Биомеханические и биологические аспекты лечения дефектов при переломах с помощью спиральных пластин

Клинический случай, представленный на рис. 1–11, демонстрирует серию наглядных неудач фиксации пластинами. У пациента с большой массой тела пластины неоднократно устанавливали с перекрытием раздробленного сегмента кости. Биомеханический анализ объясняет причины этих неудач и предлагает нестандартный малоинвазивный способ их предотвращения. Пластина, перекрывающая открытый промежуток или дефект диафиза длинной кости, испытывает полную функциональную нагрузку. По клиническим наблюдениям, такая фиксация часто оказывается несостоятельной даже без внешней нагрузки, например при опоре на конечность. При длительном циклическом нагружении пластина может разрушиться от усталости материала. Такие случаи наблюдались и при использовании широких пластин как на бедренной, так и на большеберцовой кости.

Первый способ предотвратить разрушение пластины — защитить её, распределив нагрузку между пластиной и костью либо дополнительным имплантатом. Это позволяет снизить нагрузку на пластину до безопасного уровня. Распределения нагрузки между пластиной и костью можно добиться во время операции, создав прочный механический мост между основными отломками. Оптимальное распределение нагрузки обеспечивается плотным контактом отломков под компрессией. Поскольку кость способна выдерживать большую нагрузку, такой контакт эффективно защищает пластину. При протяжённом раздробленном сегменте реконструкция кости может быть сложной, травматичной и неэффективной. В описанном случае обеспечить передачу нагрузки через кость было невозможно.

Второй способ защиты пластины — образование костной мозоли, перекрывающей промежуток или дефект. Для формирования прочного костномозолевого моста требуется время, однако и усталостное разрушение пластины развивается не сразу. Поэтому костная мозоль может предотвратить позднее разрушение пластины. Хирург может выбрать один из нескольких вариантов:

— Заменить отсутствующую костную опору второй пластиной, которая сразу уменьшит нагрузку на первую. Недостаток установки второй обычной пластины — значительная хирургическая травма в критически важной зоне заживления.

— Уложить костные пластинки внахлёст и/или выполнить аутопластику губчатой костью. Сначала такая пластика практически не обеспечивает передачи нагрузки, но начинает это делать через несколько недель. Механическое соединение сравнительно мягкого трансплантата с основными отломками обычно не вызывает затруднений.

— Использовать кортикальный костный трансплантат. Сначала он лишь в небольшой степени обеспечивает передачу нагрузки и хуже стимулирует образование костной мозоли, чем губчатый трансплантат. Кроме того, для формирования костномозолевого соединения между относительно жёстким трансплантатом и подвижными основными отломками необходим устойчивый плотный контакт. При фиксации кортикального трансплантата имплантатами с небольшой площадью контакта с ним — например, винтами или серкляжными петлями — локальное напряжение может стать критическим и привести к перелому трансплантата. При фиксации кортикального трансплантата серкляжными проволоками необходимо учитывать ограниченную прочность каждой из них. Поэтому требуется использовать несколько проволок, располагая их на достаточном расстоянии друг от друга. Такая фиксация может быть успешной, особенно если защиту обеспечивает также интрамедуллярный компонент имплантата (6).

Степень разгрузки, по-видимому, зависит от жёсткости материала защитного элемента. Однако ещё важнее его размеры. Титан примерно на 50% менее жёсткий материал, чем сталь, но изменение толщины имплантата влияет на его жёсткость в третьей степени: удвоение толщины увеличивает жёсткость в восемь раз. При оценке разгрузки за счёт второй пластины важную роль играет её плечо рычага. Чем больше расстояние между осью изгиба и вторым имплантатом, тем выше защитный эффект.

Спиральная пластина (2, 3, 7), предложенная A. A. D. Fernandez, обладает биологическими и механическими преимуществами. Её можно установить, не затрагивая зону перелома, сохранив её биологические условия, и при этом эффективно разгрузить конструкцию. Установка относительно проста: обычную длинную узкую пластину скручивают между концами примерно на 90°. Для этого используют инструменты для изгибания пластин (4, 5, 8); требуемое усилие невелико, а точный угол скручивания не имеет решающего значения. Поэтому пластину можно скрутить вручную с помощью этих инструментов.

Если пластина, перекрывающая дефект или зону несращения, сломалась, её заменяют аналогичной. На дистальном конце перелома, с противоположной от хирургического доступа стороны, выполняют небольшой разрез, через который проводят спиральную пластину так, чтобы её проксимальный конец оказался на той же стороне конечности, что и конец заменяемой пластины. В идеале концы пластин соприкасаются, и для установки спиральной пластины не требуется дополнительный доступ в этой области. В противном случае выполняют небольшой малоинвазивный разрез. Затем спиральную пластину фиксируют к основным отломкам несколькими блокируемыми винтами. В описанном далее случае применение спиральной пластины позволило спасти ситуацию после нескольких неудачных попыток фиксации обычными пластинами. Окончательное успешное лечение провёл A. A. D. Fernandez.