Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы: оценка современных методик имплатационной хирургии при туберкулезном и неспецифическом спондилите 11
1.1 Актуальность проблемы лечения туберкулезного и неспецифического спондилита на современном этапе 11
1.2 Основные небиологические имплантаты, используемые для замещения пострезекционных дефектов позвоночника 17
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 28
2.1 Материалы и методы, использованные в исследовании механической прочности имплантатов 28
2.1.1 Материалы исследований 28
2.1.2 Методы исследований 32
2.2 Материалы и методы клинических исследований 33
2.2.1 Материалы клинических исследований 33
2.2.2 Методы клинических исследований 37
ГЛАВА 3. Результаты технических испытаний имплантатов 43
3.1 Механические свойства имплантата из пористого никелида титана и углеродного композиционного имплантата "ГАРГО" 43
3.2 Определение влияния прямоугольного паза в комбинированном углеродном имплантате на концентрацию напряжений в нем 46
3.3 Напряжения в элементах конструкции комбинированного углеродного имплантата в зависимости от варианта расположения костного трансплантата 49
ГЛАВА 4. Использование различных пластических материалов при радикально-восстановительных операциях у больных туберкулезным и неспецифическим спондилитом 53
4.1 Результаты клинического исследования 53
4.2 Сравнительная оценка оперативных вмешательств на позвоночнике с применением аутотрансплантатов, имплантатов из никелида титана и комбинированных углеродных имплантатов 68
4.3. Рентгенологическая оценка остеорепаративных процессов в зоне кость - имплантат в ближайшем послеоперационном периоде 700
ГЛАВА 5. Отдаленные результаты переднего спондилодеза различными пластическими материалами 77
Заключение 89
Выводы 977
Практические рекомендации 98
Список литературы 99
- Актуальность проблемы лечения туберкулезного и неспецифического спондилита на современном этапе
- Материалы и методы, использованные в исследовании механической прочности имплантатов
- Механические свойства имплантата из пористого никелида титана и углеродного композиционного имплантата "ГАРГО"
- Результаты клинического исследования
Введение к работе
Актуальность проблемы. Туберкулезный и неспецифический спондилит относится к разряду тяжелых инвалидизирующих заболеваний. Современный уровень развития хирургии и фтизиатрии позволяет оказывать эффективную помощь больным. Для переднего спондилодеза чаще всего используют костный AT (Корж Н.А. и соавт., 2005; Finkenmeier Ch.G., 2002). Массивный кортикально-губчатый AT, взятый из гребня подвздошной кости, располагаясь по линии нагрузки позвоночника, перестраиваясь, оказался способным восстановить его опороспособность (Никитин Г.Д., Тиходеев С.А. и соавт., 1998). Наличие в нем красного костного мозга с его регенеративными способностями благоприятствовало образованию блока тел позвонков.
Опыт применения AT позволил выявить и некоторые отрицательные моменты. Так для взятия AT необходимо дополнительное вмешательство, что увеличивает кровопотерю и продолжительность операции. Возможности получения трансплантата в достаточном количестве ограничены (Омелья-ненко Н.Д. и соавт., 2002; Кирилова И.А., 2004; Почуева Н.Ю., 2006; Fomi-chev N.G. et al, 2003). Возможности забора кости у детей еще более ограничены, так как донорские зоны невелики, а взятие тканей может привести к локальному нарушению развития в процессе роста (Губин А.В., 1983). В 16-40% случаев после костной пластики в послеоперационном периоде обнаруживаются такие осложнения, как резорбция, перелом трансплантатов, несращение их концов с ложем, нагноение в зоне пластики (Гарбуз А.Е., 1988; Олейник В.В., 2001, 2004; Ветрилэ СТ., Кулешов А.А., 2004; Гончаров М.Ю. и соавт., 2005; Stauffer R.N., Coventry М.В., 1972; Shynmudan G., 2002).
Успешное применение для переднего спондилодеза аллокости требует выполнения нескольких условий - тщательной подготовки костного ложа, тесного контакта с ложем на всем протяжении, длительного ношения жесткого корсета. Существует опасность инфицирования реципиента, трудность заготовки, возможность иммунологического конфликта, этические и моральные аспекты (Беллендир Э.Н., 2003). Кроме того, процесс прямого остеобла-
стического остеогенеза, как это бывает при пересадке жизнеспособных AT, невозможен, так как используется авитальный материал (Кирилова И.А. и со-авт., 2007).
В эксперименте на животных исследовалась возможность применения комбинированного депротеинизированного аллогенного костного материала и костно-пластического материала "Депротекс" (Корочкин СБ. и соавт., 2007). Применение материала в эксперименте обеспечивало формирование в течение 12 месяцев полноценного межтелового костного блока. Однако целесообразность его использования требует клинического подтверждения.
Указанные недостатки явились причиной поиска заменителей для применяемых материалов, способных составить достойную альтернативу AT (Кирилова И.А., 2004; Почуева Н.Ю., 2006; Hubble M.G., 2002; Nasseri B.A.,Vakanti G.P., 2002). Идеальный пластический материал должен выполнять не только заместительную функцию, но и, постепенно интегрируясь в окружающую кость, поддерживать физиологический уровень остеобластиче-ской и остеокластической активности, способствуя формированию и ремоде-лированию костной ткани (Корж Н.А. и соавт., 2005).
Одновременно с разработкой методов костной пластики активно исследовалась возможность применения небиологических пластических материалов. Исследования по использованию имплантатов из керамики позволили сделать вывод об их излишней твердости, отсутствии обратной деформации, низкой механической прочности, склонности к образованию трещин. Стабилизирующий эффект сохранялся 3-4 месяца, а в дальнейшем из-за резорбции костной ткани формировался неоартроз (Корж Н.А., Барыш А.Е., 1998). Если площадь имплантата составляла более 25% от общей площади окружающей его костной ткани, то в ней развивались дистрофические и деструктивные процессы (Сизиков М.Ю., 2000).
Применяемые полимерные материалы не обладают длительной стойкостью в отношении физических и химических воздействий и могут лишь временно выполнять стабилизирующую функцию (Brotchi J. et al, 1989).
Имплантаты из пористого никелида титана имеют высокие прочностные и пластические характеристики, обладают износостойкостью, быстро ассимилируются, благодаря врастанию в поры костной ткани (Гюнтер В.Э., 2001; Раткин И.К. и соавт., 2004). Вместе с тем изменения в мягких тканях, вызванные продуктами коррозии, в отдаленном периоде приводят к появлению болей, развитию воспалительных и гнойных осложнений (Senaran Н. et al, 2004).
Среди других пластических материалов, применяемых в вертеброло-гии, особого внимания заслуживают углеродные соединения. Они обладают высокой прочностью, отсутствием токсичности, канцерогенности, усталости материалов (Юмашев Г.С. и соавт., 1983). При контакте с костной тканью на поверхности углеродных материалов быстро возникает тонкий слабо адсорбируемый белковый слой, развивается соединительная и костная ткань. При клиническом применении углеродные имплантаты надежно фиксируют оперированный отдел позвоночника, препятствуя нарастанию кифотической деформации и, создают благоприятные условия для сращения костных AT (Беляков М.В. и соавт., 2003; Беляков М.В., 2006).
Таким образом, получение доступной, безопасной и эффективной альтернативы AT является основным направлением тканевой инженерии и материаловедения. Перспективными искусственными заменителями кости являются композитные (комбинированные) материалы. Авитальный имплантат играет роль основы для прорастания кровеносных сосудов и образования молодых костных клеток (остеокондукция), тогда как AT обеспечивает остео-индуктивную функцию. Показания к применению комбинированных им-плантатов, технология их использования требуют дальнейшего изучения.
Цель исследования: повышение эффективности радикально-восстановительных операций по поводу туберкулезного и неспецифического спондилита на основе применения переднего спондилодеза с использованием комбинированных костно-углеродных имплантатов.
8 Задачи исследования:
Изучить механические характеристики материалов: пористого имплантата из никелида титана, комбинированного углеродного имплантата.
Разработать модель комбинированного костно-углеродного имплантата оригинальной конструкции, включающей композитный углерод и костный аутотрансплантат.
Усовершенствовать технику радикально-восстановительных операций на позвоночнике с применением комбинированных имплантатов.
Изучить ближайшие и отдаленные результаты хирургического лечения у больных туберкулезным и неспецифическим спондилитом при использовании различных пластических материалов для переднего спондилодеза.
Научная новизна:
Впервые проведен сравнительный анализ механических характеристик новых пластических материалов: пористого никелида титана и композиционного углерода в сопоставлении с костным аутотрансплантатом.
Разработана оригинальная модель комбинированного костно-углеродного имплантата, позволившая улучшить результаты радикально-восстановительных операций у больных воспалительными заболеваниями позвоночника по сравнению с имплантатами из никелида титана и костными аутотрансплантатами.
Оценена эффективность лечения больных туберкулезным и неспецифическим спондилитом на основании клинико-рентгенологических методик и критериев качества жизни.
Практическая значимость:
Определена целесообразность применения комбинированного углеродного имплантата и представлена методика его использования в хирургии туберкулезного и неспецифического спондилита.
9 Применение разработанного комбинированного углеродного имплан-тата позволяет сократить срок восстановления опороспособности позвоночника и улучшить непосредственные и отдаленные результаты лечения.
Положения, выносимые на защиту:
Композиционный углерод «ГАРГО» обладает высокими механическими характеристиками и представляет наилучший материал для имплантатов при операциях на позвоночнике.
Предложенная модель комбинированного костно-углеродного им-плантата обеспечивает стойкую опорную функцию и консолидацию позвонков с аутотрансплантатом в более сжатые сроки.
3. Применение радикально-восстановительных операций со спондилоде-
зом комбинированным костно-углеродным имплантатом позволяет
достигнуть наилучших непосредственных и отдаленных результатов
хирургического лечения больных туберкулезным и неспецифическим
спондилитом.
Реализация результатов работы.
На основании проведенных исследований оформлена заявка № 2008112621/14(013651) на изобретение "Способ переднего комбинированного спондилодеза при воспалительных заболеваниях позвоночника".
Комбинированный углеродный имплантат используются в работе хирургических отделений ФГУ "Санкт-Петербургский НИИФ Росмедтехноло-гий". Результаты клинического применения учитываются при разработке и совершенствовании углеродных имплантатов в ФГУП "Санкт-Петербургский ЦНИИ материалов". Технология применения углеродных имплантатов внедрена в практику ГУЗ "Городская клиническая больница" (г. Благовещенск); ОГУЗ "Амурский областной противотуберкулезный диспансер" (г. Благовещенск). Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры
10 ортопедии-травматологии и кафедры фтизиатрии ГОУ ВПО"Амурская государственная медицинская академия" (г. Благовещенск). Апробация материалов диссертации.
Основные положения работы доложены на: заседании научного общества травматологов-ортопедов Амурской области (г. Благовещенск, 2005,2006,2007,2008); ежегодном "Дне фтизиатров Амурской области" (г. Благовещенск, 2006, 2007); научно-практической конференции травматологов-ортопедов Амурской области (г. Благовещенск, 2008); Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные вопросы лечения туберкулеза различных локализаций" (г. Санкт-Петербург, 2008).
Материалы работы по применению имплантатов для переднего спон-дилодеза представлены во Всероссийский центр имплантатов с памятью формы (г. Новокузнецк, 2005), получен диплом первой степени. На конкурсе ГОУ ВПО "Амурская государственная медицинская академия" в рамках первой национальной премии лучшим врачам России "Признание" (г. Благовещенск, 2008) работа награждена дипломом и премией.
Результаты диссертации изложены в 11 опубликованных научных работах, в том числе в двух статьях в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 122 страницах, состоит из введения, обзора литературы, четырех глав с изложением результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя литературы, включающего 210 источников, в том числе 144 отечественных и 66 иностранных. Работа иллюстрирована 49 рисунками и 21 таблицами, клиническими наблюдениями.
Актуальность проблемы лечения туберкулезного и неспецифического спондилита на современном этапе
Воспалительные заболевания позвоночника традиционно связывают с его туберкулезным поражением. Специалистами школы Санкт-Петербургского НИИФ детально изучены и разработаны вопросы клинического течения, диагностики и хирургического лечения этого заболевания (Корнев П.Г., 1971; Коваленко Д.Г., 1967, 1972; Коваленко Д.Г., Гарбуз А.Е., 1983, 1985; Гарбуз А.Е. и соавт., 1991; Гарбуз А.Е., 1998; Олейник В.В., 2001). Инфекционные поражения позвоночника стали часто отмечаться у пациентов, ранее представлявших редкие, единичные случаи: наркоманы, больные с эндокринной патологией (сахарный диабет), больные с патологическими переломами тел позвонков после длительной гормональной и цито-статической терапии. Все чаще стали встречаться больные, у которых туберкулезный спондилит сочетается с синдромом приобретенного иммунодефицита. Антибиотикотерапия позволила снизить смертность с 12- 40, до 5% случаев (Дмитриев А.Е. и соавт., 1987; Bonfiglio М. et al, 1973; Carragee E.I., 1997). С этим связано увеличение количества больных, нуждающихся в хирургическом лечении. Если ранее среди оперированных на позвоночнике преобладали больные молодого возраста, то в настоящее время увеличилось количество пожилых, что обусловлено продолжительностью их жизни и возникновением вторичных иммунодефицитных состояний у людей преклонного возраста (Patzakis М. et.al., 1991).
Таким образом, в последнее время отмечается рост воспалительных заболеваний позвоночника (Гарбуз А.Е., 1998; Тиходеев С.А., Вишневский А.А., 2004; Anil F.J., 2002; Tuli S.M., 2002). Эти заболевания ведут к нарушению его основных функций. Это является причиной высокой инвалидизациибольных. Выход на инвалидность составляет 85- 87 % случаев (Перецманас Е.О., 2002; Рогожина Н.А., Лямина Е.Л., 2003).
Среди всех локализаций костно-суставного туберкулеза туберкулезный спондилит занимает первое место, составляя 50-66 % случаев (Гусейнов Г.К., 2000; Лавруков A.M. и соавт., 2002, 2003; Newton P. et al, 1982; Hyakumachi К., 1986). В структуре впервые выявленных больных туберкулезным спондилитом отмечается увеличение запущенных и распространенных форм (Ахме-тов А.А. и соавт., 2000; Гусейнов Г.К., 2000; Левашев Ю.Н., Гарбуз А.Е., 2001, 2002; Гарбуз и соавт. 2002; Лавров В.Н., 2002). Увеличивается количество больных туберкулезным спондилитом в сочетании с активным туберкулезом других органов (Олейник В.В., 1994, 2004; Левашев Ю.Н., Гарбуз А.Е., 2001).
Стремительная эволюция технических средств и методов диагностики привела к появлению новых возможностей вертебрологических исследований (Szypryt Е.Р. et al, 1998). Однако, диагностические ошибки, по данным разных авторов, составляют 30-85 % (Салдун Г.П., 1982; Carragee E.I, 1997; Brown R.et.al., 2001). Средние сроки выявления составляют более двух-четырех месяцев (Winesky R.J., 1991), а по данным С.А. Тиходеева (2004), нередки случаи выявления спондилитов через несколько лет от начала заболевания. Вследствие этого до 60% случаев выявляются в запущенной стадии, имеют распространенный и осложненный характер (Гарбуз А.Е., 1997; Яга-фарова Р.К. и соавт., 1997).
Установлена прямая зависимость послеоперационных рецидивов от своевременного выявления, четкой дооперационной верификации границ патологического процесса (Басков А.В. и соавт., 2005; Тиходеев С.А., Вишневский А.А., 2006; На K.Y., Kim Y.H., 2004; Delank K.S. et al, 2005; Mehbod A.A. et al, 2005). Основой комплексного лечения воспалительных заболеваний позвоночника являются РВ операции. Техника операций разрабатывалась многими авторами и продолжает совершенствоваться (Коваленко Д.Г., 1967, 1972; Ракитянская А.Ф., 1979; Ракитянская А.Ф. и соавт., 1983; Коваленко Д.Г., Гарбуз А.Е., 1983, 1985; Нигай Г.А., Ахметов А.А., 1983; Гарбуз А.Е., 1988; Коваленко К.Н., 1990; Беллендир Э.Н., 1995, 2003; Дулаев А.К., Артемьев А.А., 1995; Дулаев А.К., Орлов В.П., 1996; Мушкин А.Ю., Коваленко К.Н., 1999; Мушкин А.Ю., 2000, 2006, 2008; Олейник В.В., Дорофеев Л.А., 2000; Олейник В.В., 2001, 2004; Олейник В.В., Гусева В.Н., 2006; Тихо-деев С.А., Вишневский А.А., 2004; Куклин Д.В., 2005; Беляков В.М., 2006; Беляков В.М. и соавт., 2008; Олейник В.В. и соавт., 2008).
Излечение очагового туберкулезного процесса вовсе не означает исчезновения анатомо-функциональных нарушений, вызванных разрушением тел позвонков. Они остаются, прогрессируют и являются причиной нетрудоспособности, требуя устранения, что может быть достигнуто только хирургическим путем (Коваленко Д.Г., Гарбуз А.Е., 1985; Олейник В.В., 1992; Ма-каровский А.Н. и соавт., 1997).
Главной целью радикально-восстановительных операций является восстановление анатомической непрерывности, единства и опороспособно-сти расчлененного деструкцией позвоночного столба, профилактика деформации, коррекция ее тяжести. Решение данной задачи достигается пластическими операциями, путем замещения пострезекционных дефектов костными трансплантатами и небиологическими пластическими материалами.
Чаще всего для переднего спондилодеза используют свободные и несвободные ауто- и аллотрансплантаты (Гарбуз А.Е. и соавт., 1991; Тиходеев С.А., Вишневский А.А., 2004; Дулаев А.К. и соавт., 2005; Гончаров М.Ю. и соавт., 2005). Как следует из многочисленных публикаций, костная пластика остается "золотым стандартом" в пластической вертебрологии, с которой сравниваются все остальные методы (Алешенко И.Е., и соавт., 2004; Duguy N. et al., 2000; Wefer J. et al., 2000; Cerroni L. et al., 2002; Welch R.D. et al., 2003). Идеальный пластический материал призван выполнять не только заместительную функцию, но, постепенно интегрируясь в окружающую кость, должен поддерживать физиологический уровень остеобластической и остео-кластической активности, способствуя формированию и ремоделированию костной ткани (Hardoin P. et al., 2000; Ruhaimi Kh. AL, 2001). Значение костной пластики определяется тем, что костные трансплантаты, замещая дефект и перестраиваясь под влиянием функции, способствуют преобразованию разрушенного участка и приспособлению его к новым условиям нагрузки (Коваленко Д.Г., Гарбуз А.Е., 1985). Костная ткань характеризуется значительной (более 2%) обратной деформацией (Корочкин СБ. и соавт., 2007), отсутствие которой при нагрузке и разгрузке становится одной из главных причин несостоятельности фиксаторов из искусственных материалов.
Материалы и методы, использованные в исследовании механической прочности имплантатов
Сравнение прочностных свойств изучаемых материалов (при сжатии) проведено на базе Санкт-Петербургского ФГУ "ЦНИИ материалов" в лаборатории механических испытаний под руководством А.В. Мансветова и при непосредственном участии главного научного сотрудника В.А. Ермолаева. В эксперименте изучены характеристики 6 имплантатов, из них 3 из пористого сплава НТ марки 2.2 цилиндрической формы с диаметром 26 мм и высотой 27 мм и 3 из имплантата УУКМ 4d диаметром 26 мм и высотой 35 мм с прямоугольным пазом 8x8 мм по всей высоте имплантата. Общий вид имплантатов представлен на рисунке 1.
Сплав НТ обладает свойством сверхэластичности материала, имея диаграмму деформации напряжения, сходную с живой тканью, в частности, с костью. Если при условии, что его деформация произошла не более чем на 10%, нагрузку прекратить, то сплав принимает первоначальную форму, без оставшейся деформации. На этом свойстве основан эффект высокой цикличности материала. Способность материала возвращаться к своей форме обеспечивает отсутствие накопления деформации, усталости материала, а значит, в нем не появляются дефекты и трещины. Получаемый в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из порошков никеля и титана, сплав имеет размер пор от 100 мкм до 600 мкм и пористость 30-80 % , что является оптимальным условием для врастания тканевых элементов.
Внешний вид различных по размеру имплантатов из НТ представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Внешний вид различных имплантатов из НТ. УУ материал марки УУКМ-4с1, являясь композитным, полностью состоит из углерода и обладает различными уровнями свойств (прочностью, жесткостью, пористостью, электропроводностью). Ценным преимуществом материала является его высокая (1000 С ) температура изготовления, обеспечивающая стерильность технологического процесса, а также высокую химическую и термическую стойкость, что делает возможным его последующую стерилизацию самыми различными способами.
Способ изготовления УУ композиционного материала следующий. Из углеродных волокон, сформированных в стержни, собирают послойно каркас на графитовой основе. Далее каркас помещают в реактор и в среде газообразного углеводорода при температуре, превышающей температуру термического разложения углеводорода, осуществляют формирование пироуглерод-ной матрицы путем осаждения пироуглерода из углеводородсодержащей газовой среды. Низкомолекулярные углеводороды - метан, этан, ацетилен, пропан, бензол, их смеси, например природный газ, при высокой температуре вступают в гетерогенную химическую реакцию разложения по схеме: Ст Н„ - тС + n/2 H2 Т
Протекание реакции в порах углеволокнистого каркаса обеспечивает формирование пироуглеродной матрицы. Таким образом, углеродный композиционный материал состоит из волокнистой армирующей основы и матрицы. Армирующая основа представляет собой каркас из вертикальных и горизонтальных слоев стержней, сформированных из углеродных волокон. Стержни каждого слоя ориентированы относительно последующего и предыдущего слоев под углом 60. Матрица выполнена из пироуглерода. Материал содержит поры размером 100-1000 мкм, общая пористость до 20 об.%, что является достаточным для их колонизации костными клетками. Физико-механические свойства материала представлены в таблице 1 (Беляков М.В., 2006).
Механические свойства имплантата из пористого никелида титана и углеродного композиционного имплантата "ГАРГО"
Механические испытания показали следующее. Имплантат из пористого НТ до усилия в 1500 кгс деформируется пропорционально нагрузке. При усилии в 2000 кгс его деформация значительно нарастает, переходя в разрушение. Имплантат из композиционного углерода при статической нагрузке ведет себя по- иному. До усилия в 3500 кгс силы деформируется упруго. Являясь более прочным, он выдерживает большую нагрузку. При силе 4677 кгс, т.е. в два с лишним раза больше, чем при нагрузке НТ, деформации подвергается его нагружаемый конец с частичным расслоением арматуры основы. Диаграммы деформирования имплантатов представлены на рисунке 6. Напряжения, возникающие в имплантатах при сжатии по оси, существенно отличаются. В момент разрушения НТ имплантата напряжение в нем Разрушение НТ имплантата при предельных нагрузках приводит к полной потере им опорной функции, в отличие от УКИ, у которого эта функция частично сохраняется. Вид деформированных после испытания имплантатов представлен на рисунке 9. Таким образом, УКИ ГАРГО обладает значительным запасом прочности, что позволяет уменьшить его размеры при сохранении необходимого запаса прочности. Основываясь на выводах предыдущего исследования, решено выяснить влияние прямоугольного паза в УКИ на его прочность. При нагружение цилиндрического тела сжимающими усилиями на торцах цилиндра напряженно-деформированное состояние такого тела является однородным, т.е. напряжения одинаковы во всех точках. Величина напряжений определяется величиной сжимающей силы и площадью поперечного сечения. Однако для размещения костной ткани в имплантате необходима некоторая полость. Технически наиболее просто сделать прямоугольный паз на некоторую глубину от поверхности цилиндра вдоль его оси, что позволяет сравнительно просто поместить костный трансплантат в имплантате и обеспечить тем самым регенерацию новой костной ткани вокруг углеродного каркаса. Однако наличие различного рода полостей в цилиндре приводит к нарушению однородности его напряженно-деформированного состояния и может приводить к локальному повышению напряжений, т.е. к концентрации напряжений вблизи углов до опасного уровня. На рисунках 10-12 представлены результаты расчета имплантата из УУ композита при нагрузке на его торцевую поверхность 5000 Н (509,2 кгс). Тонкими линиями изображено недеформированное состояние модели. В правой части рисунков приведена цветовая шкала напряжений в образце в МПа. Поскольку в нижней части имплантата заданы граничные условия, необходимые для численного решения данной задачи, в виде отсутствия перемещений на торцевой поверхности, в этой области образца напряжение несколько выше, чем в остальной части образца. Однако данный эффект является чисто методическим, вытекающим из постановки задачи, а реальные напряжения следует рассматривать в средней и верхней части образца. Состояние тела при нагрузке описывают с помощью напряжений, которые являются удельными усилиями, т.е. силами, действующими на плоско-сти единичной площади (например, 1 мм ). Напряжения, которые рассчитывает программа в данном случае, равны действующей силе, деленной на площадь поперечного сечения имплантата. С увеличением глубины паза от 0 (рис. 15) до 8 мм (рис. 16) и 12 мм (рис. 17) сечение уменьшается, а сжимающее напряжение вдоль оси цилиндра возрастает от 11 МПа до 14 МПа. Тем не менее, данный уровень напряжений значительно меньше разрушающего напряжения, определенного в эксперименте и равного 100 МПа. Таким образом, предлагаемая конструкция имплантата из углеродного композита обладает значительным запасом прочности. Из рисунков так же видно, что при таком способе нагрузки имплантата заметной концентрации напряжений вблизи углов паза не происходит, а значит, форма паза является оптимальной.
Результаты клинического исследования
Для улучшения результатов операций авторами предложен способ переднего комбинированного спондилодеза при воспалительных заболеваниях позвоночника (Уведомление о положительном результате формальной экспертизы от 5.05.2008). Методика операции. Данный способ предполагает использовать им-плантат цилиндрической формы - УКИ ГАРГО. В имплантате имеется ниша трапециевидной формы на всю его высоту и на х/г диаметра в глубину. Ниша заполняется аутокостью соответствующей трапециевидной формы. Форма ниши препятствует миграции AT. Сквозные каналы в углеродной болванке обеспечивают контакт AT с тканевой жидкостью. Предложенный способ создает условия для более стабильной фиксации пораженного отдела позвоночника. На рисунках 17, 18, 19, 20 и 21 представлена схема комбинированного углеродного имплантата (КУИ) и его общий вид. Применяя КУИ, использовали две методики. При первой, углеродный имплантат устанавливали в задних отделах резецированных позвонков, а ау-токость располагали в передних или же боковых отделах костного ложа. А также использовали внедренную модель, когда костный трансплантат распо- лагали в нише углеродного имплантата. Это исключало дополнительную подготовку костного ложа. После прекращения реклинации имплантат оказывался плотно фиксированным в костном ложе. Из имевших место интраоперационных осложнений наблюдались следующие. В группе 1, в одном (3,2%) случае при выделении тел позвонков L4-L5 был поврежден анастомоз между восходящей поясничной веной и подвздошной веной. Возникшее кровотечение увеличило общую операционную кровопотерю до 1200 мл и продолжительность операции до 4,5 часов. Кровотечение было остановлено прошиванием сосуда. Указанное осложнение на течение раневого процесса не повлияло, рана зажила первичным натяжением. Затихание процесса констатировано в обычные сроки. В группе 2 в одном (5%) случае при выполнении передней декомпрессии спинного мозга наблюдалось обильное кровотечение из эпидуральных вен. Общая операционная кровопотеря составила 600,0 мл, длительность операции - 3,6 часа. Кровотечение остановлено тампонадой гемостатической губкой. На течение раневого процесса и затихание основного процесса осложнение влияния не оказало. В группе 3 интраоперационных осложнений не наблюдалось. Таким образом, из 64 оперированных больных, в двух (3,1 ±2,2%) случаях наблюдались интраоперационные осложнения, не повлиявшие на исход заболевания. Аллергических, воспалительных или токсических осложнений, связанных с применением имплантатов, не отмечено. Значительно улучшалось общее состояние, нормализовалась температура. Показатели периферической крови приходили к норме в сроки от трех недель до 1,5 месяца после операции. С целью оценки течения послеоперационного периода после применения небиологических имплантатов проанализирована динамика неврологических нарушений. Неврологические нарушения у больных всех групп представлены в таблице 9. Характер переднего спондилодеза не имел особого влияния на восстановление нарушенных функций спинного мозга, но в группах 1 и 2 были больные с отсутствием положительной динамики - 9,1±6,3% и 7,1±7,1% соответственно, тогда как в 3-ей группе с использованием КУИ подобных случаев не наблюдалось. Пример. Больной Л., 47 лет. Диагноз: генерализованный туберкулез. Диссеминированный туберкулез легких в фазе распада. МБТ +. Туберкулезный спондилит Th7h8, осложненный внутригрудными натечными абсцессами и сдавлением спинного мозга в виде центральной нижней параплегии типа «В» с нарушением функции тазовых органов (рис. 22 А и Б). Рентгенограммы легких и позвоночника до операции представлены на рисунке 23 А и Б. 27.03.08 г. выполнена операция: торакотомия справа. Экстраплевральный пневмолиз. Абсцессотомия справа. Резекция тел Th6h9. Передняя декомпрессия спинного мозга. Дренирование левостороннего натечного абсцесса. Передний спондилодез КУИ (рис. 24). После оперативного лечения отмечена положительная неврологическая динамика в виде умеренного нижнего пара-пареза типа С, восстановления функции тазовых органов. Больной после операции представлен на рисунках 25 А и Б; 26 А и Б.
