Оригинальное название: How toenhance the stability
Как повысить стабильность фиксации переломов проксимального отдела плечевой кости с помощью блокирующей пластины? Обзор современных технологий
биомеханические и клинические данные
Автор оригинала: Benedikt Schliemann , Dirk
Wahnert, Christina Theisen, Mirco Herbort, Clemens Ko sters, Michael J. Raschke,
Рен Чжэн, отделение травматологии и ортопедии, Шестая аффилированная больница Синьцзянского медицинского университета, AndreWeimann
Первоисточник: Injury,Int. J. Care Injured
46 (2015) 1207C1214
Стандартным методом лечения переломов проксимального отдела плечевой кости является фиксация пластинами, хотя в последние годы многочисленные исследования показали, что частота осложнений после лечения переломов проксимального отдела плечевой кости пластинами может достигать 49%. Двумя основными причинами такого высокого уровня осложнений являются низкая минеральная плотность проксимальной плечевой кости (BMD) и отсутствие эффективной медиальной поддержки во время фиксации, что приводит к нестабильной фиксации.
В последние годы был проведен ряд клинических и биологических исследований, чтобы выяснить, как избежать этих проблем. Три принципа, с которыми согласны большинство авторов для повышения стабильности фиксации замковой пластины при переломах проксимального отдела плечевой кости: добавление костного цемента в область низкого BMD на кончике винта для улучшения фиксации винта; использование медиальных опорных винтов (талярных винтов); и использование аутологичных или аллогенных костных трансплантатов, если медиальная колонна разрушена.
В недавно опубликованном в журнале Injuy обзоре руководящих принципов Бенедикта из Германии рассматриваются последние клинические и биомеханические исследования фиксации проксимальной плечевой пластины с целью выработки относительно стандартизированной стратегии лечения этих сложных переломов.
Методы
Выбиралось любое из следующих ключевых слов: «стабильность», «медиальная поддержка», «аугментация», «костный цемент», «костный трансплантат», «костный трансплантат», «костный трансплантат» и «костный трансплантат». «костный трансплантат», «аутологичный костный трансплантат» и «аллотрансплантат» в сочетании с «перелом проксимального плечевого сустава» В поиск Medline (US Medical Index) была включена только соответствующая англоязычная литература. Включенная литература была отобрана и разделена на три основные группы: (1) медиальные опорные винты; (2) фиксация, усиленная цементом; и (3) фиксация, усиленная костным трансплантатом. Кроме того, эти три группы можно дополнительно разделить на подгруппы, связанные с клиническими исследованиями и биомеханическими исследованиями.
Содержание литературы представлено в трех основных направлениях: (1) описание основных принципов использования винтов с медиальной опорой, цементного армирования и костной пластики; (2) объяснение обоснования применения этих трех методов при переломах проксимального отдела плечевой кости, а затем подробный обзор результатов включенных исследований в этой области и их соответствующих клинических последствий.
Результаты
I. Медиальные опорные винты
Профессор Гарднер и др. предложили некоторые количественные критерии для определения того, имеет ли перелом проксимального плечевого сустава стабильную медиальную поддержку, и мы считали, что он имеет медиальную поддержку, если перелом соответствует следующим критериям: (1) медиальная колонна была неповреждена, анатомически репозиционирована и не являлась коммитированным переломом (2) стабильный перелом со стержневым концом линии перелома, вставленным в головку плечевой кости (3) блокирующий винт введен непосредственно в проксимальную головку плечевой кости во внутреннем нижнем квадранте субхондральной кости 5 Именно потому, что медиальные коммитированные переломы обычно ассоциируются со сложными переломами проксимального отдела плечевой кости, роль медиального опорного винта особенно важна, когда требуется фиксация пластины (рис. 1). Хотя винт вводится только в нижнюю часть головки плечевой кости, он эффективно противодействует силам внутреннего смещения и поэтому снижает риск вторичного разрушения редукции и последующего разрушения внутреннего смещения.
Рисунок 1.
Медиальные опорные винты (черные стрелки) поддерживают медиальную стабильность плечевого столба во время фиксации пластиной перелома проксимального отдела плечевой кости.
(1) Биомеханическое исследование
Биомеханические исследования, связанные с усиленной фиксацией медиальными опорными винтами при фиксации пластины, немногочисленны, и на сегодняшний день авторы нашли только две публикации, в которых рассматривалась фиксация пластины с добавлением медиальных опорных винтов. Также недавно профессор Каттхаген и др. оценили прочность фиксации медиальных опорных винтов в модели нестабильного двухкомпонентного перелома, установив два направленных винта с фиксирующим моментом и проведя испытания на жесткость при ротационной, осевой, внутренней и абдукционной нагрузках, соответственно. Жесткость, осевая нагрузка и нагрузка разрушения при фиксации внутрь значительно увеличились только после пересадки аллотрансплантата кортикальной или отменной кости, но этот эффект не наблюдался для скручивания и жесткости при абдукционных нагрузках.
Напротив, в исследовании профессора Баи и др. модель нестабильного двухкомпонентного перелома с фиксацией дополнительным талярным винтом показала значительное увеличение сдвигающих и осевых сил нагрузки. При переломах с интактной медиальной корой дополнительный талярный винт не обеспечивал усиленной фиксации, и точно так же дополнительный талярный винт не обеспечивал соответствующего сопротивления деформации, независимо от того, была ли медиальная кора интактной или нет.
(2) Клинические исследования
В отличие от противоречивых результатов двух биомеханических работ, все клинические исследования, включенные в список, показали хорошие результаты фиксации переломов проксимального отдела плечевой кости с помощью медиальных опорных винтов.
Первое такое исследование, проведенное профессором Гарднером и др., включало 35 пациентов (средний возраст 62 года), в котором 18 пациентам были установлены медиальные опорные винты. Результаты показали значительно меньшую частоту неудач репозиционирования у пациентов с добавлением медиальных опорных винтов по сравнению с пациентами без комбинации медиальных опорных винтов (p
< 0.001). Кроме того, с точки зрения достижения анатомической стабильности, авторы пришли к выводу, что использование медиальных опорных винтов было ключевым фактором в достижении стабильной внутренней фиксации перелома.
В другом проспективном рандомизированном исследовании профессора Zhang и др. результаты согласуются с результатами профессора Gardner и др., которые включили 72 пациента (средний возраст 63,2 года) с переломами проксимального отдела плечевой кости, которые лечили с помощью винтов с медиальной опорой или винтов с замковой головкой в сочетании с фиксацией пластинами, и оценили клинические и аффективные изменения у этих пациентов после среднего периода наблюдения 30,8 месяцев. Результаты показали, что показатели Constant были значительно выше у пациентов с медиальной поддержкой винтов, чем у пациентов без нее (p=
0,01), и частота неудач внутренней фиксации также была выше у пациентов без медиальных опорных винтов, чем у пациентов с медиальными опорными винтами (23,1% против 3,4%, p =
0.036). Кроме того, авторы также отметили более высокую частоту неудачного вправления у пациентов с тремя-четырьмя частичными блоками перелома. Таким образом, авторы пришли к выводу, что использование медиальных опорных винтов повышает механическую стабильность блокирующей пластины при переломах проксимального отдела плечевой кости, что особенно важно для пациентов со сложными переломами проксимального отдела плечевой кости, и что внутренняя фиксация сохраняет репозицию в течение более длительного периода времени с помощью медиальных опорных винтов.
Авторы сравнили данные 36 пациентов (средний возраст 62,5 года) с медиальной опорой и 27 пациентов (средний возраст 61,7 года) без медиальной опоры и обнаружили, что оценка плечевого сустава по шкале Неера у пациентов с медиальной опорой составила 85,7
Оценка по шкале Neer для пациентов с медиальной поддержкой составила 85,7 ± 7,8 по сравнению с 78,0 ± 14,2 для пациентов без медиальной поддержки (p = 0,008). Частота осложнений также была значительно выше при переломах проксимального отдела плечевой кости без медиальной поддержки (37% против
11.1%, p = 0.014).
II. Цементно-армированная фиксация
Цементно-армированная фиксация успешно используется при лечении переломов проксимального отдела плечевой кости. Как фосфат кальция, так и сульфат кальция могут быть использованы для заполнения щели перелома при переломах проксимального отдела плечевой кости, особенно при лечении метафизарной щели перелома. Фиксация головки винта с усиленной цементом фиксацией может быть достигнута либо путем введения костного цемента перед забиванием гвоздя, либо путем использования полых гвоздей, оба варианта были использованы с хорошим клиническим успехом (рис. 2).
Рисунок 2.
Полый гвоздь с цементной фиксацией (A), послеоперационное изображение (B).
(1) Биомеханические исследования
В 2002 году профессор Квон и др. впервые провели биомеханическое исследование по использованию фосфата кальция при переломах проксимального отдела плечевой кости. Исследование включало использование пластины "клеверлиф", пластины с угловым лезвием и пропильного штифта с одной стороны плечевой кости и цемента с фосфатом кальция с другой стороны плечевой кости, сравнивая результаты фиксации с обеих сторон. Результаты показали значительное снижение межфрагментарного движения при использовании цементно-фосфатной фиксации, а также значительное увеличение предельного крутящего момента и жесткости при скручивании при использовании цементно-армированной фиксации.
Хотя модели переломов, методы тестирования и направления нагрузки в этих исследованиях не были идентичными, результаты были удивительно последовательными: фиксация переломов проксимального отдела плечевой кости замковой пластиной в сочетании с цементно-армированной фиксацией привела к хорошим биомеханическим результатам.
Таблица 1.
Биомеханическое исследование переломов проксимального отдела плечевой кости с использованием блокирующих пластин в сочетании с цементно-армированной фиксацией
Однако одним из основных недостатков использования костного цемента является повышение температуры, которое происходит в процессе отверждения. Профессор Blazejak и др. оценили термогенную эффективность цементной фиксации образцов перелома проксимального плечевого сустава трупа в водяной бане при 37°C (имитирующей температуру человека) путем добавления 0,5 мл ПММА к каждому винту и измерения температуры субхондральной кости и суставной поверхности на кончике винта. Результаты показали, что температура субхондральной кости составляла 43,5
°C и 38,6 °C на суставной поверхности, что не достигало температурного порога, о котором сообщалось в литературе для некроза или апоптоза остеокластов. Кроме того, исследование in vitro профессора Гетцена и др. также показало, что удаление полого гвоздя после цементно-армированной фиксации полым гвоздем 2,8 мм не представляет проблемы, и для удаления не требуется повышенный крутящий момент или другие специальные инструменты.
(2) Клинические исследования
Профессор Робинсон и профессор Пейдж первыми проследили результаты лечения 25 переломов проксимального отдела плечевой кости с помощью внутренней фиксации винтами с опорой на пластину в сочетании с армированием фосфатом кальция, показав хорошее сращение и удовлетворительное заживление перелома во всех случаях после применения армирующей фиксации в течение одного-двух лет после операции.
Существует только два клинических исследования, оценивающих эффективность фиксации проксимальных переломов плечевой кости с помощью цементно-армированной фиксирующей пластины.
Prof Egol et al. при лечении переломов проксимального отдела плечевой кости с метафизарными дефектами оставляли дефект без лечения (39%), усиливали костным трансплантатом (32%) и усиливали фиксацию костным цементом с сульфатом кальция (29%). Результаты показали, что применение армирования фосфатом кальция уменьшило резорбцию кости на конце перелома. По сравнению с использованием костной пластики отломков и стеллажей без лечения, фосфат кальция был эффективен в уменьшении повреждения кости, вызванного винтами (p
= 0,009), а также было значительно меньше осложнений, связанных с применением цементной фиксации фосфатом кальция.
Профессор Сомасундарам и др. использовали костный цемент с сульфатом кальция для заполнения метафизарного дефекта и усиления фиксации винтами с фиксирующей пластиной.2 Результаты показали хорошее заживление перелома у одного пациента (22 перелома проксимального отдела плечевой кости) без осложнений и побочных эффектов, связанных с сульфатом кальция.
На сегодняшний день нет клинических исследований, посвященных комбинации блокирующих пластин с полыми и перфорированными винтами с цементно-армированной фиксацией, а рандомизированное контролируемое исследование, сравнивающее только блокирующие пластины с винтовой фиксацией, еще не проводилось.
III. Костная пластика
Интрамедуллярная костная пластика была впервые использована профессором Вальхом и др. для лечения хирургических остеоконнектов шейки плечевой кости. При переломах с медиальными разрывами коры плечевой кости интрамедуллярная костная пластика обеспечивает стабильную медиальную поддержку и тем самым предотвращает медиальный коллапс головки плечевой кости.
(1) Биомеханические исследования
Профессор Матисон и др. впервые исследовали биомеханические изменения замковых пластин в сочетании с интрамедуллярными имплантатами в сравнении с одними замковыми пластинами, используя шесть образцов трупов со средним возрастом костей 85,8 лет для сравнения этих двух методов фиксации. Клиновидная остеотомия хирургической шейки плечевой кости на 10 мм использовалась для моделирования коммитированного перелома медиального столба. Результаты показали, что нагрузка разрушения внутренней фиксации может быть увеличена в 1,72 раза за счет интрамедуллярного васкуляризированного трансплантата малоберцовой кости (стандартное отклонение 0,54; p
= 0,02) и 3,84-кратное увеличение структурной жесткости (стандартное отклонение 1,92).
Аналогичные результаты были получены в исследовании профессора Bae et al., которые сравнили биомеханику замковых пластин в сочетании с интрамедуллярными имплантатами с биомеханикой только замковых пластин на семи парах трупных образцов. Результаты показали значительное уменьшение смещения перелома при усиленной фиксации с помощью блокирующих пластин в сочетании с интрамедуллярными имплантатами, а также гораздо более высокую максимальную нагрузку разрушения внутренней фиксации и жесткость фиксации, чем при использовании только блокирующих пластин. Внутренний коллапс плечевой кости и перелом пластины были распространенными формами неудач внутренней фиксации после фиксации только фиксирующей пластиной, в то время как неудачи фиксации, усиленной костным трансплантатом, были в основном связаны с переломом вырезанной головки плечевой кости или трансплантированного фибулярного блока.
Профессор Чоу и др. провели аналогичное исследование на восьми парах трупных плечевых костей и показали, что все восемь плечевых костей, зафиксированных с помощью замковых пластин в сочетании с интрамедуллярным укреплением костным трансплантатом, не имели деформации инверсионного коллапса плечевой кости, в то время как шесть из восьми плечевых костей, зафиксированных только с помощью замковых пластин, разрушились из-за инверсионного коллапса (p<
0.05).
В недавнем исследовании профессор Каттхаген и др. создали модель двухсегментного перелома нестабильной плечевой кости и ввели в медиальное пространство перелома кортикальную и костную кость бедренной кости для усиления фиксации блокирующей пластины в сочетании с медиальными опорными винтами.
< 0.017).
0.017). Однако в случае трансплантации блока бедренной кости для восстановления дефекта медиальной плечевой кости требуется кортикальная кость для поддержки дистального и проксимального концов для обеспечения стабильной компрессионной посадки, в отличие от интрамедуллярной костной пластики, которая также может быть безопасно и эффективно введена в завершенный коммитированный медиальный столб.
Несмотря на различные методы тестирования в вышеуказанных исследованиях, жесткость фиксации и нагрузка разрушения фиксации после интрамедуллярной васкуляризированной подсадки малоберцовой кости или подсадки медиальной компрессионной кости были намного выше, чем при фиксации только фиксирующей пластиной.
(2) Клинические исследования
Профессор Гарднер и др. первыми представили отчет о семи пациентах с переломами проксимального отдела плечевой кости с использованием блокирующей пластины в сочетании с интрамедуллярным васкуляризированным трансплантатом малоберцовой кости, и наблюдали за этими семью пациентами до заживления перелома или отсутствия потери редукции. Результаты показали, что трансплантат полностью сросся с плечевой костью через 3-4 месяца после операции. Однако трое из этих семи пациентов подверглись ревизии в раннем послеоперационном периоде (один пациент из-за сохраняющегося послеоперационного раневого выпота и два пациента подверглись артроскопическому релизу при сгибании сустава менее чем на 110 градусов). В конечном итоге авторы пришли к выводу, что интрамедуллярный имплантат не только обеспечивает медиальную плечевую поддержку, но и служит интраоперационным инструментом репозиционирования. После исследования профессора Гарднера был опубликован ряд исследований уровня IV, а в Таблице II представлены текущие клинические исследования, касающиеся блокирующих пластин в сочетании с усиленной фиксацией с помощью аутологичной или аллотрансплантационной кости.
Таблица 2.
Клинические исследования замковых пластин в сочетании с аутологичным или аллотрансплантатным укреплением кости
Исследование профессора Чжу и др. было единственным исследованием типа "случай-контроль", в котором 18 пациентов с четырехчастными переломами проксимального отдела плечевой кости лечились с использованием блокирующих пластин в сочетании с усиленной фиксацией аутологичным костным трансплантатом из гребня подвздошной кости, а 22 пациента с тем же типом перелома лечились только с фиксацией блокирующими пластинами. После среднего срока наблюдения 25,4 месяца диапазон движения во всех направлениях был значительно выше в экспериментальной группе, чем в контрольной (p
<
0,001), а показатели боли по шкале VAS были ниже в экспериментальной группе, чем в контрольной, как и показатели по шкале качества жизни SF-36. Кроме того, профессор Хиндс и др. отметили, что разница между блокирующими пластинами в сочетании с эндофибулярными опорными имплантатами для усиленной фиксации не была статистически значимой у пожилых и не пожилых пациентов.
Обсуждение
Результаты поиска литературы свидетельствуют о том, что медиальные опорные винты, усиленная цементом фиксация и использование костного трансплантата являются тремя наиболее часто используемыми способами повышения стабильности фиксации блокирующей пластины. Некоторые из существующих ограничений связаны с низким уровнем доказательности некоторых исследований и небольшим количеством проспективных рандомизированных клинических испытаний этих трех методов, но выводы, сделанные на основе текущей литературы, позволяют предположить, что эти три метода могут помочь достичь хорошего качества редукции и надежных клинических результатов при лечении сложных переломов проксимального отдела плечевой кости.
Наиболее распространенным методом лечения переломов проксимального отдела плечевой кости является фиксация пластиной, но она имеет высокий процент осложнений, особенно у пожилых людей с остеопорозом. Хотя не каждое осложнение требует ревизии, тот факт, что до трети пациентов требуют ревизии после операции, трудно принять, и это делает необходимым исследование новых способов предотвращения отказа внутренней фиксации. Современные исследования направлены на контроль и модификацию этих факторов.
Почти вся литература сходится во мнении, что медиальные опорные винты играют важную роль в сохранении репозиции. Во-первых, медиальные опорные винты снижают частоту неудач репозиционирования, а во-вторых, комбинация медиальных опорных винтов приводит к хорошему функциональному восстановлению после операции. Структурная жесткость и нагрузка разрушения внутренней фиксации медиальных опорных винтов при двухчастных переломах плечевой кости остается спорной с биомеханической точки зрения, хотя стабильность двухчастных переломов плечевой кости изначально выше по сравнению со сложными переломами плечевой кости, что снижает эффективность медиальных опорных пластин при этих переломах. Однако не радует и то, что количество биомеханических исследований по использованию медиальных опорных винтов при более сложных переломах проксимального отдела плечевой кости также невелико.
Хотя в настоящее время эти биомеханические исследования не проводятся, применение фиксации, усиленной цементом, улучшает жесткость фиксации, нагрузки при разрушении внутренней фиксации и уменьшает микродвижения между фрагментами перелома, независимо от типа перелома. Сообщения о случаях цементно-армированной фиксации показывают, что применение костного цемента безопасно и не увеличивает риск повреждения хряща или кости, а частота осложнений после цементно-армированной фиксации низка.
Однако важно отметить, что клинических данных для использования заменителей кости в качестве рутинного лечения недостаточно, и нет четких рекомендаций по типу винтов, которые должны быть армированы цементом. Некоторые рекомендуют использовать комбинацию цементно-армированной фиксации, когда винты вводятся в переднебоковую часть плечевой кости, где плотность кости низкая, а в остальных случаях - только в середину головки плечевой кости. Поэтому следующей задачей должно стать выяснение того, какие конкретные области в середине головки бедренной кости могут повысить стабильность внутренней фиксации.
Хирургический разрез должен быть увеличен для введения костного трансплантата в проксимальный отдел плечевой кости, но костная пластика все чаще становится безопасным и эффективным способом повышения стабильности фиксации замковой пластины. Частота распространенных осложнений (например, гематома и инфекция), связанных с использованием костного трансплантата для усиленной фиксации, не увеличилась. Несмотря на то, что период наблюдения в некоторых современных исследованиях короткий, в литературе не было отмечено ни одного случая неудачного репозиционирования. Результаты биомеханических исследований также согласуются с клиническими данными, поэтому использование усиленной трансплантатом фиксации поверх блокирующей пластины может улучшить жесткость фиксации и нагрузку на разрушение внутренней фиксации, избегая при этом смещения фрагмента перелома.
Заключение
В заключение следует отметить, что медиальные опорные винты, фиксация с усилением цементом и фиксация с усилением костным трансплантатом могут улучшить стабильность переломов проксимального отдела плечевой кости при фиксации с помощью блокирующих пластин. Хотя убедительных доказательств этому нет, использование всех трех методов способствует достижению и поддержанию надежной редукции даже при сложных переломах плечевой кости. Медиальные опорные пластины не требуют расширенного подхода, и никаких побочных явлений не наблюдалось, поэтому они регулярно используются для усиления поддержки медиального плечевого столба у всех пациентов с переломами проксимального отдела плечевой кости. Костный цемент и костная пластика имеют очень многообещающий потенциал для улучшения фиксации, но в настоящее время нереально полностью внедрить их в клинике и необходимо больше крупных и высококачественных клинических исследований для подтверждения их специфических эффектов.