Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время для хирургического лечения заболеваний позвоночника и спинного мозга все более широкое применение находят металлоконструкции для транспедикулярной стабилизации позвоночника (ТК). Впервые возможность и процедуру проведения винтов через ножку дуги в тело описал Boucher в 1959 году, Roy-Camile R.R. в 1961 году была впервые предложена система для внутренней транспедикулярной фиксации позвоночника, состоящая из транспедикулярных винтов и пластин, соединяющих их между собой. Результаты исследований показывают, что фиксация через ножку дуги является наиболее рациональной, т.к. ножка элемент более прочный, чем дуга или остистый отросток. Это создает условия для более надежной стабилизации поврежденного отдела позвоночника по сравнению с другими методами лечения. Кроме того, стабильность транспедикулярных конструкций позволяет уменьшить количество позвонков, включаемых в спондилодез, что очень важно для сохранения статики и динамики позвоночного столба. Металлоконструкции для транспедикулярной стабилизации постоянно совершенствуются. Однако недостатком существующих ТК остается резорбция кости вокруг винтов и, как следствие, расшатывание винтов в гнездах и потеря конструкцией своей стабилизирующей функции. Особенно часто это происходит при остеопорозе позвоночника. А также переломы винтов и стержней.
В последние десятилетия появились сплавы из никелида титана (ТІМ). Одним из уникальных свойств этого сплава является сверхупругость. Это свойство состоит в том, что если к металлу прилагается внешняя нагрузка, то в результате происходит значительная деформация сплава, которая исчезает при разгрузке. При этом величина обратимой деформации значительно превышает лучшие пружинные материалы и составляет до 8-12 %. Зависимость напряжений от деформации (условный модуль упругости) сплава TiNi можно изменять термической обработкой в довольно широких пределах (от 80 до 5 ГПа), приближая ее к поведению структур организма. Другим свойством, которое может использоваться в хирургии позвоночника, является деформационная циклостойкость TiNi, то есть способность металла сохранять свои исходные свойства после знакопеременной деформации. В результате клинических испытаний никелида титана в медицинской практике была доказана его биологическая совместимость с тканями человеческого
организма. Еще одним с в о TiNi иСПСГЛЕЗУКлЩЩи і) Щ'Дицине т с я
f ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ Г
БИБЛИОТЕКА І 3
эффект памяти формы - способность металла принимать исходное положение после того как его в охлажденном состоянии продеформировали.
Кроме того, костная ткань проявляет в физиологических условиях свойства упругости, т.е. характеризуется значительной (до 2 %) обратимой деформацией. Именно механическое упругое поведение тканей организма объясняет противоречие в поведении металлических имплантов, когда несмотря на многократный запас прочности и высокий модуль упругости они все-таки разрушались. Адекватность механического поведения живых тканей и сплавов на основе TiNi позволяет считать металлоконструкции из данного металла более физиологичными и функциональными. Вышеуказанное позволяет считать перспективным создание металлоконструкции для транспедикулярной стабилизации позвоночника, сочетающей в себе надежность и стабильность металлоконструкции для транспедикулярной стабилизации позвоночника с физиологичностью и функциональностью фиксаторов из TiNi.
Цель исследования
Разработка и клинические исследования транспедикулярной конструкции для стабилизации позвоночника со стержнем функционально-оптимального уровня жесткости из никелида титана.
Задачи исследования
Поиск оптимального уровня жесткости ТК в зависимости от патологии фиксируемых сегментов.
Разработка показаний для оптимального использования ТК с различными уровнями жесткости.
Статические и циклические испытания ТК согласно международным стандартам для возможности их клинического применения.
Клинические испытания ТК для лечения больных с заболеваниями позвоночника: переломов нижнегрудного и поясничного отделов, спондилолистезов, нестабильности пояснично-крестцового отдела позвоночника.
5. Анализ клинического применения ТК для лечения больных с
заболеваниями позвоночника.
J a'.'J."' '- '
""J*-!* "'
і *w k' ".
Научная новизна
Предложена новая конструкция устройства для транспедикулярной стабилизации позвоночника. Использование стержня функционально-оптимального уровня жесткости из никелида титана дает ряд важных преимуществ:
1. Определены показания для дифференцированного использования ТК с оптимальным уровнем жесткости стержня в зависимости от заболеваний позвоночника. Для лечения переломов нижнегрудного и поясничного отделов позвоночника жесткость стержня 15-25 Н/мм, для лечения спондилолистезов и дегенеративно-дистрофических заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночника 35-45 Н/мм.
Уменьшается риск возникновения резорбции кости вокруг винтов, что особенно важно при хирургическом лечении больных с остеопорозом позвоночника.
Функциональная транспедикулярная система берет на себя часть нагрузки при движениях позвоночника и, как следствие, в смежных позвоночных сегментах уменьшается перегрузка межпозвоночных дисков.
Умеренная компрессионная нагрузка при использовании предложенной системы для лечения переломов позвоночника ведет к лучшей консолидации сломанного позвонка и снижает вероятность его остеопороза.
Наличие у стержня из никелида титана свойства памяти формы дает возможность производить репозицию позвонков при переломах позвоночника, а также использовать предложенное устройство для лечения нарушений осанки.
Практическая значимость
Использование оптимальной жесткости стержня у устройства расширяет область его применения и позволяет использовать его у больных с остеопорозом позвоночника.
Применение данного устройства делает его использование более безопасным из-за снижения резорбции кости вокруг винтов и уменьшения перегрузки смежных сегментов позвоночника.
Использование гибкого стержня уменьшает риск переломов винтов и стержня.
4. Наличие у стержня свойства памяти формы делает возможным производить репозицию позвонков и использовать устройство для лечения искривлений позвоночника.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Использование для лечения заболеваний позвоночника ТК с
функционально-оптимальным уровнем жесткости стержня из никелида титана
является более безопасным и надежным методом стабилизации с меньшим
количеством побочных эффектов.
2. Статические и циклические испытания ТК, проведенные в соответствии с
международными стандартами для испытания позвоночных имплантов на машине
«Теротест», показывают безопасность использования предложенной модели для
лечения больных с заболеваниями позвоночника.
3. Опыт клинического применения транспедикулярной конструкции со
стержнем с функционально-оптимальным уровнем жесткости из никелида титана
позволяет рекомендовать данную систему для лечения больных с заболеваниями
позвоночника, особенно при наличии у больного остеопороза позвоночника.
4. Рекомендовано использовать стержни различных уровней жесткости для
лечения переломов позвоночника и спондилолистезов.
Реализация результатов работы
Результаты работы используются при лечении больных с заболеваниями позвоночника в нейрохирургическом отделении Центральной Клинической Больницы Гражданской Авиации г. Москва, ГКБ N20, ГКБ им. СП. Боткина.
Апробация работы
Апробация диссертации состоялась 05.12.03 г. на заседании кафедры нейрохирургии Российской Медицинской Академии последипломного образования от 05 декабря 2003 г.
Публикации результатов исследования
По теме диссертации опубликовано 7 работ. На конкурсе молодых ученых на 3-м Съезде нейрохирургов России (июнь 2002 г.) научная работа по теме диссертации удостоена 2-го места (серебряная медаль).
Структура и объем диссертации.