| Аннотация |
В современной хирургической практике, в вопросе чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей, существующие патенты и созданные на базе них аппараты внешней фиксации в большинстве своем решают или пытаются решить два основных вопроса: разработчики пытаются сделать аппарат, с одной стороны, более легким, более быстрым в монтаже и компактным в сравнении, например с аппаратами Илизарова, с другой стороны, сохранить и/или оптимизировать репозиционные свойства аппарата внешней фиксации.
Если взять принцип аппарата Илизарова, который основан на том, что если в зоне перелома или в зоне остеотомии производить дозированную дистракцию в среднем где-то миллиметр в день, то по итогу можно получить регенерат большой протяженности. То есть на том месте, где была пустота, появляется новая костная ткань, по своему объему в разы превышающая тот регенерат, который образуется в условиях абсолютно стабильной фиксации.
Эти наблюдения наталкивают на мысль, что при обычных стандартных способах фиксации, особенно при абсолютно жесткой фиксации, (пластины, интрамедуллярный остеосинтез) процесс регенерации, с точки зрения массивности костной мозоли, идет не по самому оптимальному сценарию. Более того, складывается впечатление, что чем более стабильной фиксации удаётся достичь, тем менее выражена костная мозоль. Процесс консолидации идет достаточно вяло и не всегда заканчивается костным сращением.
Наиболее сложной группой пациентов с точки зрения тактики лечения являются пациенты с политравмой, сочетанными и комбинированными повреждениями. К этой категории относятся пациенты, пострадавшие в результате технологических и природных катастроф, ДТП, падения с высоты, минно-взрывные травмы.
Такие повреждения, как правило, характеризуются открытыми и множественными повреждениями одного или нескольких сегментов конечностей, могут сочетаться с ожогами различной глубины и площади, повреждениями внутренних органов, черепно-мозговой травмой. При оказании помощи таким пациентам врач сталкивается с дилеммой: выполнить максимальный объем хирургической помощи, устранить смещение отломков и зафиксировать все переломы погружными имплантами, либо произвести минимально-необходимый объем хирургического вмешательства, чтобы не усугубить состояние пациента дополнительной травмой, которой, по сути, является любое хирургическое вмешательство.
При открытых переломах обычно в ургентном порядке производится чрескостный остеосинтез переломов аппаратами внешней фиксации. После стабилизации общего состояния пациента добиваются заживления раны над зоной перелома, что предполагает элиминацию микроорганизмов из данного сегмента. Это условие является очень важным, а зачастую и определяющим для прогноза исхода лечения, поскольку наличие инородного тела (имплант) в сочетании с микробной контаминацией зоны перелома может привести к тяжелым инфекционным осложнениям. Таким образом, большинство аппаратов внешней фиксации позволяют быстро и внеочагово зафиксировать практически любой сегмент конечности, что не предполагает точной репозиции, спасти жизнь пациенту и «выиграть время», чтобы подумать о дальнейшем плане оперативных вмешательств и подобрать необходимые импланты.
Но в это же время пациент вместе с врачом попадает во временные «ножницы». Дата погружного остеосинтеза зависит от состояния раны, либо ожоговой поверхности сегмента. Чем тяжелее проходит раневой процесс, тем на более поздние сроки откладывается погружной остеосинтез. В то же время, чем дольше костные фрагменты находятся в смещенном состоянии, тем сложнее и травматичнее предстоящий остеосинтез, физиовосстановительное лечение и хуже прогноз в целом.
Выходом в такой ситуации являются внеочаговые компрессионно-дистракционные аппараты внешней фиксации с репозиционными возможностями. Наиболее известным таким аппаратом является аппарат Илизарова и его модификации. Но, являясь революционным в свое время, на сегодняшний день он не может решить проблему ургентной травмы в связи с громоздкостью конструкции, длительностью и сложностью компоновки, отсутствием достаточного количества специалистов, владеющих этим методом. Помимо возможности закрытой репозиции, такие аппараты позволяют осуществлять дозированную дистракцию и компрессию в зоне перелома в отдаленном послеоперационном периоде, тем самым стимулируя репаративный процесс. Данные манипуляции требуют присутствия пациента в стационаре с привлечением профильного специалиста, что на фоне увеличения количества пациентов с такими повреждениями, создает определенные трудности.
Высокие репозиционные свойства аппарата и возможность создания оптимальных условий в зоне перелома на различных этапах консолидации, а иногда и отсутствие необходимых погружных систем, склоняет нас к соблазну рассматривать данный метод как основной и окончательный, что в контексте минно-взрывных повреждений приобрело новый смысл.
Переломы длинных трубчатых костей занимают одно из первых мест в структуре заболеваемости, инвалидности и смертности пожилых людей. По данным ВОЗ, проблема ранней диагностики, лечения и профилактики метаболических заболеваний скелета занимает четвертое место по значимости среди неинфекционных заболеваний, уступая только болезням сердечно-сосудистой системы, онкологической патологии и сахарному диабету.
Создание программируемого компрессионно-дистракционного стержневого аппарата внешней фиксации костных отломков с электромеханическим приводом наиболее актуально для оказания помощи наиболее тяжелым группам пациентов с политравмой: дорожно-транспортные происшествия, кататравма, минно-взрывные повреждения и др.
Цель проекта состоит в разработке стержневого компрессионно-дистракционного аппарата внешней фиксации с репозиционными свойствами, со встроенным с электромеханическим приводом управления, разработка стандартных компоновок модулей аппарата внешней фиксации и зон проведения резьбовых стержней при диафизарных переломах различной локализации: бедро, голень, плечо, предплечье.
В зависимости от динамики раневого процесса этот аппарат внешней фиксации должен не только обеспечивать временную стабилизацию костных отломков, но иметь возможность закрытой репозиции перелома, стабильной фиксации и допускать возможность физиовосстановительного лечения пациента. За счет модульных компоновок новый аппарат должен иметь возможность перемонтажа статичных фиксаторов на стержневой основе на свою базу в случае необходимости закрытой репозиции перелома и невозможности проведения погружного остеосинтеза. Компрессионно-дистракционные свойства аппарата позволят не только создавать оптимальные условия репаративного процесса в зоне перелома, но и производить удлинение сегментов конечностей по Илизарову. Простота монтажа и универсальность конструкции позволят использовать его как при ургентном оказании помощи, так и в качестве окончательного метода лечения при высоком риске инфекционного процесса в зоне перелома.
Предлагаемый к использованию принцип компрессии-дистракции схож с миостимуляцией. То есть миостимуляторы, по сути, протезируют функцию двигательных нейронов, которые воздействуют на мышечную ткань, вызывая ее сокращение. Спортсмены и пациенты с повреждениями нервной ткани используют этот принцип для улучшения работы и поддержания функции мышечной ткани, используя различные варианты миостимуляторов.
В данном устройстве мы планируем использовать аналогичный принцип, но только в отношении костной ткани. То есть мы искусственно создаем тот режим нагрузок в зоне перелома, которые пациент, в силу объективных причин, таких как, например, бессознательное состояние, сниженный болевой порог, множественные повреждения скелета и др., не может осуществлять естественным путем, за счет функциональной нагрузки. То есть мы, таким образом, искусственно обойдя сознание пациента и его целеустремленность, искусственно создаем определенные условия в зоне перелома, которые должны стимулировать образование новой костной ткани, а именно сращение, т.е. консолидацию перелома.
Таким образом, механический фактор является ведущим формообразующим фактором, который определяет механические свойства здоровой кости под действием физических нагрузок и костного регенерата при переломе, и мы, таким образом, можем за счет электромеханического микропривода моделировать определенные механические усилия в зоне перелома, различной амплитуды, силы и продолжительности, тем самым подбирать определенный оптимальный режим в зоне перелома для стимуляции репарации костной ткани.
Перед собой мы видим задачу раскрыть оптимальные возможности регенерации за счет создания микроподвижности в зоне перелома, поскольку большинство погружных фиксаторов, создавая абсолютную стабильность отломков, играют роль биомеханического «шунта», вследствие которого кость не получает адекватные стимулы для запуска оптимального репаративного процесса. Это особенно актуально у пациентов с повреждениями и дефектами кожных покровов и мягких тканей (минно-взрывные повреждения), когда нет возможности использовать погружные фиксаторы, и использование аппаратов внешней фиксации является единственной возможностью.
Гипотеза, поставленная в рамках предстоящего НИОКР, заключается в том, что создаваемый аппарат внешней фиксации должен не только обеспечивать временную стабилизацию костных отломков, но иметь возможность закрытой репозиции перелома, стабильной фиксации и допускать возможность физиовосстановительного лечения пациента за счет искусственного, в автоматическом режиме, создания микроподвижности отломков костей в зоне перелома путём программирования микроконтроллера, подающего соответствующие импульсы электромеханическому приводу. Компрессионно-дистракционный аппарат также должен позволять производить удлинение сегментов конечностей по Илизарову.
В основу нового изобретения в рамках предстоящего НИОКР поставлена техническая задача усовершенствования способа чрескостного остеосинтеза путем установления новой системы «металлическая конструкция-кость». Применение данного способа позволит создать микроподвижность отломков в области перелома кости независимо от наличия или отсутствии статической нагрузки конечности, что позволит оптимизировать репаративный процесс и сократить сроки лечения пациентов с диафизарными переломами костей.
|
