Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы применения композиционных материалов из никелида титана при лечении ортопедических заболеваний костной ткани у детей (обзор литературы) 15
1.1. Современное состояние проблемы хирургического лечения ортопедических заболеваний костной системы у детей .15
1.2. Характеристика биосовместимых композиционных материалов из никелида титана 29
1.3. Применение материалов из никелида титана в медицине 31
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования .34
2.1. Дизайн и общая характеристика клинического материала и методов исследо-вани .34
2.2. Методы исследования
2.2.1. Лучевые методы обследования больных с воронкообразными деформациями грудной клетки .38
2.2.2. Методы обследования больных с килевидной деформацией грудной клет-ки .42
2.2.3. Методы обследования и диспластическим коксартрозом .45
2.2.4. Методы обследования больных с костными кистами и несовершенным остеогенезом 50
2.2.5. Морфологические методы исследования в эксперименте 51
2.3. Статистические методы исследования .52
Глава 3. Экспериментально-морфологическое исследование остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств усовершенствованных биосовместимых композиционных материалов из никелида титана в условиях роста и созревания тканей .54
3.1. Общая характеристика проведенных экспериментальных исследований 54
3.2. Морфологическое исследование остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств гранул пористого никелида титана в условиях роста и созревания кости 56
3.3. Морфологическое исследование остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств композитов из пористого никелида титана в условиях роста и созревания кости 57
3.4. Морфологическое исследование остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств гладких материалов из никелида титана в условиях роста и созревания ко-ко-сти 60
ГЛАВА 4. Разработка и клиническое применение новых методов хирургического лечения ортопедических заболеваний костей у детей с использованием биосовместимых композиционных материалов из никелида тита на... 62
4.1. Разработка нового метода и результаты хирургической коррекции деформации грудной клетки у детей с использованием гладких пластин из никелида тита-на .62
4.1.1. Разработка нового метода и результаты хирургической коррекции воронкообразной деформации грудной клетки у детей с использованием гладких пластин из никелида титана .63 4.1.2. Результаты хирургической коррекции воронкообразной деформации грудной клетки у детей с использованием гладких пластин из никелида тита-на 76
4.1.3 Разработка нового метода и результаты хирургической коррекции килевид-ной деформации грудной клетки у детей с использованием гладких пластин из никелида титана 82
4.1.4. Послеоперационное ведение больных оперированных по поводу деформации грудной клетки .96
4.2. Разработка нового метода и результаты хирургического лечения дистрофиче
ских заболеваний костей у детей с использованием материалов из никелида тита на .102
4.2.1. Разработка нового метода и непосредственные результаты хирургического лечения дистрофических костных кист у детей с использованием гранул из нике-лида титана .102
4.2.2. Разработка нового метода и результаты хирургической коррекции несовершенного остеогенеза у детей с использованием пористых гранул из никелида ти-тана 108
4.3. Разработка нового метода и результаты хирургического лечения детей с дис пластическими дегенеративно-дистрофическими коксартрозами с использованием
пористых материалов из никелида титана 113
ГЛАВА 5. Сравнительная оценка непосредственных и отдаленных результатов лечения ортопедических заболеваний костей у детей с применением композиционных материалов из никелида титана. ошибки и осложнения 132
5.1. Непосредственные и отдаленные результаты хирургического лечения ортопедических заболеваний у детей с воронкообразной деформацией грудной клетки при использовании общепринятых и предлагаемых методов 133
5.2. Непосредственные и отдаленные результаты хирургического лечения ортопедических заболеваний у детей с килевидной деформацией грудной клетки при использовании общепринятых и предлагаемых методов 148
5.3. Непосредственные и отдаленные результаты хирургического лечения ортопедических заболеваний у детей с несовершенным остеогенезом при использовании общепринятых и предлагаемых методов 159
5.4. Непосредственные и отдаленные результаты хирургического лечения ортопедических заболеваний у детей с дистрофическими костными кистами при использовании общепринятых и предлагаемых методов 165
5.5. Непосредственные и отдаленные результаты хирургического лечения ортопедических заболеваний у детей с дегенеративно дистрофическими заболеваниями тазобедренного сустава при использовании общепринятых и предлагаемых мето-дов .177
5.6. Сравнительный анализ ошибок и осложнений при хирургическом лечении детей с ортопедическими заболеваниями костей при использовании усовершенствованных биокомпозитных материалов из никелида титана .188
Заключение 197
Выводы 209
Практические рекомендации 212
Список литературы
- Характеристика биосовместимых композиционных материалов из никелида титана
- Лучевые методы обследования больных с воронкообразными деформациями грудной клетки
- Морфологическое исследование остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств гранул пористого никелида титана в условиях роста и созревания кости
- Разработка нового метода и результаты хирургической коррекции воронкообразной деформации грудной клетки у детей с использованием гладких пластин из никелида титана
Введение к работе
Актуальность темы. Врожденные аномалии скелета в детском возрасте, сопровождающиеся деформациями или дефицитом костной ткани, являются одной из сложных проблем, которая в дальнейшем приводит к инвалидизации и нарушению социальной адаптации детей (Миронов С.П. и др., 2010; Малахов О.А. и др., 2012; Выборнов Д.Ю., 2013; Ульрих Э.В. и др., 2014). При этом все чаще выявляются дети с проявлениями ювенильного остеопороза, остеопении и недостаточности репаративных процессов в костной ткани (Дегтярь В.А., 2008; Кужеливский И.И. и др., 2015; Ситко Л.А. и др., 2015). В связи с этим одной из актуальных проблем детской ортопедии является оптимизация репаративной регенерации костной ткани при реконструктивных операциях на опорно-двигательном аппарате (Хрыпов С.В., Комолкин И.А., 2013).
Искусственные импланты, в силу определенных причин, не могут служить полноценным пластическим материалом для замещения костных дефектов, особенно у детей, из-за отсутствия остеоиндуктивных или остеокондуктивных свойств этих материалов, частых несращений или образования фиброзных футляров вокруг имплантатов (Комиссаров И.А., Комолкин И.А., 2013), что требует поиска новых путей замещения костных дефектов у детей и оптимизации остеогенеза (Разумовский А.Ю. и др., 2014; Стальмахович В.Н. и др., 2014; Аксельров М.А., Ситко Л.А. и др., 2015).
Степень разработанности темы. В последние десятилетия в нашей стране и в ряде зарубежных стран (США, Германия, Италия, Канада, Турция, Япония и др.) в медицинскую практику стали внедряться сплавы из никелида титана ("Нитинол"). Эти сплавы наряду с такими общими достоинствами как износостойкость, прочность, высокая антикоррозийная стойкость и высокая биологическая инертность (Кокорев О.В. и др., 2010; Otsuka K. Et al., 2005; Hsiech S.F. et al., 2010) обладают термомеханической памятью и эффектом памяти формы (Гюнтер В.Э. и др., 2012, 2014).
На базе Томского НИИ медицинских материалов и имплантов с памятью формы (дир. проф. Гюнтер В.Э.) совместно с нами в последние годы были разработаны и внедрены в клиническую практику новые усовершенствованные пористые, гранулированные и гладкие биокомпозитные импланты из никелида титана.
Импланты из никелида титана получили распространение в лечении преимущественно взрослых больных с ложными суставами костей, костными дефектами травматического, остеомиелитического, онкологического генеза (Зубаиров Ф.С. и др, 2005; Радкевич А.А., 2012; Плоткин Г.Л., 2014; Дамбаев Г.Ц. и др., 2014; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014). В то же время углубленных исследований по использованию и изучению изоэластичных биосовместимых свойств гладких имплантов и остеокондуктивных и индуктивных свойств пористых и гранулированных композитных материалов у детей с учетом особенностей детского возраста в условиях интенсивного роста и созревания не проводились.
Существует настоятельная необходимость изучения, совершенствования и использования биосовместимых материалов из никелида титана, которые могли бы быть альтернативой другим современным имплантам и эффективно оптимизировать репаративные процессы за счёт остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств у детей в условиях интенсивного роста и созревания.
Цель - улучшение результатов хирургического лечения ортопедических заболеваний у детей путем разработки новых способов применения усовершенствованных биосовместимых материалов из никелида титана с учетом интенсивного роста и созревания тканей.
Задачи исследования:
1. Проанализировать непосредственные и отдаленные результаты
хирургического лечения детей и подростков с заболеваниями скелета
(воронкообразная и килевидная деформации грудной клетки, диспластический
коксартроз, несовершенный остеогенез и костные кисты) при использовании
традиционных способов коррекции и замещения костной ткани.
-
В эксперименте исследовать остеокондуктивные и остеиндуктивные свойства костной миграции усовершенствованных гладких, пористых и гранулированных материалов из никелида титана в условиях интенсивного роста тканей.
-
Разработать новые способы применения устройств из биосовместимых гладких материалов из никелида титана для хирургического лечения детей с воронкообразной и килевидной деформациями грудной клетки; определить показания и противопоказания к их использованию.
4. Разработать новые способы применения биосовместимых
гранулированных и пористых имплантов из никелида титана для
хирургического лечения диспластического коксартроза, несовершенного
остеогенеза и костных кист у детей, определить показания и противопоказания
к их применению.
-
Провести сравнительный анализ результатов оперативного лечения детей с деформациями грудной клетки, оперированных с использованием разработанных усовершенствованных биосовместимых гладких изоэластичных материалов из никелида титана, в сравнении с традиционными методами.
-
Оценить результаты оперативного лечения детей с диспластическим коксартрозом, несовершенным остеогенезом и костными кистам с использованием разработанных биосовместимых гранулированных и пористых материалов из никелида титана в сравнении с традиционными методами пластики.
-
На основании изучения непосредственных и отдаленных результатов оперативного лечения ортопедических заболеваний у детей и подростков с использованием биосовместимых материалов из никелида титана выявить причины и разработать методы профилактики возможных ошибок и осложнений при их применении.
Научная новизна. Разработана концепция выбора класса имплантационных материалов на основе никелида титана в зависимости от нозологической формы. Показана возможность применения различных классов и форм усовершенствованных биосовместимых имплантатов на основе никелида титана при ортопедической патологии детского возраста в условиях растущего организма (Патент РФ на изобретение № 2220682 от 10.01.2004).
Обоснована разработанная концепция хирургического лечения детей с врожденными деформациями грудной клетки, заключающаяся в возможности индивидуального выбора оперативного способа коррекции деформации с использованием усовершенствованных гладких изоэластичных пластин из никелида титана (Патент РФ на изобретение №2480170 от 27.04.2013 г.).
Доказано, что использование пористого импланта из никелида титана для формирования "крыши" тазобедренного сустава при хирургическом лечении детей с диспластическим коксартрозом за счёт высокой степени костной миграции обеспечивает формирование прочного биокомпозита «кость-пористый металл» с целью коррекции имеющихся анатомических дефектов (Патент РФ на изобретение № 2534614 от 02.10.2014 г.).
Использование усовершенствованного гранулированного никелида титана при дистрофических кистах, а также комбинированного использования гладких витых стержней и пористых биокомпозитов при несовершенном остеогенезе выявило новые возможности этих материалов в обеспечении длительной и стойкой коррекции деформации нижних конечностей в условиях интенсивного роста и созревания скелета у детей. (Патент РФ на изобретение №2328241, 10.07.2008 г.).
Теоретическая и практическая значимость. Экспериментально обоснована возможность применения усовершенствованных материалов из никелида титана в условиях продолжающегося роста кости с обеспечением их биосовместимости и повышения остеокондуктивных и индуктивных их свойств.
Показано, что при использовании усовершенствованных пористых и гранулированных имплантатов из никелида титана за счет высокой степени костной миграции в пористую структуру имплантата формируется прочный биокомпозит "металл-кость", который в процессе интенсивного роста скелета детей не препятствует росту кости и обеспечивает ее опорноспособность и функциональную активность сегмента (Патенты РФ на изобретение № 2220682 от 10.01.2004, №2534614 от 02.10.2014 г.).
Разработаны и усовершенствованы биоинертные изоэластичные импланты, обеспечивающие полную коррекцию деформации грудной клетки при минимальной травматичности хирургического вмешательства путем дозированной компрессии на ткани грудинно-реберного комплекса с надежной фиксацией его в анатомически правильной форме в течение длительного времени в процессе роста ребенка (Патент РФ на изобретение № 2480170 от 27.04.2013 г.).
Разработаны и внедрены новые способы хирургического лечения детей с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями (диспластический коксартроз), а также с дистрофическими заболеваниями костей (дистрофические костные кисты, несовершенный остеогенез) с использованием усовершенствованных гладких, пористых и гранулированных материалов из никелида титана (Патент РФ №2328241, 10.07.2008 г.).
Разработка и внедрение в клинику новых хирургических технологий лечения дистрофических и дегенеративно-дистрофических заболеваний скелета с использованием усовершенствованных биосовместимых имплантов из никелида титана способствовали улучшению непосредственных и отдаленных результатов лечения и ранней медико-социальной реабилитации детей.
Методология и методы исследования. На первом этапе были проведены экспериментальные исследования на 30 лабораторных животных (кроликах породы «шиншилла» обоего пола, начиная с шестимесячного возраста, массой тела 2700-3500 грамм). В ходе эксперимента обоснована возможность применения усовершенствованных материалов из никелида титана в условиях продолжающегося роста кости с обеспечением их биосовместимости и повышения остеокондуктивных и индуктивных их свойств. На втором этапе были проведены ретро- и проспективные сравнительные когортные контролируемые и клинические исследования по разработке, научному обоснованию и внедрению новых способов лечения 304 детей с пороками развития грудной клетки, дистрофическими и дегенеративно-дистрофическими заболеваниями скелета с использованием усовершенствованных биосовместимых имплантатов из никелида титана.
Для обеспечения принципа внутреннего единства исследований обоснованность применения у детей всех предлагаемых методов лечения оценивалась с позиции их эффективности в условиях интенсивного роста и созревания тканей.
С целью повышения доказательности и достоверности полученных результатов были использованы экспериментальные, морфологические, клинические, биохимические, инструментальные и современные лучевые методы исследований.
Положения диссертации, выносимые на защиту
1. Результаты экспериментальных исследований особенностей морфологических реакций тканей на гладкие, пористые и гранулированные имплантаты на основе никелида титана свидетельствуют об их высокой биосовместимости и высокой степени костной миграции в пористые структуры, которые, начиная с 30-х суток до года, превращаются в биокомпозит из интегрированной костной ткани в имплантат ("кость-металл"), который не подвергается деструкции и сохраняет свою прочность на весь период интенсивного роста животного, что позволяет эти материалы рекомендовать для использования при реконструктивных и восстановительных операциях на костях скелета в детском возрасте.
-
Разработанный новый способ торакопластики при деформациях грудной клетки у детей с использованием усовершенствованных биоинертных гладких имплантов из никелида титана малотравматичен, характеризуется минимальной кровопотерей и снижением частоты послеоперационных осложнений, обеспечивает хороший функциональный и косметический результат за счёт изоэластичности и биосовместимости имплантатов в условиях растущего организма.
-
Использование усовершенствованных биосовместимых имплантатов из пористого сплава никелида титана при дегенеративно-дистрофических заболеваниях (диспластический коксартроз) у детей позволяет реконструировать анатомическую структуру наружного края вертлужной впадины за счёт формирования биокомпозита «кость-пористый металл», восстановить ацетабулярный компонент и обеспечить опорность конечности, сохранив при этом анатомию суставного комплекса для возможного предстоящего эндопротезирования.
4. При лечении детей с дистрофическими заболеваниями костей
(несовершенный остеогенез, дистрофические костные кисты) с использованием
усовершенствованных биосовместимых имплантатов из гладкого, пористого и
гранулированного никелида титана достигается прочность на всем протяжении
кости за счёт остеокондуктивного эффекта с формированием биокомпозита
«кость-пористый металл».
Степень достоверности и апробация работы
Обоснованность выводов и достоверность диссертационного исследования подтверждены достаточным объемом выборок клинических исследований, корректным анализом и интерпретацией полученных результатов, статистической обработки данных, соблюдением принципов доказательной медицины.
Основные положения диссертационного исследования доложены на Конгрессе «Новые технологии в детской хирургии» (Москва, 2001), съезде травматологов и ортопедов России (Екатеринбург, 2006), Научно-практической конференции, посвященной 45-летию детской хирургической службы Новокузнецка (Новокузнецк, 2007), Научно-практической конференции, посвященной 70-летнему юбилею кафедры детской хирургии Омской государственной медицинской академии (Омск, 2008), Всероссийском симпозиуме «Актуальные вопросы хирургии, анестезиологии и реаниматологии детского возраста» (Екатеринбург, 2008; Москва, 2010), Международной научно-практической конференции «Металлы и импланты с памятью формы» (Томск, 2010; 2011), Научно-практической конференции «Современная медицина: диагностика, лечение, профилактика в педиатрии и детской хирургии», посвященной 50-летию БУЗОО «ГДКБ №3» (Омск, 2013) и обсуждены на: заседании Томского общества травматологов-ортопедов (2009; 2010; 2012; 2013 гг.), детских хирургов (2012; 2013, 2014 гг.), заседании Учёного Совета ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава (2014).
Внедрение результатов исследования в практику. Полученные результаты научных исследований внедрены в лечебный процесс клиники детской хирургии Сибирского государственного медицинского университета, в отделении детской ортопедии Областной детской больницы (г. Томск). Результаты диссертационной работы внедрены в курс лекций и практических занятий на кафедрах детской хирургии; травматологии, ортопедии и ВПХ, а также используются в учебном процессе при подготовке клинических ординаторов и врачей-интернов на кафедрах детской хирургии, травматологии, ортопедии и ВПХ Сибирского государственного медицинского университета. (Акт внедрения в отделение детской ортопедии МЛПМУ ДБ № 4 г. Томска №32 от 22.05.2001 г.; №33 от 27.09.2002 г.; №33 от 02.10.2003 г.; Выписка из заседания методической комиссии ГБОУ ВПО СибГМУ Росздрава от 15.05.2009г.; Выписка из заседания учебного управления № 102 от 21.05.2009 г.; Выписка из заседания кафедры № 6 от 23.11.2007 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 работ, в том числе 24 статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертационных работ, 4 патента на изобретение («Имплантат для пластики костных дефектов опорных поверхностей суставов» №2220682, от 10.01.2004, «Способ лечения переломов длинных трубчатых костей у детей» №2328241, от 10.07.2008, «Способ хирургической коррекции воронкообразной деформации грудной клетки у детей» №2480170, от 27.04.2013, «Способ хирургической коррекции недостаточности наружного края крыши вертлужной впадины с применением материалов из пористого никелида титана» №2534614, от 02.10.2014 г.).
Личный вклад автора
Автором проведен поиск и анализ литературы. Осуществлено проспективное обследование 304 детей с ортопедической патологией, в том числе, 74 больных с врожденными деформациями грудной клетки, 60 - с дистрофическими заболеваниями костей и 39 детей с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями суставов, ретроспективно изучены и проанализирована 131 история болезни пациентов с врожденными деформациями грудной клетки, дистрофическими заболеваниями костей с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями суставов. Выполнены сбор и оценка данных общего и ортопедического анамнеза детей, общеклиническое исследование, анализ результатов клинического, ультразвукового и рентгенологического исследования органов грудной клетки, костей и суставов, биохимических исследований. Автором проведен анализ отечественной и иностранной литературы, сформулирована цель и задачи исследования, определена методология исследования. Автор лично проводил осмотр, сбор анамнеза, курацию больных, самостоятельно проводил оперативные вмешательства. Проведена математическая обработка, статистический анализ и оценка полученных результатов. Автор непосредственно участвовал в подготовке научных статей, неоднократно представлял результаты исследования на съездах и конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация написана на 280 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложения. Библиографический список использованной литературы содержит 519 литературных источников, в том числе 241 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 52 таблицами, 67 рисунками.
Характеристика биосовместимых композиционных материалов из никелида титана
Наиболее приемлемым способом коррекции ВДГК остаётся её хирургическое лечение. Историю методов хирургической коррекции ВДГК можно представить как 3 основных этапа. 1 этап – разработка и внедрение базовых методов хирургической коррекции ВДГК. Впервые попытка хирургической коррекции ВДГК была выполнена A. Tietze (1899) у 20-летнего мужчины. Автор произвёл резекцию деформированной части грудины и рёбер. L. Meyer в 1911 году выполнил двухстороннюю резекцию хрящевой части 2-11 рёбер. E.F. Sauerbruch в этом же году разработал метод резекции рёбер поднадкостнично, который в последующем стал одним из основных этапов всех пластических операций на грудной клетке при pectus excavatum.
Новым этапом в хирургическом лечении ВДГК стал разработанный W. Hoffmeister и Ch. K.Lester (1927) способ торакопластики с использованием переворота деформированного участка грудины и рёбер в виде свободного костного трансплантата на 180. Кроме того, выполнялась торакопластика с применением костных трансплантатов в сочетании с изменением положения грудино-рёберного комплекса на 180 (Dailey J.E., 1952; Adams H.D., 1960), а в качестве аутотрансплантатов использовали рёбра или малоберцовую кость. W. Hoffmeiser (1927) и E.Lexer (1931) внедрили в практику операцию свободного поворота ГРК, но данный метод очень травматичный, опасен частыми осложнениями, требует много времени.
Способ торакопластики, которую предложил М. Равич (1949), в последующем широко использовалась при хирургическом лечении ВДГК. Суть методики в резекции хрящей рёберных дуг, проведение последующей стернотомии с установкой хрящевой распорки и укладкой рёбер друг на друга. В последующем многими авторами (Кондрашиным Н.И., Урмонасом В.К., Шамбергером, А. Вгиппег Годы) предлагались другие операции, но без фиксации грудино-рёберного комплекса, что сопровождалось большим количеством осложнений и летальных исходов.
Новым в развитии представлений о хирургической коррекции ВДГК в 30х годах ХХ века можно считать проведение торакопластики с фиксацией наружными тракционными устройствами. Насчитывается около 25 вариантов вытяжений за грудину. Первооткрывателями данного способа считаются H.Ombredane и Ch. Garnier (1931). Продолжили использовать методику и частично модифицировали её H. Sjoval в 1944 году, Сh.K. Lester в 1946 году и R.E. Gross в 1953 году. Отечественный хирург Г.А. Баиров в 1968 году использовал метод наружного вытяжения грудины на авторской шине И.А.Маршева. Но, обладая существенными недостатками: травматичность, частые пневматораксы, инфицирование переднего средостения, рецидивы и проч., как за рубежом, так и в нашей стране эти методы применяется очень редко.
Следующий этап в развитии вопроса лечения ВДГК – это авторские модификации хирургической коррекции ВДГК. Начиная с 1990 года в нашей стране многие авторы используют оригинальные подходы с ВДГК с использованием ап 18 паратов внешней фиксации основываясь на классических методах. Но опыт доказывает, что сложность конструкций не приводит к улучшению результатов лечения, а количество осложнений и рецидивов становится даже больше.
В 1951 году впервые F. Tercelsen выполнил операцию торакопластику, применив внутренние металлические фиксаторы для стабилизации ГРК используя спицы Киршнера. Но непрочность последних и трудности в их надёжной фиксации приводит к быстрой миграции спиц, что нарушает весь процесс удержание ГКР в нужном положении.
В 1959 году на смену спицам в качестве фиксаторов пришли пластины, предложенные V.Paltia et. al., но это факт, несмотря на очевидно больший фиксационный потенциал, не привёл к уменьшению количества осложнений и рецидивов.
Способ удержания ГРК с помощью наружных магнитов разработал профессор Гераськин В.И., затем эта методика была детально усовершенствована С.С. Рудаковым и Г.С. Васильевым в 1980 году, но из-за высокого процента осложнений (21%), позволило ограничить использование данного метода. Шамик В.Б. в 2000 году предложил похожее устройство, но состоящее из пластин, укладываемых сверху на грудную клетку, которое так же не нашло широкого распространения в медицине из-за трудоёмкости монтажа, травматичности и частых осложнений.
Третий этап хирургической коррекции с использованием миниинвазивных методов коррекции ВДГК у детей. Новые перспективы в лечении больных с ВДГК, связаны с именем D. Nuss. В 1998 году он осуществил эндоскопический способ коррекции ВДГК. Данная методика имеет ряд очевидных преимуществ: уменьшение времени оперативного вмешательства, малая травматичность, длительная коррекция и эффективная стабилизация ГРК [279, 301, 314, 321, 333, 341, 346, 373, 384, 402, 413, 439, 451, 460, 487, 502]. Но требует наличие специализи 19 рованной подготовки персонала и оборудования и не исключает риск повреждения жизненно важных органов. Виноградов А.В. (2001) оптимизировал операцию D. Nuss, исключив переворот пластины, что уменьшило послеоперационные осложнения [36]. В 2004 году А.В. Виноградовым был предложен способ хирургической коррекции ВДГК заключающийся в том, что пластину предварительно изгибают до S-образной формы, придавая, таким образом, ей и ребрам физиологически правильное положение, при этом вогнутый конец после выведения наружу загибают по форме грудной клетки, после чего пластину фиксируют [36].
В 2006 году А.Ю. Разумовским в статье «Хирургическая коррекция ВДГК методом Насса» описал способ коррекции, основанный на результатах лечения 2500 детей с ВДГК. Автором была применена классическая методика операции Насса, включающая загрудинное проведение пластины, имплантируемой через небольшие разрезы на уровне 4 межреберья, ее ротацию на 180 градусов и последующую фиксацию к 2-3 рёбрам отдельными швами. Канал для проведения пластины формировался с использованием специальных инструментов [256].
В 2006 году В.Н. Стальмахович и соавт. предложили способ дополняющий классический метод по Nuss, заключающийся в мобилизации грудинно-реберного комплекса в 2 этапа, загрудинном проведении и повороте пластины с использованием торакоэндоскопии. Сам же основной этап метода по Nuss: разворот пластины, элевация грудины с исправлением одномоментно деформации, выполнялись в своем классическом варианте [287].
В.С. Мазурин и соавт. предложили способ, который состоит в выполнении за-грудинного тоннеля, проведении через него титановой пластины С-образной формы, оставляя выгнутую часть за грудиной, разворачивании пластины с приданием физиологически правильного положения. Далее размещают туннелятор в области наименьшей деформации и корригируют деформацию на проведенном туннеляторе [3].
Шамик В.Б. (2007) предложил фиксацию передней грудной стенки пластинками из титана, которые придают изгиб физиологического профиля передней грудной стенке, соединяют между собой в единый блок и укладывают на скелетиро-ванную переднюю поверхность выведенного в положение коррекции грудино-реберного комплекса [263].
Несмотря на высокую клиническую эффективность описанных способов, авторами не всегда использовалась предварительная элевация грудины для снижения ригидности передней поверхности деформированной грудной клетки. Кроме того, в описанных способах высок риск интра- и послеоперационных осложнений, а за-грудинное проведение устройства весьма травматично, по причине жёсткости конструкции, коррекция её структуры в имплантированном состоянии, увеличивает риск и техническую сложность оперативного вмешательства.
Лучевые методы обследования больных с воронкообразными деформациями грудной клетки
Исследования проводились на кафедре детских хирургических болезней ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России (ректор академик РАМН Новицкий В.В., заведующий кафедрой доцент, к.м.н. Слизовский Г.В.) и в НИИ Медицинских материалов и имплантов с памятью формы при НИ ТГУ (директор профессор, д.т.н. Гюнтер В.Э.), и являлись фрагментом комплексных исследований, выполненных по проблеме «Лечение костной патологии у детей», изучаемой сотрудниками клиники кафедры детских хирургических болезней Сибирского государственного медицинского университета с 1989 по 2012 год.
Врожденная деформация грудной клетки (ВДГК) у детей по данным ряда авторов встречается в 0,6-2,3% случаев [159, 185, 279, 321, 328, 348, 362, 381, 404, 414, 499], что составляет 91% врожденных патологий грудной клетки (G.H. Willital et all., 1981). Почти все подобные аномалии осложняются серьёзными нарушениями в кардиореспираторной системы, а явный косметический изъян негативно сказывается на психоэмоциональном состоянии ребёнка, приводя к социальной депривации последнего.
В работе анализируются результаты хирургического лечения 304 детей, которые были госпитализированы в отделение ортопедии МАУЗ "Детская клиническая больница №4" г. Томска с заболеваниями костно-суставной системы. Объектом исследований являлись: дети с врожденными деформациями грудной клетки (ВДГК), с диспластическим коксартрозом (ДК), несовершенным остеогенезом (НО), дистрофическими костными кистами (ДКК), данные патологии наиболее часто приводят к нарушению социальной адаптации пациентов, требуют, как правило, повторных и травматичных реконструктивных операций и негативно сказываются на качестве жизни детей. Эти заболевания в последующем приводят к высокому проценту инвалидизации во взрослой жизни. Проведены ретроспективное когортное исследование с 1989 по 2000 гг. и проспективное когортное исследование с 2001 по 2012 гг.. Ретроспективная когорта включала в себя 131 больного, которые находились под наблюдением в период с 1989 по 2000 гг.. Данной группе пациентов проводили лечение по общепринятым хирургическим стандартам коррекции ортопедических заболеваний, разработанных в клиниках России и за рубежом, без применения материалов из никелида титана. [19]. Проспективную когорту составили 173 пациента, которые были госпитализированы в период с 2000 по 2012 гг.. Лечение им проводили по разработанным нами методам с использованием усовершенствованных композиционных биосовместимых материалов из никелида титана. Дети, которые являлись объектом нашего исследования были разделены на 2 группы в зависимости от возраста (7 – 11 лет и 12 – 16 лет), данное деление определилось различиями растущего скелета и регенерационного потенциала костной ткани.
Критерии включения: дети с ВДГК, НО, ДК, ДКК, которым было показано хирургическое лечение, в возрасте от 7 до 16 лет.
Критерии исключения: дети с воронкообразной и килевидной деформацией грудной клетки 1 степени, дисплазией костей скелета наследственной патологии, системными смешанными дисплазиями, включая торакальные деформации при диффузных скелетных расстройствах (Синдром Морфана, синдром Поланда) и с другими ортопедическими заболеваниями, которым было показано консервативное лечение. Возраст младше 7 лет и старше 16 лет.
Как видно из таблицы 2.1, из 131 ребенка, проходивших лечение ортопедической патологии по общепринятым хирургическим методикам без применения материалов из никелида титана, мальчиков было 79, что составило 60,3%, а девочек - 52 (39,7%). Возраст от 7 до 11 лет имело 76 детей (58%), а 55 детей (42%) были в возрасте от 12 до 16 лет. ВДГК в этой группе наблюдения имели 25 детей (19,1%), из них 21 мальчик (84%) и 4 девочки (16%). КДГК имели 18 детей (13,7%), из них 16 мальчиков (88,9%) и 2 девочки (11,1%). С НО было 4 детей (3,1%), все мальчики (100%). ДК наблюдались у 45 пациентов (34,5%), из них 34 (75,6%) составляли девочки и 11 (24,4%) - мальчики. ДКК имели 39 детей (29,8%), из них 27 мальчиков (69,2%) и 12 девочек (30,8%).
В период с 2001 по 2012 гг., поступившим в клинику детской хирургии г. Томска больным с ортопедической патологией проводилось хирургическое лечение с использованием усовершенствованных биосовместимых композиционных материалов из никелида титана. Эта проспективная когорта составила 173 ребенка. Из них 121 мальчик (69,9%) и 52 девочки (30,1%). Возрастную группу от 7 до 11 лет составили 16 детей (34,9 %), а от 12 до 16 лет 27 детей (65,1%). ВДГК име 38 ли 43 ребенка (24,9%), из них 39 мальчиков (90,7%) и 4 девочки (9,3%). КДГК имели 31 ребенок (17,9%), из них 28 мальчиков (90,3%) и 3 девочки (9,7%). С НО пролечено 5 детей (2,9%). И них все (100%) составили мальчики. С ДК 39 детей (22,5%), из них 12 мальчиков (30,7%) и 27 девочек (69,3%). ДКК имели 55 детей (31,8%), из них 37 мальчиков (30,7%) и 18 девочек (69,3%).
Обследование детей и подростков нами проводилось на базе отделения ортопедии клинической детской больницы №4 г. Томска (заведующий отделением ортопедии Титов М.В.). Особое внимание уделяли жалобам больного, анамнезу жизни и развитию болезни. Помимо стандартных методов в план обследования мы включали рентгенографию грудной клетки в 2-х проекциях, компьютерную томографию грудной клетки, УЗИ сердца и магистральных сосудов с доплеров-ским сканированием, ЭКГ, спирография.
Рентгендиагностику выполняли на рентгенологическом аппарате PHILIPS c системой оцифровки изображения Villa Sistemi Medicali 2009 Buccinasco(mi) Italy Apollo (исследования проводились совместно с заведующей рентгенкабинетом детской клинической больницы №4 Майер Л.А. в соответствии с протоколом принятым в клинике).
Морфологическое исследование остеокондуктивных и остеоиндуктивных свойств гранул пористого никелида титана в условиях роста и созревания кости
В нашем исследовании у одного мальчика в возрасте 12 лет мы выявили симметричный манубриокостальный тип ВКДГК. Больной жаловался на одышку и повышенную утомляемость. Мальчик входил в группу часто болеющих детей: страдал от ОРВИ и бронхитов. ЖЕЛ по нашим данным составляло 52% от нормы, что говорило о существенном снижении вентиляционной функции лёгких. У данного больного мы получили хороший непосредственный и отдалённый результат (катамнез составил 5 лет) Рисунок 16а, б. Рисунок 4.18а Рисунок 4.18б
Рентгенограмма больного с манубриокостальным типом ВКДГК в боковой проекции до операции (а) и через 5 лет после операции (б) Оригинальная методика оперативного вмешательства при манубриокостальном типе КДГК ведёт к полному устранению деформации грудной клетки.
В нашей выборке у 18 мальчиков (52,8%) мы диагностировали корпороко-стальный тип ВКДГК. Все дети и их родители указывали на увеличение дефор-мирации с ростом ребёнка. Мы выделяли две формы ВКДГК: круглая (6 больных) и пирамидальная (12 больных). У 13 больных при сборе анамнеза выяснилось наличие быстрой утомляемости, неприятных ощущений в области грудной клетки и одышки при физической нагрузки. Резкие боли в сердце отмечали 10 больных, причём у 3 детей они возникали в покое.
При оценке ФВД у 7 детей (38,9%) зафиксировано умеренное снижение ФВД, а у одного ребёнка (5,6%) зарегистрировано значительное уменьшение показателей ФВД (ЖЕЛ – 49% от нормы). По данным ЭКГ у 8 детей (44,5%) выявлена неполная блокада правой ножки пучка Гиса, у 4 детей (22,2%) – синусовая аритмия, синусовая тахикардия проявилась у 2 детей (11,1%), один больной (5,5%) имеет отклонение электрической оси сердца вправо.
Таким образом, исследование дыхательной и сердечно-сосудистой системы необходимо всем больным с корпоро-костальным типом ВКДГК. Кардио-респираторные нарушения можно рассматривать, как взаимосвязанные патологические изменения при данной деформации.
После пятилетнего наблюдения за 10 больными с корпоро - костальным типом КДГК, которые не подвергались хирургической коррекции порока, было установлено, что у них имело место прогрессирование деформации.
Таким образом, можно сделать вывод, что ожидать естественного нивелирования порока с ростом больного не приходится и это является показанием к операции в раннем возрасте.
Из 18 больных с корпоро-костальным типом ВКДГК 1 больной (5,6%) прооперирован в возрасте 8 лет (группа от 7 до 11 лет), остальные 17 детей (94,4%) были прооперированы в возрасте от 12 до 16 лет. Такое возрастное соотношение объясняется началом полового созревания и возникновением психо-эмоциональной необходимости в коррекции порока.
Оперативное вмешательство при КДГК осуществлялось по стандартной методике, а для фиксации достигнутого положения через середину грудины сверху укладывается гладкая пластина из никелида титана, которая фиксируется лавсановыми нитями к грудине и ребрам. Нами были определены разные сроки искусственного удержания грудино-рёберного комплекса в зависимости от возраста пациента. В группе детей от 7 до 11 лет они составили 1 – 1,5 месяца и 2 – 6 месяцев у детей в возрасте с 12 до 16 лет. Удаление пластин из гладкого никелида титана осуществляли после осмотра и рентгенологического контроля. У всех больных достигнут хороший и удовлетворительный результат хирургической коррекции. Больные были довольны косметическим результатом операции (рисунок 4.19 а, б).
Катамнез больных оперированных по авторской методике с использованием гладких пластин из никелида титана составил 5 лет. При отсутствии жалоб, функциональных нарушений, нормальных показателях антропометрии и отсутствии деформации грудной клетки мы приходили к выводу о хорошем результате лечения, который был получен у 15 пациентов (83,3%). В случае сохранения незначительного проявления остаточной деформации в виде неровности передней грудной клетки речь шла об удовлетворительном результате, в нашем исследовании это 3 больных (16,7%). Рецидива КДГК, интерпретированного как неудовлетворительный результат лечения, в нашем случае не было. Необходимость в повторных операций так же не возникло. Из осложнений, возникших интраоперационно мы сталкнулись с пневматораксом у 3 больных (16,7%). В одном случае возникла необходимость в постановке дренажа по Бюлау, у двух других пациентов ограни-чиличь проведением плевральной пункции. Последующих осложнений не возникло.
Анализирую результаты оперативной коррекции корпоро-костального типа КДГК, с уверенностью можно заявить о хороших результатах применения авторской методики с использованием гладких пластин из никелида титана, подтверждённых как клинически, так и субъективной оценкой пациентов, которые достаточно легко перенесли как само оперативное вмешательство, так и послеоперационный период.
У 7 пациентов (22,6%) мы диагностировали симметричный костальный тип КДГК, из них было 6 мальчиков (85,7) и 1 девочка (14,3).
Килевидная деформация грудной клетки костального типа прогрессирует по мере роста организма детей. По данным литературы при данной патологии практически не отмечено нарушений со стороны кардио-респираторной системы, что и прослеживается в нашем исследовании.
ЭКГ, проведённое всем больным с килевидной деформацией грудной клетки костального типа, выявило у 1 больного (14,3%) неполную блокаду правой ножки пучка Гиса, у 3 больных (42,9%) синусовую аритмию, причём у одного из них она сочеталась с отклонением ЭОС вправо и неполной блокадой правой ножки пучка Гиса.
Разработка нового метода и результаты хирургической коррекции воронкообразной деформации грудной клетки у детей с использованием гладких пластин из никелида титана
Тогда как при хорошем исходе мы имели статистически значимые различия в зависимости от степени деформации ГК (р 0,01). Результаты хирургического лечения больных с ВДГК зависили от темпа прогрессирования: чем быстрее идёт прогрессирование заболевания, тем чаще наблюдаются плохие результаты лечения. Из 43 больных оперированных по поводу ВДГК с течением заболевания хорошие результаты составили 83,8% (36 человек), удовлетворительные - 13,9% (6 детей) и неудовлетворительные - 2,3% (1 ребёнок). Исход хирургического лечения больных с ВДГК зависит также от степени деформации: при более выраженной деформации грудной клетки результат лечения менее эффективен, необходимо отметить, что у больных со II степенью деформации грудной клетки хороший результат получен в 84,4% случаев, удовлетворительный — в 11,6%, неудовлетворительного исхода не было, у больных со III степенью деформации эти показатели составили: хороший -78,4%, удовлетворительный - 19,3% и неудовлетворительный - 2,3%. Оперативное лечение больных с прогрессирующей формой ВДГК необходимо производить в более ранние сроки, не дожидаясь развития грубых деформаций грудной клетки, сопровождающихся выраженными нарушениями со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной систем, о чем свидетельствуют проведенные исследования.
Из таблицы 5.8 следует, что при попарном сравнении возрастных групп в зависимости от исходов лечения статистически значимые различия не наблюдались при неудовлетворительном исходе (р 0,05). Тогда как при хорошем и удовлетворительном исходах нами получены статистически значимые различия в зависимости от возрастной группы (р 0,01).
Из таблицы следует, что у 75% польных в возрастной группе от 7 до 11 лет получен хороший результат, тогда как в возрасте от 12 до 16 хорошего результата мы добились в 71,8% случаев, и в этой же группе мы получили 5,1% неудовлетворительных результатов (2 больных), тогда как у детей в группе раннего возраста неудовлетворительных результатов вообще не было. Вероятнее всего, эти данные можно объяснить таким образом, что устранение ВДГК хирургическим способом, вероятнее всего, создала благоприятные условия для функционирования кардио-респираторных систем (рисунок 5.1, таблица 5.9).
Из таблицы и рисунка следует, что ЖЕЛ имеет статистически значимые различия у детей, оперированных при ВДГК, на 14 сутки после операции (р 0,0001). В данный период изменения ФВД связаны с адаптацией установленной пластины из никелида титана и оперативной травмой. Но необходимо отметить, данные показатели со временем имеют тенденцию к улучшению, и уже к 30 суткам послеоперационного периода статистически не отличимы от изначальных (р 0,005).
Таким образом, анализ полученных результатов показывает, что в условиях созревающих тканей растущего организма главным фактором является устранение с помощью ранней хирургической коррекции деформации грудной клетки, что обеспечивает восстановление функции внешнего дыхания и формирование каркаса грудной клетки, которое отмечено у детей с 7 до 11 лет.
Примечание: Р1-2 – уровень статистической значимости различий при попар ном сравнении хороших и удовлетворительных исходов лечения в зависимости от способа лечения; Р2-3 – уровень статистической значимости различий при попарном сравнении удовлетворительных и неудовлетворительных исходов лечения в зависимости от способа лечения; Р1-3 – уровень статистической значимости различий при попарном сравнении хороших и неудовлетворительных исходов лечения в зависимости от способа лечения.
Анализируя данные таблицы 5.10 мы пришли к выводу, что хорошие результаты при операциях по устранению ВДГК, используя разработанные нами метод коррекции с применением гладких пластин из никелида титана, получены у 81,3% детей, против 48,0% при стандартной методике. В то же время, использование разработанного нами метода в 2,4% случаев привело к неудовлетворительному результату, тогда как при лечении детей по стандартной методике неудовлетворительные исходы констатировались в значительно большем процентном соотношении – 36%.
Таким образом, результат хирургического лечения больных с ВДГК зависит от многих факторов: от возраста пациентов, степени и формы деформации, типа её прогрессирования, выбора способа хирургического вмешательства и фиксирующего устройства с целью устранения деформации изнутри кнаружи. Необходимо отметить, что исходы лечения ВДГК при проведении хирургического вмешательства благоприятнее в возрасте с 7 лет до 11 лет. Хорошие результаты, используя разработанную методику коррекции ВДГК с применением гладких пластин из ни-келида титана, получены вследствие минимизирования объема хирургического вмешательства без нарушения целостности ГРК, что позволило начинать раннее восстановительное лечение. Изоэластические свойства пластины из никелида титана и ее биосовместимость обеспечили надёжную фиксацию ГРК для формирования каркаса грудной клетки в условиях растущего организма.
Всем больным в обеих сравниваемых группах выполнялся необходимый объем исследований согласно протоколу, принятому в клинике: рентгенологическое исследование грудной клетки с целью определения угла Льюиса, КТ грудной клетки, клинико-лабораторные исследования показателей периферической крови, мочи и биохимический анализ крови, которые выполнялись по общепринятым методикам. Спирография проводилась по стандартной методике до и после оперативного вмешательства.