Дегенеративные заболевания позвоночника, особенно шейный и поясничный дегенеративные заболевания, распространены среди населения среднего и пожилого возраста, и в последние годы их заболеваемость увеличивается год от года, причем тенденция идет в сторону более молодых людей. Сращение позвоночника является безопасным и надежным и стало распространенным методом лечения этих заболеваний, включая переднее сращение, заднее межтеловое сращение, сращение мелких суставов и интерламинарное сращение. Межтеловой синтез — это новый метод соединения тел позвонков, предназначенный для снятия компрессии нервов, восстановления высоты межпозвоночного отверстия и нормальной физиологической кривизны позвоночника. Они обеспечивают раннюю стабильность передней колонны и создают хорошие биомеханические условия для межпозвонкового остеогенеза, что значительно повышает частоту сращения межпозвонковых позвонков и снижает количество осложнений. Широкий спектр устройств для межпозвонкового соединения из различных материалов и конфигураций был использован и широко признан для лечения шейной и поясничной нестабильности, соскальзывания и заболеваний дисков, когда консервативное лечение не дало результатов. Среди них все большее внимание привлекают аллогенные устройства для межпозвонкового сращения благодаря их хорошей остеогенной активности и клинической эффективности. Здесь рассматривается ход исследований и клиническое применение устройств для аллогенного межпозвонкового синтеза. Введение в разработку межпозвоночного синтеза Баджи и Куслих первыми разработали устройство для межпозвоночного синтеза, систему BAK (BagbyandKuslich), для использования в лечении дегенеративной боли в нижней части спины. Для поддержания высоты межпозвонкового пространства, восстановления передней срединной опоры, увеличения пропускной способности межпозвонкового отверстия, снятия компрессии нервного корешка и уменьшения коллапса межпозвонкового пространства и образования псевдоартроза, сращение заполнялось аутогенной костью и имплантировалось в межпозвонковое пространство, которое затем фиксировалось пластиной или педикулярным гвоздем. С тех пор, с развитием биомеханики позвоночника и широким применением межпозвонкового сращения, устройства для шейного и поясничного межпозвонкового сращения быстро развивались и становились все более разнообразными. Существующие типы материалов для межпозвонкового сращения включают титан, углеродное волокно, полиэфирэфиркетон (PEEK) и рассасывающиеся биоматериалы. В связи с ограничениями, присущими материалам, все производимые устройства для межпозвонкового сращения имеют свои недостатки. Wang et al. проанализировали клинические данные 64 пациентов с передним шейным сращением с использованием титановых устройств BAK и обнаружили постепенную потерю высоты межпозвоночного диска с течением времени, при этом у девяти пациентов наблюдалось проседание сращения, а двум пациентам даже потребовалась повторная операция. Это говорит о том, что титановое соединение BAK не является идеальным выбором для долгосрочного поддержания высоты межтелового промежутка и физиологической кривизны позвоночника. Кроме того, исследования показали, что у пациентов с остеопорозом металлические устройства для сращения чаще проседают, что может усугубить неврологические симптомы компрессии. Углеродное волокно имеет модуль упругости, близкий к модулю упругости нормальной костной ткани, но оно менее биосовместимо и со временем может образовывать мелкие обломки, что приводит к стерильному воспалению. Резорбируемые биоматериалы для сращения в основном изготавливаются из полимолочной кислоты, продукты деградации которой создают местную кислую среду, не способствующую остеогенезу. PEEK является наиболее широко используемым в клинической практике материалом для межпозвонкового синтеза благодаря своей высокой механической прочности, инертности, биосовместимости и гибкости в обработке. Однако, будучи полимерным материалом, он не рассасывается и может существовать только как инородное тело в межпозвонковом пространстве, занимая пространство, необходимое для сращения нормальной костной ткани, что может повлиять на скорость и механическую прочность сращения. В связи с недостатками этих материалов существует клиническая потребность в устройстве для межпозвонкового соединения с прочностью, близкой к прочности кости, с хорошей остеокондуктивностью и остеоиндуктивностью. В результате растет интерес к устройствам для аллогенного межпозвонкового синтеза. Принцип и развитие устройств для аллогенного межпозвонкового синтеза В 1908 году Аксхаузен предложил теорию «ползучего замещения», которая используется и сегодня, и которая предполагает, что трансплантат остеогенно активен и обеспечивает остеогенную среду и строительные леса для образования новой кости. Новая костная ткань растет вдоль его поверхности, в то время как трансплантат постепенно деградирует и полностью замещается новой костью. Аллогенная кость, используемая в клинической практике, включает отменную и кортикальную кость, обе из которых имеют естественную трехмерную сетчатую структуру и богаты различными факторами роста, необходимыми для остеогенеза, обладают как остеокондуктивными, так и остеоиндуктивными преимуществами, и могут быть заменены путем ползания. Частота сращения одной только отменной кости с межпозвонковыми имплантатами колеблется от 46% до 90% и подвержена послеоперационной потере щели, что требует дополнительной биомеханической поддержки со стороны внутренней фиксации, такой как передние пластины или задние педикулярные гвозди. Аллогенные устройства для межпозвонкового синтеза из кортикальной кости могут обеспечить осевую поддержку передней части позвоночного столба, сохраняя при этом хорошую остеогенную способность и избегая потери межпозвонкового пространства. Биомеханические принципы межтелового сращения аллогенной кости Аллогенную кость обычно получают в течение 24 ч после смерти донора, немедленно обрабатывают и сохраняют путем свежего замораживания или сублимационной сушки. После трансплантации аллогенная кость способствует образованию новой кости в месте пересадки, в основном за счет остеокондукции и остеоиндукции, а трансплантат постепенно деградирует, пока полностью не будет замещен новой костью. Иммунное отторжение является основным препятствием для выживания аллогенной кости, а замораживание снижает антигенность кости, что значительно уменьшает частоту иммунного отторжения. В настоящее время рекомендуется глубокая криоконсервация (-80°C). При этой температуре ферментативная активность в значительной степени утрачивается, что благотворно влияет на снижение иммуногенности, а механическая прочность остается неизменной, что позволяет сохранять аллогенную кость в течение нескольких лет. Механическая стабильность устройства межпозвонкового сращения обусловлена, главным образом, эффектом укрепления-компрессии и эффектом выравнивания нагрузки на интерфейс. После имплантации межпозвоночного сплава, под действием силы фиксации мягкие ткани, окружающие сплавленный сегмент, находятся в состоянии постоянного натяжения, что приводит к трехмерной суперстатической фиксации сплавленного сегмента и сплавного устройства, которое устойчиво к сдвигу и вращению и действует как самостабилизирующее устройство, обеспечивая тем самым немедленную и раннюю стабильность позвоночника. Кроме того, устройство межпозвоночного соединения служит анатомическим каркасом, т.е. восстанавливает механическую и анатомическую стабильность передней средней части позвоночника путем восстановления высоты межпозвоночного пространства, восстановления и поддержания физиологической кривизны позвоночника, расширения межпозвоночного отверстия и снятия компрессии нервных корешков. Ранние межпозвоночные соединения с использованием аллотрансплантатов Ранние межпозвоночные соединения с использованием аллотрансплантатов были просто кольцевыми соединениями, образованными путем простой обработки длинных костей, таких как малоберцовая и бедренная кости. liljenqvist et al. сообщили о результатах лечения 41 пациента со средним сроком наблюдения 30,6 месяцев с использованием кольцевого межпозвоночного соединения с использованием бедренной кости с использованием аллотрансплантатов, при этом средний процент сращения составил 95%, а среднее время сращения — 8,7 месяцев. Janssen et al. провели лечение 137 пациентов с использованием бедренного кольца из аллотрансплантата и добились прочного сращения у 94% пациентов при среднем сроке наблюдения 18 месяцев. Они пришли к выводу, что аллотрансплантат кости обеспечивает удовлетворительную биологическую среду. Однако из-за формы и размера бедренного кольца оно может использоваться только для переднего межпозвонкового сращения и применяется в основном в поясничном отделе позвоночника. Slosar et al. использовали фибулярное кольцо из аллотрансплантата, заполненное аутологичной костью BMP-2, для переднего поясничного сращения у пациентов с дегенерацией дисков, соскальзыванием позвонков и дегенеративным сколиозом, и все пациенты (45 пациентов/103 сегмента) достигли межпозвонкового сращения через 6 месяцев после операции. Все пациенты (45 пациентов/103 сегмента) достигли межпозвонкового сращения через 6 месяцев после операции без серьезных осложнений. Благодаря хорошей остеогенной активности аутологичной подвздошной кости, полученные показатели сращения и клинической эффективности считаются золотым стандартом для оценки межтелового сращения, поэтому результаты сравнения с аутологичной подвздошной костью имеют большое значение для клинической работы. В полурандомизированном, проспективном, контролируемом исследовании с использованием аллогенного фибулярного кольца и аутологичной подвздошной кости при переднем шейном сращении, хотя межпозвонковое сращение было более поздним при использовании фибулярного кольца по сравнению с аутологичной подвздошной костью (63,1% сращения фибулярного кольца через 6 месяцев по сравнению с 89,2% при использовании аутологичной подвздошной кости), показатели сращения были сопоставимы через 24 месяца, и не было никакой разницы в частоте схода устройства для сращения. Поэтому аллотрансплантат фибулярного кольца является подходящей альтернативой аутологичной подвздошной кости при переднем шейном сращении. Вышеупомянутые устройства для соединения межпозвоночных дисков из аллотрансплантата не соответствуют анатомической форме межпозвоночного пространства и имеют небольшую поверхность контакта с концевой пластинкой, что может легко привести к срезанию концевой пластинки из-за концентрации напряжения и привести к увеличению осложнений, таких как схождение или отхождение сращения и формирование псевдоартроза; кольца из аллотрансплантата изготовлены из натуральных материалов и имеют нерегулярные технические характеристики, большие различия в механической прочности, часто слишком большие или слишком маленькие размеры, а естественную форму нелегко обрабатывать. Трудно удовлетворить требования стандартизированных хирургических процедур, особенно в минимально инвазивном развитии спинальной хирургии. В ответ на недостатки простых фибулярных и бедренных колец для межпозвонкового сращения используются анатомические устройства для сращения аллотрансплантатов. Основные конструктивные особенности этих устройств для сращения включают: верхняя и нижняя поверхности имеют определенную выпуклую кривизну, которая соответствует слегка вогнутому анатомическому виду концевой пластины; контакт с концевой пластиной тела позвонка шероховатый или зубчатый, что увеличивает площадь контакта с концевой пластиной и снижает вероятность ее смещения в заднем направлении; некоторые устройства для сращения разработаны и изготовлены с учетом передней выпуклости шейных и поясничных позвонков; сформирована серия изделий стандартной формы и полных технических характеристик, оснащенных специальными Устройства для синтеза оснащены специальными инструментами. Barnes et al. и Arnold et al. сообщили об однородном межпозвоночном устройстве для заднего сращения, которое изготовлено из двух кусков кортикальной кости с зубовидным выступом на верхней и нижней поверхностях и имплантируется в межпозвоночное пространство с двумя устройствами для сращения параллельно. В многоцентровом проспективном исследовании клинические результаты анатомического межпозвонкового соединения аллотрансплантата были подтверждены в контролируемом исследовании с соединением PEEK, при этом частота сращения составила 95,2%, значительное улучшение индекса дисфункции Освестри, никаких существенных различий по сравнению с соединением PEEK, никакого значительного сокращения позвоночного пространства и никаких серьезных осложнений, таких как соскальзывание позвонков или ослабление внутренней фиксации. . Другое доказательное исследование также продемонстрировало, что анатомическое межтеловое сращение с использованием аллотрансплантата имело такую же частоту сращения и клинические результаты, как и сращение с использованием PEEK. Анатомическое соединение аллотрансплантата производится путем разрезания и придания формы кортикальной кости, при этом форма может быть подобрана в соответствии с вашими потребностями. Таким образом, спектр применения не ограничен размером и внешним видом исходного материала, что позволяет максимально использовать ограниченный доступный материал аллотрансплантата. В одном исследовании анатомическое межтеловое соединение из кортикальной кости бедренной кости использовалось для переднего шейного сращения и сравнивалось с соединением из кортикальной кости малоберцовой кости. Кроме того, КТ выявила морфологические изменения (переломы или фрагментацию) как в бедренном, так и в малоберцовом суставах в различном соотношении, с частотой 10,8% и 53,2% соответственно. Частота фрагментации аллогенных межпозвоночных сращений вызывает озабоченность, поскольку такие сращения, как PEEK и углеродное волокно, разрушаются редко. Причиной менее частой фрагментации бедренной кости может быть то, что бедренная и малоберцовая кости имеют одинаковую плотность, но индекс прочности бедренной кости больше, чем малоберцовой; кортикальная кость бедренной кости толще и имеет большую прочность на сжатие. Конечно, такое состояние может быть и нормальным явлением в процессе резорбции гомогенной аллотрансплантационной кости и формирования новой кости. Хотя частота сращений в данном отчете была удовлетворительной и серьезных осложнений не было, стоит продолжить наблюдение и изучение, чтобы выяснить, нет ли долгосрочных осложнений по мере увеличения времени наблюдения. Клиническое применение устройств для аллогенного межпозвонкового сращения Показания к применению Устройства для аллогенного межпозвонкового сращения подходят для использования практически во всех традиционных устройствах для сращения, изготовленных из металла или синтетических материалов. Возьмем в качестве примера шейное межтеловое слияние: по имеющимся данным, показаниями к клиническому применению шейного межтелового слияния являются неврогенный шейный спондилез, дегенеративная нестабильность шейного сегмента и не мультисегментарная компрессия (более 3 сегментов) спинного мозга при шейном спондилезе, когда консервативное лечение не дало результатов. Что касается противопоказаний, Harcker et al. подчеркивают, что при наличии у пациентов остеопороза межпозвонковые сращения из гомогенной кости так же склонны к выпадению, как и сращения из других материалов, поэтому они не подходят для пациентов с тяжелым остеопорозом. Кроме того, конструкция межпозвонкового соединения основана на эффекте укрепления-компрессии, и травматические смещения тела позвонка при переломе, нарушающие соответствующие ткани связочного и фиброзного кольца, не могут быть включены как показание к операции. Наполнитель в устройстве для межпозвоночного соединения часто заполняется аутологичной отмененной костью, удаленной во время операции декомпрессии межпозвоночного диска, поскольку хорошая иммуносовместимость и остеогенный эффект аутологичной кости облегчают сращение. В случаях, когда аутологичной кости недостаточно, широко используется аллогенная отменная кость, а для облегчения сращения часто применяется рекомбинантный человеческий BMP-2. Многие исследователи считают, что BMP-2 может обеспечить 100% частоту сращения, но обнаружили увеличение числа ранних осложнений, в основном резорбции кости или преходящей потери промежутка. Учитывая отсутствие разницы в оценках по шкале VAS и частоте сращений, некоторые исследователи считают, что резорбцию кости следует рассматривать как процесс сращения, а не как осложнение. Суждение о клиническом сращении Трудно определить сращение после обычных межпозвонковых сращений на металлической основе. Поскольку рентгеновские лучи не проникают через металл и создают артефакты вокруг металла, рост трабекулярных соединений внутри и вокруг сращения не может быть непосредственно визуализирован на рентгеновских снимках, что затрудняет определение того, достигнуто ли межпозвонковое сращение при визуализации. Однородное слияние не сильно затемняет рентгеновские лучи и дает значительное преимущество с точки зрения оценки изображения. Как правило, считается, что сращение произошло, когда на рентгеновском снимке видно новое трабекулярное соединение между позвонками. Как минимум, новое трабекулярное соединение представляет собой функциональную стабильность между позвоночными сегментами, которая может быть обеспечена костно-фиброзным соединением или фиксирующей картой внутри соединения. Кроме того, отсутствие боли и подвижности позвоночных сегментов пациента также может быть использовано в качестве основы для определения костного сращения. Преимущества аллогенного межпозвонкового сращения можно кратко суммировать в следующих пяти пунктах: (i) структура сращения больше соответствует нормальной морфологии межпозвонкового пространства; (ii) модуль упругости близок к модулю упругости нормальной человеческой кости; (iii) малое влияние на визуализацию; (iv) возможно полное рассасывание; и (v) хорошая остеогенная активность. Хотя гомогенные межпозвоночные сращения показали хорошие результаты в клиническом применении, имея теоретические преимущества, такие как остеогенная активность и модуль упругости, все еще недостаточно доказательств того, что гомогенные межпозвоночные сращения имеют значительные преимущества перед сращениями из других материалов, таких как PEEK; в то же время, поскольку гомогенные межпозвоночные сращения используются в течение относительно короткого периода времени, не хватает данных долгосрочного наблюдения, чтобы судить об их долгосрочных эффектах; их патологических изменениях в процессе сращения и визуализации. Патологические изменения и визуализационные проявления в процессе сращения отличаются от таковых при металлических или синтетических устройствах сращения и заслуживают дальнейшего изучения. Поэтому оптимальные показания и долгосрочные результаты аллогенных межпозвоночных сращений еще требуют глубокого изучения, чтобы предоставить достаточные доказательства для принятия клинических решений.