Дегенеративні захворювання суміжних (до оперованого) сегментів хребта (експериментально-клінічне дослідження) - Автореферат

Захист відбудеться "15” жовтня 2010 р. об 11.30 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.607.01 Державної установи "Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Державної установи "Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. На цей час існує чимало фундаментальних наукових робіт, котрі присвячені визначенню місця спондилодезу у сучасній хірургії хребта, розробкам нових типів спондилодезу з використанням різних заглибних фіксаторів (Корж Н.А., 2005, Schelegel J.D., Smith J.A., Schleusener R.L., 1996, Shin M., Ryu K., Kim I., Park C., 2007.). Ситенка АМН України", в результаті яких було розроблено підходи до лікування дегенеративних захворювань шийного відділу хребта (Корж Н.А., Барыш А.Е., Попсуйшапка К.А., 2003), створена нова технологія заднього напруженого трансартикулярного артродезуючого металоцервікоспондилодезу, а також розроблені підходи до лікування дегенеративних захворювань шийного відділу хребта та стенозуючого диспластичного спондилолістезу (Барыш А.Е., 2008, Продан А.И., Грунтовский А.Г., 2004), впроваджена в клінічну практику нова система транспедикулярної фіксації "МОСТ" на основі стержнів (Радченко В.А., Рябов О.В., Піонтковский В.К., 2007). Автор провів інформаційний та патентний пошук, виконав аналіз тенденцій розвитку даного напрямку ортопедії, провів експерименти на тваринах, брав участь у морфологічних дослідженнях, аналізі результатів математичного моделювання з використанням методу кінцевих елементів, приймав участь у розробці нового за дизайном ендопротеза для міжтілового спондилодезу та його експериментальному обґрунтуванні, проведенні хірургічних втручань у хворих з дегенеративними захворюваннями хребта.Відсутні дослідження, у яких були б проаналізовані дегенеративні зміни у суміжних сегментах в залежності від використаних міжтілових ендопротезів (матеріал та конструкція). Ситенка АМН України" та відділенні нейрохірургії хребта і спинного мозку Івано-Франківської обласної клінічної лікарні були виконані декомпресивно-стабілізуючі хірургічні втручання на хребті з використанням заднього односегментарного міжтілового спондилодезу імплантатом із корундової кераміки. Робота виконана у трьох серіях експериментів: 1 серія - імплантація ендопротезів із корундової кераміки, титану та шаруватого вуглецю у міжтіловий проміжок (L ІІІ - L IV) поперекового відділу хребта кроликів - 9 кроликів (імплантацію ендопротезів виконували у міжтіловий проміжок після видалення більшої частини міжхребцевого диска), двох інтактних кроликів було використано у якості контролю для визначення висоти міжхребцевих дисків поперекового відділу хребта; За даними оцінки, проведеної з використанням шкали Oswestry, усіх хворих після спондилодезу на термін дослідження (9,4±1,02 років) було розділено на дві групи: 1 група - задовільні результати лікування (85 хворих); 2 група - незадовільні результати лікування (67 хворих), котрі були повязані з низьким рівнем реабілітації. У досліджених групах хворих до операції виявлено помірно виражений спондилоартроз: у 42,7 % (47 сегментів) пацієнтів 1 групи, та у 44,3 % (43 сегменти) пацієнтів 2 групи.У пацієнтів з високим показником реабілітації (1 група) після операції виявлено зниження індексу диска на 13,08 % у краніальних сегментах і на 14 % - у каудальних. У 22,24 % пацієнтів з низьким показником реабілітації (2 група) зниження індексу диска мало місце у каудальних сегментах. Особливості зони спондилодезу, а саме: зниження індексу міжтілового проміжку та порушення його форми, резорбція кісткової тканини навколо фіксатора, зміщення імплантату у фронтальній площині, а також наявність антелістезу та ретролістезу, спондилоартрозу, виступають як фактори ризику, котрі негативно впливають у післяопераційному періоді на структурну організацію суміжних хребтових сегментів. У пацієнтів 2 групи відмічено вірогідне зниження показників: форми міжтілового простору за рахунок його асиметрії, зміщення імплантату у фронтальній площині, підвищення кількості пацієнтів з вираженим спондилоартрозом. Дегенеративні зміни у краніальних та каудальних суміжних міжхребцевих дисках після спондилодезу у пацієнтів 2 групи спостерігались відповідно на 25,77 % та 17,19 % частіше, ніж у 1 групі.

Основний зміст роботи

1. Після міжтілового спондилодезу імплантатом із корундової кераміки, виконаного пацієнтам з приводу дегенеративних захворювань поперекового відділу хребта, при аналізі через 9,4 ± 1,02 років після операції виявлені дегенеративні порушення у хребтових сегментах, суміжних до оперованого: зниження індексу міжхребцевого диска та збільшення індексу його форми. У пацієнтів з високим показником реабілітації (1 група) після операції виявлено зниження індексу диска на 13,08 % у краніальних сегментах і на 14 % - у каудальних. У 22,24 % пацієнтів з низьким показником реабілітації (2 група) зниження індексу диска мало місце у каудальних сегментах.

2. Особливості зони спондилодезу, а саме: зниження індексу міжтілового проміжку та порушення його форми, резорбція кісткової тканини навколо фіксатора, зміщення імплантату у фронтальній площині, а також наявність антелістезу та ретролістезу, спондилоартрозу, виступають як фактори ризику, котрі негативно впливають у післяопераційному періоді на структурну організацію суміжних хребтових сегментів. У пацієнтів 2 групи відмічено вірогідне зниження показників: форми міжтілового простору за рахунок його асиметрії, зміщення імплантату у фронтальній площині, підвищення кількості пацієнтів з вираженим спондилоартрозом.

3. Дегенеративні зміни у краніальних та каудальних суміжних міжхребцевих дисках після спондилодезу у пацієнтів 2 групи спостерігались відповідно на 25,77 % та 17,19 % частіше, ніж у 1 групі. Кількість краніальних та каудальних хребтових рухових сегментів з спондилоартрозом у пацієнтів 2 групи з вираженими негативними клінічними симптомами та рентгенологічними проявами на 24,8 % більша, ніж у 1 групі. Відсоток спондилоартрозу був вірогідно вищим у каудальних сегментах у пацієнтів обох груп - 21,6 % (1 група) і 19,3 % (2 група).

Ретро - та антелістез спостерігався тільки у пацієнтів 2 групи (27,76 % та 4,12 %, відповідно), що проявлялося появою симптомів нестабільності поперекового відділу хребта.

4. Імплантація у міжтіловий проміжок поперекового відділу хребта кроликів ендопротезів із корундової кераміки, вуглецю або титану призводить до розвитку виражених в різній мірі порушень у суміжних сегментах хребта. Прояви деструктивних змін залежать від стану зони спондилодезу: остеоінтеграційних властивостей матеріалу імплантованого ендопротезу, рівня розташування суміжного сегмента та його структурних компонентів. Деструктивні зміни у міжхребцевих дисках, дуговідросткових суглобах та тілах хребців суміжних (до оперованого) хребтових сегментів переважають при застосуванні титанового імплантату.

5. При імплантації біоматеріалів у міжтіловий проміжок хребта тварин спостерігається позитивний кореляційний звязок між дегенеративними проявами у парі "міжхребцевий диск та дуговідростковий суглоб” при застосуванні вуглецевих (r = 0,689, р = 0,017) та титанових (r = 0,849, р = 0,004) імплантатів. Вказана залежність з високою ймовірністю знайдена у 84 % експериментальних тварин. Доля дисперсії змінної "дуговідростковий суглоб", обумовленої впливом змінної "диск" (r = 0,817) становить (81-82%). При імплантації кераміки ця залежність менша.

6. Обґрунтовані оптимальні за біомеханічними характеристиками та матеріалом конструктивні варіанти ендопротезів для міжтілового спондилодезу людини на основі математичного моделювання з використанням методу кінцевих елементів. Доведена доцільність виконання ендопротезу із корундової кераміки з системою отворів в його середній частині, а також округленням по зовнішньому та внутрішньому периметрам ендопротеза. При експериментальній апробації ендопротезу розробленої конструкції на тваринах спостерігалось зрощення тіл хребців по створеним отворам за рахунок вираженої остеоінтеграції матеріалу. Імплантат розробленого дизайну покращує міцнісні характеристики хребтових рухових сегментів і сприяє зниженню дегенеративних проявів у суміжних сегментах. Створено теоретичне підґрунтя стосовно впливу конструктивних особливостей та матеріалу ендопротезів на суміжні хребтові рухові сегменти.

1. Ткачук Н.А. К вопросу о расчетно-эксперементальном исследовании напряженно-деформированого состояния биомеханических систем / Н.А. Ткачук, В.К. Пионтковский, В.И. Федак, Ю.В. Веретельник // Вісник НТУ "ХПІ" - Харків: НТУ "ХПІ”, 2007. - № 23. - С.99 - 121. - (Тем. вип. "Машинознавство та САПР”).

2. Радченко В.О. Структурна організація тканин хребтових сегментів, суміжних до оперованого тіла хребця щурів, при різних варіантах розташування в ньому металевих імплантатів / В.О. Радченко, Н.В. Дєдух, С.В. Малишкіна, Н.Ю. Шкодовська, В.І. Федак, В.К. Піонтковський // Медицина и … - 2008. - № 4 (22). - С.81-87.

3. Радченко В.О. Структурна організація суміжних хребцевих сегментів кролика при введенні у міжтіловий проміжок поперекового відділу хребта імплантатів із різних біоматеріалів / В.О. Радченко, Н.В. Дєдух, С.В. Малишкіна, В.І. Федак // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2009 - №2. - С.69-75.

4. Радченко В.О. Дегенеративні зміни суміжних сегментів після стабілізуючих операцій на хребті / В.О. Радченко, Н.В. Дєдух, С.В. Малишкіна, В.І. Федак // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2009. - № 3 - С.101-111.

5. Радченко В.О. Дегенеративні захворювання суміжних (до оперованого) сегментів хребта / В.О. Радченко, В.І. Федак // Український морфологічний альманах. - 2010. - Т.8, № 2. - С.173-175.

6. Деклараційний патент на корисну модель №43430 Україна, МПК G09В 23/28, G09В 23/32. Кінцево-елементна модель поперекового відділу хребта / Радченко В.А., Ткачук М.А., Тимченко І.Б., Сосніна Ю.К., Веретельник Ю.В., Веретельник О.В., Федак В. І.; заявник та патентовласник ДУ "Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка АМН України”. - № u200904297; заявл.30.04.2009; опубл.10.08.2009; Бюл. № 15.

7. Веретельник Ю.В. Моделирование напружено-деформированного состояния сегментов позвоночника с эндопротезированием межтеловой опоры / Ю.В. Веретельник, О.В. Веретельник, Н.А. Ткачук, В.И. Федак: мат. XVI міжнар. науково-практична конф. ["Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоровя"], (Харків, 17-18 травня 2007). - Харків: НТУ "ХПІ", 2007. - С.144.

8. Веретельник Ю.В. Напружено-деформований стан біомеханічних систем: теорія і компютерне моделювання Ю.В. Веретельник, О.В. Веретельник, В.О. Радченко, В.І. Федак, М.А. Ткачук: мат. міжнар. НТК памяті академіка В.І. Моссаковського. ["Актуальні проблеми механіки суцільного середовища і міцності конструкцій"], (жовтень 2007). - Дніпропетровськ, 2007. - С.310-311.

9. Веретельник Ю.В. Метод скінчених елементів у задачі моделювання напружено-деформованого стану сегментів хребта з ендопротезуванням міжтілової опори / Ю.В. Веретельник, М.А. Ткачук, В.І. Федак: мат. XVII міжнар. науково-практична конф. ["Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоровя"] (Харків, 4-6 червня 2008). - Харків: НТУ "ХПІ", 2008. - С. 19.

10. Костицький М. Вплив керамоспондилодезу поперекового відділу хребта на дегенерацію суміжних сегментів / М. Костицький, В. Федак, О. Костицька: мат. науково-практичної конференції нейрохірургів України // Український нейрохірургічний журнал. - 2009. - № 3 (47). - C.24.

11. Kostytsky M. M. Adjacent Segment Degeneration in the Lumbar Spine after ceramospondylodesis / M. M. Kostytsky, V.I. Fedak, O. M. Kostytska: тез. доповідей ІІІ міжнар. українсько-польської конф. ["Помилки та ускладнення в травматології та ортопедії"], (Яремче-Івано-Франківськ, 9-10 жовтня 2009 р.) / МОЗ України, АМН України, Асоціація ортопед. - травмат. України, Івано-Франківський нац. мед. університет, Івано-Франківський ОКЛ. - Яремче-Івано-Франківськ, 2009. - С.102-105.