном научно-исследова- |
К положительным качествам по- |
тельском испытательном институте лимерных штифтов можно отнести
медицинской |
|
техники |
(ВНИИИМТ) |
их способность рассасываться и заме- |
||||||||||||||
Минздрава СССР разработаны рас- |
щаться в биологических тканях, пла- |
|||||||||||||||||
сасывающиеся |
|
полимерные |
штифты |
стичность |
материала, |
позволяющая |
||||||||||||
на основе сополимера N-винилпирро- |
моделировать |
|
фиксаторы |
во |
время |
|||||||||||||
лидона и метилметакрилата, армиро- |
операции, доступность и сравнитель- |
|||||||||||||||||
ванного |
полиамидным |
|
волокном. |
ная технологичность |
производства. |
|||||||||||||
В модельных средах и при импланта- |
В то же время большая деформация |
|||||||||||||||||
ции в биологические ткани они набу- |
и |
текучесть |
существенно |
затрудняют |
||||||||||||||
хают, затем подвергаются биодегра- |
интрамедуллярное |
введение |
рассасы- |
|||||||||||||||
дации. По данным гравиметрии, мак- |
вающихся штифтов, требуют исполь- |
|||||||||||||||||
симальный |
|
|
градиент |
|
изменения |
зования специальных |
направителей- |
|||||||||||
массы рассасывающихся штифтов на- |
набойников. При вынужденном уда- |
|||||||||||||||||
блюдается в первые 3 — 10 сут с по- |
лении |
рассасывающихся штифтов из |
||||||||||||||||
следующей |
стабилизацией |
скорости |
канала |
трубчатой |
кости |
встречаются |
||||||||||||
деструкции. Продукты биодеградации |
серьезные технические трудности. |
|||||||||||||||||
не оказывают |
выраженного общего |
|
Химический |
остеосинтез |
полимера- |
|||||||||||||
или местного токсического воздей- |
ми. Идея соединять отломки костей |
|||||||||||||||||
ствия на организм больного. |
при переломах с помощью склеиваю- |
|||||||||||||||||
Различные модификации рассасы- |
щих веществ имеет большую исто- |
|||||||||||||||||
вающихся |
штифтов |
(рентгенокон- |
рию, сведения об эмпирических по- |
|||||||||||||||
трастные, с антисептиком или био- |
пытках претворить ее в практику |
|||||||||||||||||
стимуляторами, с электропроводным |
содержатся в древних рукописях. Но |
|||||||||||||||||
покрытием) |
успешно |
|
применялись |
первое научное сообщение об успеш- |
||||||||||||||
при интрамедуллярном |
|
остеосинтезе |
ном клиническом применении сте- |
|||||||||||||||
бедренной и большеберцовой костей, |
рильного |
рассасывающегося |
клея |
|||||||||||||||
костей предплечья, ключицы, мелких |
«Осакол» относится к 1931 г. и связа- |
|||||||||||||||||
трубчатых костей кисти и стопы, при |
но с именем Hedri. В 1936 г. Г. Л. |
|||||||||||||||||
переломах |
в |
области голеностопного |
Шапиро представил данные о благо- |
|||||||||||||||
сустава. В зависимости от размеров |
приятных результатах |
использования |
||||||||||||||||
и особенностей наружного покрытия |
неолейкорита |
при |
лечении |
больных. |
||||||||||||||
рассасывание штифтов происходит от |
Однако только с 1956 г., после опу- |
|||||||||||||||||
4 мес до 2 лет с постепенным заме- |
бликования работы проф. Г. В. Го- |
|||||||||||||||||
щением фиброзно-костной тканью, |
ловина «О |
возможности |
склеивания |
|||||||||||||||
среди которой длительно сохраняют- |
костей при переломах», началось все- |
|||||||||||||||||
ся фрагменты армировавших штифты |
стороннее изучение проблемы склеи- |
|||||||||||||||||
полиамидных |
|
волокон. |
Замедление |
вания |
биологических |
тканей. |
Заслуга |
|||||||||||
процессов |
репаративной |
регенерации |
развития |
химического |
остеосинтеза |
|||||||||||||
костной ткани при остеосинтезе рас- |
(склеивания костей) принадлежит со- |
|||||||||||||||||
сасывающимися штифтами не уста- |
ветским ученым. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
новлено. |
|
|
|
|
|
|
|
|
С достижениями химии полиме- |
|||||||||
Доказано, |
|
что |
при |
|
остеосинтезе |
ров |
изменились |
и |
используемые |
|||||||||
полимерными |
рассасывающимися |
в |
костной |
хирургии |
синтетические |
|||||||||||||
штифтами с антисептическим покры- |
препараты. На смену |
механическому |
||||||||||||||||
тием диоксидином |
частота |
гнойных |
остеосинтезу |
|
полимерами |
появился |
||||||||||||
осложнений в инфицированных ранах |
адгезивный |
остеосинтез |
акриловыми |
производными, эпоксидными и поучитывать особенности протекания лиуретановыми смолами и, наконец, реакции полимеризации склеивающих цианоакрилатными композициями. препаратов (экзотермичность, скоПервыми, как у нас в стране, так рость), прочность адгезии и когезии,
и за рубежом, для полимерного их работоспособность во влажной
остеосинтеза |
начали |
|
использовать |
среде. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
быстротвердеющие препараты на ос- |
Отвердение |
акрилатов, эпоксид- |
|||||||||||||||||
нове |
метилметакрилата |
(стиракрил, |
ных и полиуретановых |
препаратов |
|||||||||||||||
осакрил, |
палапоит, |
палавит, |
палакос |
сопровождается ярко выраженной эк- |
|||||||||||||||
и др.). С 1956 г. в СССР проводились |
зотермической реакцией, существенно |
||||||||||||||||||
широкие |
испытания |
отечественного |
зависимой от соотношения компонен- |
||||||||||||||||
эпоксидного препарата |
«Остеопласт», |
тов, количества отвердителя или ка- |
|||||||||||||||||
а двумя годами позже за рубежом |
тализатора, от массы полимеризуе- |
||||||||||||||||||
появились первые сообщения о при- |
мого препарата (рис. 20). При этом |
||||||||||||||||||
менении при операциях на костях |
температура |
полимеризации |
превы- |
||||||||||||||||
препарата |
на |
|
основе |
полиуретана |
шает порог коагуляции белков, что |
||||||||||||||
«Остамер» и эпоксидного клея «Aral- |
сопровождается ожогами и некрозом |
||||||||||||||||||
dite AW-120». Однако уже в 60-х го- |
окружающих полимер тканей. |
|
|||||||||||||||||
дах |
цианоакрилатные |
соединения |
Микробиологическими |
исследова- |
|||||||||||||||
(циакрин, М-2-Ц, истмэн-910, кодак, |
ниями установлены микробная за- |
||||||||||||||||||
биобонд, |
Apon-alpha-A |
«Санкио» |
грязненность, преимущественно кок- |
||||||||||||||||
и др.), выгодно отличающиеся физи- |
ковой |
флорой, |
большинства |
||||||||||||||||
ко-химическими и биологическими |
порошкообразных полимеров и |
смол |
|||||||||||||||||
свойствами, вытесняют своих пред- |
адгезивных препаратов и стериль- |
||||||||||||||||||
шественников. |
|
|
|
|
|
|
ность их мономеров и отвердителей. |
||||||||||||
Создание |
советскими |
учеными |
В |
посевах |
со |
свежеприготовленных |
|||||||||||||
новых способов ускорения полимери- |
акрилатов, эпоксидов и полиуретанов |
||||||||||||||||||
зации с помощью ультразвука в зна- |
определяется рост микробных коло- |
||||||||||||||||||
чительной мере способствовало рас- |
ний. Цианоакрилаты отличаются вы- |
||||||||||||||||||
ширению |
возможностей |
применения |
раженными |
|
бактериостатическими |
||||||||||||||
цианоакрилатных композиций в кост- |
и бактерицидными свойствами. По- |
||||||||||||||||||
ной хирургии. |
|
|
|
|
|
этому при использовании быстро- |
|||||||||||||
Первая в мире научная работа |
твердеющих |
акрилатов, |
эпоксидных |
||||||||||||||||
«Остеосинтез |
и заполнение |
дефектов |
и полиуретановых препаратов для хи- |
||||||||||||||||
костей |
с |
помощью |
ультразвуковой |
мического |
остеосинтеза |
необходима |
|||||||||||||
сварки» была опубликована В. А. По- |
их тщательная стерилизация, а при- |
||||||||||||||||||
ляковым в 1969 г., а в 1972 г. за раз- |
менение |
цианоакрилатов |
возможно |
||||||||||||||||
работку и применение в клинической |
без |
дополнительной |
их |
обработки. |
|||||||||||||||
практике |
методов |
|
ультразвукового |
|
Выделяют |
три основных |
способа |
||||||||||||
соединения костей |
после переломов, |
химического |
остеосинтеза: |
интраме- |
|||||||||||||||
ортопедических и торакальных опера- |
дуллярный |
(рис. 21, а), экстракорти- |
|||||||||||||||||
ций, воссоздание костной ткани при |
кальный (рис. 21,6) и интерпози- |
||||||||||||||||||
заболеваниях |
и |
|
дефектах |
костей, |
ционный (рис. 21, в). Биомеханические |
||||||||||||||
а также ультразвуковой резки живых |
параметры |
подтверждают |
возмож- |
||||||||||||||||
биологических |
тканей |
творческий |
ность создания достаточно прочного |
||||||||||||||||
коллектив в составе акад. АМН |
соединения |
костных |
отломков |
при |
|||||||||||||||
СССР М. В. Волкова, чл.-кор. АН |
интрамедуллярном |
|
остеосинтезе |
||||||||||||||||
СССР Г. А. Николаева, профессоров |
акрилатами, эпоксидами и полиурета- |
||||||||||||||||||
В. А. Полякова и В. И. Петрова, до- |
нами и при интерпозиционном остео- |
||||||||||||||||||
центов Г. Г. Чемянова и В. И. Ло- |
синтезе — цианоакрилатами. |
Однако |
|||||||||||||||||
щилова был удостоен Государствен- |
заполнение |
|
|
мозговой |
|
полости |
|||||||||||||
ной премии СССР. |
|
|
|
|
длинных |
трубчатых |
костей |
жидким |
|||||||||||
Рассматривая |
проблему |
химиче- |
адгезивом |
|
является |
травматичным |
|||||||||||||
ского |
|
|
остеосинтеза, |
необходимо |
вмешательством. |
Совершенно |
необ- |
Рис. 20. Графическое изображение зависимос- |
Рис. 21. Основные способы химического |
||||||||||
ти экзотермичности полимеризации от объ- |
остеосинтеза. |
|
|||||||||
ема адгезивного препарата (стиракрил). |
Объяснение в тексте. |
||||||||||
ходимое высушивание и обезжирива- |
|
|
|
||||||||
ние при подготовке костного ложа, |
|
|
|
||||||||
адгезивная интимная связь препарата |
|
|
|
||||||||
с ним на большом протяжении со |
|
|
|
||||||||
стороны |
эндоста, |
экзотермичность |
|
|
|
||||||
полимеризации — все |
это |
неблаго- |
|
|
|
||||||
приятно |
влияет |
на |
остеорепарацию. |
|
|
|
|||||
Кортикальная пластинка после ин- |
|
|
|
||||||||
трамедуллярного |
|
химического остео- |
|
|
|
||||||
синтеза акрилатами, |
эпоксидами |
или |
|
|
|
||||||
полиуретанами, как правило, секве- |
Рис. 22. Секвестрация кортикальной плас- |
||||||||||
стрируется (рис. |
22). |
|
|
|
тинки после интрамедуллярного |
химического |
|||||
При экстракортикальном и интер- |
остеосинтеза. |
|
|||||||||
|
|
|
|||||||||
позиционном |
остеосинтезе |
отвердев- |
Гистотопограмма. Ван-Гизон. Ув. 12. |
||||||||
ший полимер является интерпозитом, |
Но при этом прочность фиксации |
||||||||||
препятствующим врастанию соедини- |
|||||||||||
тельной ткани и формированию кост- |
весьма незначительна и |
наибольших |
|||||||||
ной мозоли. Только композиции на |
своих значений достигает в течение |
||||||||||
основе |
цианоакрилатов |
обладают |
24-48 ч. |
|
|
||||||
бактерицидными |
|
свойствами |
при |
Адгезивный |
ультразвуковой остео- |
||||||
биодеструкции |
в |
тканях, |
способны |
синтез. Известны адсорбционно-моле- |
|||||||
рассасываться |
и |
замещаться костной |
кулярная, электрическая, диффузион- |
||||||||
тканью |
(рис. |
23). |
|
|
|
|
|
ная и комбинированная теории адге- |
|||
В настоящее время для химическо- |
зии полимеров. Механизмы адгезив- |
||||||||||
го остеосинтеза могут быть рекомен- |
ного соединения чрезвычайно сложны |
||||||||||
дованы |
только |
|
цианоакрилатные |
и зависят от многих факторов: |
|||||||
композиции (МК-7, МК-9). Их ис- |
свойств адгезива, особенностей склеи- |
||||||||||
пользование |
может |
быть |
успешным |
ваемых поверхностей, характера гра- |
|||||||
при остеосинтезе |
мелких |
трубчатых |
ницы раздела «адгезив-субстрат». |
||||||||
костей, для фиксации ненагрузочных |
Воздействуя химическими или фи- |
||||||||||
костных |
фрагментов, |
особенно |
при |
зическими агентами (катализаторами, |
|||||||
внутрисуставных переломах (рис. |
24). |
ингибиторами, |
теплом, |
давлением, |
Рис. 23. Интерпозиционный химический остеосинтез цианоакрилатами.
а — инкапсуляция полимера тонкостенной фиброзной капсулой; б — пластинчатая костная мозоль соединяет костные отломки; в —замещение полимера полиморфной фиброзно-костнохрящевой тканью. Гематоксилин и эозин. Ув. 200.
Рис. 24. Рентгенограмма больной с закрытым переломом головчатого возвышения мыщелка плечевой кости при поступлении (а) и после интерпозиционного химического остеосинтеза цианоакрилатами (б).
током высокой частоты, оптическими |
положительные эффекты воздействия |
|||||
квантовыми |
генераторами, |
ультра- |
ультразвука на биологические ткани. |
|||
звуком и др.), возможно управление |
Новый метод адгезивного ультра- |
|||||
различными |
механизмами |
полимери- |
звукового остеосинтеза начали разра- |
|||
зации мономеров. Весьма перспек- |
батывать в 1964 г. на кафедре трав- |
|||||
тивным оказалось использование для |
матологии ЦОЛИУВ В. А. Поляков |
|||||
этих целей ультразвука, механиче- |
и Г. Г. Чемянов и в МВТУ имени |
|||||
ское, физико-химическое и тепловое |
Н. Э. Баумана Г. А. |
Николаев и |
||||
действие которого известны и широ- |
В. И. Лощилов. В 1967 и 1970 гг. Ко- |
|||||
ко используются в физиотерапии. |
митет по делам изобретений и откры- |
|||||
Описаны |
обезболивающий, |
метабо- |
тий выдал авторские |
свидетельства |
||
лический, |
антимикробный, |
стимули- |
СССР № 263074 и 312601 за разра- |
|||
рующий |
остеорепарацию |
и |
другие |
ботку нового способа |
фиксации ко- |
стей, названного авторами ультразву- |
В качестве наполнителей возмож- |
|||||||||||
ковой сваркой, а Министерство здра- |
но использование гранул или волокон |
|||||||||||
воохранения СССР разрешило его ис- |
аллогенной костной стружки, микро- |
|||||||||||
пользование в клинической практике. |
капсулированных солей кальция и др. |
|||||||||||
Сущность ультразвуковой сварки |
Ускоренная полимеризация с по- |
|||||||||||
костей (ультразвукового адгезивного |
мощью |
ультразвука |
при |
адгезивном |
||||||||
остеосинтеза) заключается в том, что |
остеосинтезе может обеспечивать бы- |
|||||||||||
электрические колебания, |
вырабаты- |
струю и достаточно прочную фикса- |
||||||||||
ваемые генератором, подают на об- |
цию костных отломков или осколков |
|||||||||||
мотку |
магнитостриктора, |
|
который |
на операционном столе и снижение |
||||||||
преобразует их в механические. Меха- |
экспозиции относительно токсичного |
|||||||||||
нические колебания трансформируют- |
мономера-адгезива на раневые по- |
|||||||||||
ся с помощью волновода-концентра- |
верхности. |
|
|
|
|
|
|
|||||
тора и передаются на смесь адгезив- |
Адгезивный |
ультразвуковой |
ос- |
|||||||||
ного цианоакрилатного мономера с |
теосинтез |
сопровождается |
заполне- |
|||||||||
наполнителем, помещенную в область |
нием полостей, пор и каналов соеди- |
|||||||||||
перелома. |
|
|
|
няемых костных поверхностей биопо- |
||||||||
Под действием механических коле- |
лимерным конгломератом и форми- |
|||||||||||
баний ускоряется полимеризация мо- |
рованием достаточно прочных меха- |
|||||||||||
номера |
и формируется полимерный |
нических и химических связей. Всякое |
||||||||||
конгломерат, соединяющий |
костные |
действие |
характеризуется |
противо- |
||||||||
фрагменты. |
|
|
|
действием, |
и |
повышение |
прочности |
|||||
Целесообразно |
использование |
соединения неизбежно связано с из- |
||||||||||
ультразвуковых |
установок |
типа |
менением |
давления |
в |
пограничной |
||||||
УРСК-7Н или УЗГ-2-04 с рабочим |
с полимером зоне. Судьба биологиче- |
|||||||||||
диапазоном частот от 20 до 50 кГц |
ских клеток и тканей, длительно на- |
|||||||||||
и амплитудой механических колеба- |
ходящихся под воздействием механи- |
|||||||||||
ний торца волновода-концентратора |
ческого давления на большом протя- |
|||||||||||
40—60 мкм. Введение энергии с по- |
жении контакта с полимером, извест- |
|||||||||||
мощью ультразвука в жидкий адге- |
на — наступают необратимые трофи- |
|||||||||||
зивный мономер создает явления ло- |
ческие расстройства и они погибают. |
|||||||||||
кальной кавитации, возникают аку- |
Следовательно, допустимым является |
|||||||||||
стические потоки, переменные коле- |
адгезивное соединение с биологиче- |
|||||||||||
бательные ускорения и знакопере- |
ски целесообразной прочностью. Чем |
|||||||||||
менные |
давления. |
Исследованиями |
на большей поверхности выполняется |
|||||||||
с помощью электронного парамаг- |
адгезивный ультразвуковой остеосин- |
|||||||||||
нитного резонанса доказано, что при |
тез, тем выше первоначальная проч- |
|||||||||||
этом разрываются связи в мономере |
ность соединения, но и в большей |
|||||||||||
и образуются свободные |
радикалы, |
степени выражены и раньше на- |
||||||||||
происходит перемешивание |
мономе- |
чинаются процессы отторжения, сни- |
||||||||||
ра, интенсификация процессов кон- |
жается |
прочность |
биополимерного |
|||||||||
вективной диффузии активных ради- |
конгломерата в живых тканях. |
|
||||||||||
калов адгезива и тем самым уско- |
В сроки от 1 нед до 1,5 мес биопо- |
|||||||||||
ряется полимеризация цианоакрилат- |
лимерный |
конгломерат |
набухает, |
|||||||||
ной композиции. |
|
|
|
фрагментируется и |
отслаивается от |
|||||||
Под воздействием ультразвука по- |
материнского |
костного |
|
ложа |
(рис. |
|||||||
вышается средняя глубина проникно- |
25), |
инкапсулируется |
|
фиброзной |
||||||||
вения мономера в костную ткань, ко- |
тканью. |
Его |
полное |
рассасывание |
||||||||
торая может достигать 150—200 мкм. |
и замещение протекают многие ме- |
|||||||||||
При интенсивности ультразвука в зо- |
сяцы. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
не контакта с костью около 0,8—1 |
Остеогенетическая функция |
лио- |
||||||||||
Вт/см2 температура в полимеризую- |
филизированной аллогенной костной |
|||||||||||
щемся |
конгломерате не |
превышает |
стружки при адгезивном ультразвуко- |
|||||||||
50-70°С. |
|
|
|
вом остеосинтезе |
не |
наблюдается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и перестройки биополимерного кон- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гломерата, первоначальная прочность |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которого не компенсируется за счет |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фиброзных |
волокон, |
прорастающих |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в полимер значительно позже его |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фрагментации. |
Следовательно, |
для |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
активации |
репаративной |
регенерации |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
костной ткани и сращения отломков |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
костей их соединение должно быть |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выполнено на небольшом протяже- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нии, а раневые поверхности костных |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фрагментов на большей части не |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разъединены массами биополимерно- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го конгломерата. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая |
перечисленные |
фак- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
торы, правомочно выделить принци- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пиально важные условия, соблюдение |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которых позволяет обеспечить реали- |
|||||||||||
Рис. |
25. Набухание |
и |
частичная отслойка |
зацию основных требований опера- |
||||||||||||||||||
биополимерного конгломерата после ультра- |
тивного соединения костных фраг- |
|||||||||||||||||||||
|
звукового адгезивного остеосинтеза. |
|
ментов при адгезивном ультразвуко- |
|||||||||||||||||||
Растровая |
электронная микрофотограмма. |
Ув. |
вом остеосинтезе. В |
первую очередь |
||||||||||||||||||
к ним |
следует |
отнести |
следующие: |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3000. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Относительно небольшие на- |
|||||||||||
Окруженные |
массами |
полимера |
ее |
грузки или смещающие усилия на |
||||||||||||||||||
фрагменты |
подвергаются |
некробио- |
область |
соединения |
отломков |
или |
||||||||||||||||
тическим |
|
изменениям, |
|
некротизи- |
осколков кости. Попытки адгезивно- |
|||||||||||||||||
руются и со временем постепенно |
го |
ультразвукового |
|
остеосинтеза |
||||||||||||||||||
резорбируются. |
|
|
|
|
|
|
длинных трубчатых костей в диафи- |
|||||||||||||||
|
Избыточная |
интерпозиция |
биопо- |
зарном отделе не оправданы и, как |
||||||||||||||||||
лимерного конгломерата между ра- |
правило, обречены на неудачу. |
|
||||||||||||||||||||
невыми поверхностями кости препят- |
2. |
Создание |
надежного |
контакта |
||||||||||||||||||
ствует остеорепарации, в этих слу- |
раневых поверхностей кости на боль- |
|||||||||||||||||||||
чаях наблюдается замедленная консо- |
шом |
протяжении |
при |
минимальной |
||||||||||||||||||
лидация |
или |
формирование |
ложных |
площади |
адгезивного |
ультразвуково- |
||||||||||||||||
суставов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го соединения. Интерпозиция биопо- |
||||||||||||
|
Воздействие механических колеба- |
лимерного |
конгломерата |
является |
||||||||||||||||||
ний непосредственно на костные от- |
препятствием для процессов репара- |
|||||||||||||||||||||
ломки при адгезивном ультразвуко- |
тивной регенерации и замедляет кон- |
|||||||||||||||||||||
вом остеосинтезе, по данным растро- |
солидацию отломков костей. Гидро- |
|||||||||||||||||||||
вой электронной микроскопии, сопро- |
лиз и резорбция избыточных коли- |
|||||||||||||||||||||
вождается |
локальным |
повреждением |
честв |
биополимера |
в |
биологических |
||||||||||||||||
сосудисто-нервных окончаний в над- |
тканях сопровождаются |
проявления- |
||||||||||||||||||||
костнице, что клинически проявляется |
ми местных токсических свойств циа- |
|||||||||||||||||||||
обезболивающим эффектом в |
ранние |
ноакрилатных композиций. |
|
|
||||||||||||||||||
сроки после операции. Эти сенси- |
3. Обязательное сочетание адге- |
|||||||||||||||||||||
тивные |
изменения |
носят |
временный |
зивного |
ультразвукового |
остеосинте- |
||||||||||||||||
обратимый характер, и через несколь- |
за с надежной внешней иммобилиза- |
|||||||||||||||||||||
ко |
суток |
болевая |
чувствительность |
цией на протяжении средних сроков |
||||||||||||||||||
восстанавливается. |
|
|
|
|
|
сращения |
переломов. |
|
Исключение |
|||||||||||||
|
Результаты |
биомеханических |
ис- |
могут |
составлять |
случаи |
фиксации |
|||||||||||||||
следований не позволяют рассчиты- |
небольших костных фрагментов не- |
|||||||||||||||||||||
вать на длительное сохранение проч- |
опорных отделов кости при отсут- |
|||||||||||||||||||||
ности |
в |
|
процессе |
рассасывания |
ствии смещающих нагрузок. |
|
Рис. 26. Схема адгезивного ультразвукового остеосинтеза.
а — перелом внутренней лодыжки;
б— лодыжка фиксирована биополимерным конгломератом в пазах.
4. Обоснованное и целесообразное |
до 20 х 6 мм. Гемостаз, высушивание |
||||||||||||||||
сочетание и комбинирование спосо- |
и |
обезжиривание |
|
соединяемых |
|||||||||||||
бов |
адгезивного |
ультразвукового |
костных поверхностей достигают на- |
||||||||||||||
остеосинтеза с известными опера- |
ложением |
жгута |
и |
использованием |
|||||||||||||
тивными |
|
способами |
|
фиксации |
марлевых |
|
тампонов |
со |
|
спиртом |
|||||||
костных |
отломков. |
|
|
|
|
и эфиром. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Основные показания для адгезивно- |
После |
|
тщательной |
подготовки |
|||||||||||||
го |
ультразвукового |
остеосинтеза: |
стенки костного ложа смачивают не- |
||||||||||||||
оперативное |
|
лечение |
оскольчатых |
сколькими каплями мономера-адгези- |
|||||||||||||
внутрисуставных переломов, |
фикса- |
ва, затем пазы заполняют смесью |
|||||||||||||||
ция небольших костных транспланта- |
лиофилизированной аллогенной кост- |
||||||||||||||||
тов при костной пластике, фиксация |
ной стружки с цианокрилатным мо- |
||||||||||||||||
мелких и средних осколков к мате- |
номером в соотношении 1:1 и, соз- |
||||||||||||||||
ринскому костному ложу в сочетании |
давая |
контакт рабочей поверхности |
|||||||||||||||
с основными |
видами |
остеосинтеза |
волновода-концентратора со смесью, |
||||||||||||||
при |
многооскольчатых |
|
переломах, |
последнюю «озвучивают» до образо- |
|||||||||||||
создание неподвижности и дополни- |
вания твердого конгломерата. В ре- |
||||||||||||||||
тельная фиксация при комбинирован- |
зультате этого мостик из отвердев- |
||||||||||||||||
ном остеосинтезе, временное замеще- |
шего |
биополимерного |
конгломерата |
||||||||||||||
ние костных полостей. |
|
|
|
достаточно прочно, не образуя боль- |
|||||||||||||
Безусловно, что адгезивный уль- |
шой |
интерпозиции |
между |
раневыми |
|||||||||||||
тразвуковой остеосинтез во всех слу- |
поверхностями, |
фиксируют |
костные |
||||||||||||||
чаях показан только тогда, когда |
фрагменты |
(рис. |
26). |
|
|
|
|||||||||||
применение уже испытанных и заре- |
Р е з у л ь т а т ы . |
|
Использование |
||||||||||||||
комендовавших себя оперативных ме- |
адгезивного |
ультразвукового остео- |
|||||||||||||||
тодов затруднено, невозможно или |
синтеза по строгим показаниям по- |
||||||||||||||||
малоэффективно. |
|
|
|
|
зволяет получить хорошие анатомо- |
||||||||||||
М е т о д и к а |
а д г е з и в н о г о |
функциональные результаты (рис. 27, |
|||||||||||||||
у л ь т р а з в у к о в о г о |
о с т е о с и н - |
28), особенно при оскольчатых вну- |
|||||||||||||||
теза . После открытой репозиции |
трисуставных переломах. Его приме- |
||||||||||||||||
костные |
фрагменты |
адаптируют и |
нение как |
самостоятельного |
метода |
||||||||||||
удерживают |
с |
помощью |
однозубых |
фиксации костных фрагментов обес- |
|||||||||||||
крючков, спиц или шила. На поверх- |
печивает |
восстановление |
конгруэнт- |
||||||||||||||
ности кости в кортикальной пластин- |
ности суставных поверхностей, необ- |
||||||||||||||||
ке через линию перелома ультразву- |
ходимую прочность в сочетании с |
||||||||||||||||
ковой пилой |
или |
долотом |
готовят |
внешней иммобилизацией для удер- |
|||||||||||||
2 — 3 |
паза, |
в |
зависимости |
от |
протя- |
жания костных осколков и тем са- |
|||||||||||
женности и формы линии излома, на |
мым |
способствует |
их |
консолидации |
|||||||||||||
глубину 2 — 4 мм размерами от 10 х 2 |
в оптимальные сроки и ранней реаби- |
Рис. 27. Рентгенограмма больного с изолированным переломом внутренней лодыжки после адгезивного
ультразвукового остеосинтеза (а) и через 1,5 мес— сращение отломков большеберцовой кости (б).
Рис. 28. Рентгенограмма больного с закрытым осколь-
чатым переломом наружной части мыщелка плечевой
кости при поступлении (а) и
после адгезивного ультразвукового остеосинтеза (б).
литации больных. Отсутствует необ- |
шает результаты оперативных вме- |
||||||||
ходимость во 2-й |
операции — удале- |
шательств. |
|
|
|
|
|||
нии металлических фиксаторов, со- |
Сочетание адгезивного ультразву- |
||||||||
кращается срок стационарного лече- |
кового остеосинтеза одних из элемен- |
||||||||
ния. |
|
|
|
тов |
многокомпонентных переломов, |
||||
Комбинированный |
адгезивный |
например в области локтевого, голе- |
|||||||
ультразвуковой |
остеосинтез, |
когда |
ностопного |
или коленного |
суставов, |
||||
отломки кости фиксируют металличе- |
с |
металлоостеосинтезом |
|
других |
|||||
скими конструкциями, |
а осколки — |
костных отломков |
оправдано |
только |
|||||
биополимерным конгломератом, зна- |
при |
оскольчатых |
переломах, |
когда |
|||||
чительно расширяет |
возможности |
применение |
традиционных |
способов |
|||||
и эффективность |
основных |
методов |
не представляется возможным. |
||||||
остеосинтеза, способствует их обез- |
Ошибки |
и осложнения. |
Ошибки |
||||||
движиванию и благоприятному тече- |
при |
адгезивном |
ультразвуковом |
нию репаративной регенерации, улучостеосинтезе можно условно разде-