Остеосинтез. Руководство для врачей (Ткаченко С.С.) - часть 13

сасываться и замещаться структурно

и функционально полноценными био-

логическими тканями. При этом низ-

комолекулярные продукты биоде-

струкции и биодеградации в процессе

старения полимеров не должны обла-

дать общими или местными токсиче-

скими, аллергическими или канцеро-

генными свойствами.

Использование полимерных фик-

саторов при остеосинтезе вполне до-

пустимо, если они или их компоненты

при рассасывании не замедляют про-

цессы репаративной регенерации кост-

ной ткани.

Полимерные фиксаторы должны

также быть технологичными, т. е.

простыми и доступными в изготовле-

нии, при стерилизации и применении

при остеосинтезе.

Желательно, чтобы полимерные

материалы для остеосинтеза облада-

ли бактерицидными свойствами и со-

держали вещества, стимулирующие

остеорепарацию.

Полимерные фиксаторы. В каче-

стве фиксаторов как заменителей ме-

талла наибольшее распространение

получили конструкционный термо-

пласт полиамид-12 (П-12), спе-

циальные лавсановые ленты и рас-

сасывающиеся штифты на основе

сополимера N-винилпирролидона

и метилметакрилата [Волков М. В.,

Любошиц Н. А., 1979].

Полиамид-12 характеризуется сле-

дующими физико-механическими

свойствами: плотность — 1,02 г/см

3

;

температура плавления — 178 °С. Во-

достойкость, высокая стабильность

и прочность свойственны этому мате-

риалу. Его показатели в воде: во до-

поглощение при 20 °С— 1,5; предел

текучести — 450 кгс/см

2

; предел проч-

ности при растяжении — 550 кгс/см

2

;

относительное удлинение — 230 %,

предел прочности при изгибе — 680

кгс/см

2

; удельная ударная вяз-

кость — 20 кгс/см

2

 и коэффициент

трения — 0,12.

Полиамид-12 перерабатывается

литьем под давлением и экструзией,

что позволяет изготавливать из него

различные фиксаторы для остеосин-

теза: винты, болты, гвозди, балки

и комбинированные металл-поли-

мерные конструкции. Эксперимен-

тально и клинически доказана воз-

можность использования фиксаторов

из полиамида-12 при косых, косопо-

перечных и винтообразных переломах

длинных трубчатых костей. Упру-

гость полимерных фиксаторов из по-

лиамида-12 обеспечивает успешное их

применение при остеосинтезе в мета-

физарных отделах, особенно при

переломах хирургической шейки пле-

чевой кости.

Известно использование для

остеосинтеза специальных лент из по-

лиэтил ентерефталата (ПЭТФ, лав-

сан). Синтезированное в лаборатории

высокомолекулярных соединений АН

СССР лавсановое волокно получило

широкое распространение в пластиче-

ской хирургии. Для травматологии

и ортопедии разработаны и выпу-

скаются отечественной промышлен-

ностью тканные мелкоячеистые лав-

сановые ленты ЦИТО и плетено-

тканные крупноячеистые лавсановые

ленты «ЦИТО-Север». Физико-меха-

нические свойства лавсановых лент

обеспечивают их относительную ста-

бильность в биологических средах,

биоинертность, биосовместимость

и возможность их стерилизации.

В костной ткани лавсановые ленты

частично прорастают фиброзной со-

единительной тканью. Возможно ис-

пользование лавсановых лент для

серкляжного шва при кососпи-

ральных переломах длинных труб-

чатых костей и для лавсанодеза

костных фрагментов при остеотомии,

например при операции Мак-Марри.

При этом следует принимать во вни-

мание, что в 1-й месяц после остео-

синтеза удлинение лавсановой ленты

может существенно снижать про-

чность фиксации отломков костей,

а наличие серкляжного шва из ста-

бильной лавсановой ленты чревато

дистрофическими расстройствами

в кортикальной пластинке длинной

трубчатой кости, уменьшением ее ме-

ханической прочности, патологиче-

скими переломами.

Учитывая растяжимость лавса-

новых лент, их применение при

остеосинтезе требует оснащения спе-

циальным инструментарием, обеспе-

чивающим достаточное натяжение

при завязывании узлов, прошивании

или сваривании концов ленты.

Во Всесоюзном научно-исследова-

тельском испытательном институте

медицинской техники (ВНИИИМТ)

Минздрава СССР разработаны рас-

сасывающиеся полимерные штифты

на основе сополимера N-винилпирро-

лидона и метилметакрилата, армиро-

ванного полиамидным волокном.

В модельных средах и при импланта-

ции в биологические ткани они набу-

хают, затем подвергаются биодегра-

дации. По данным гравиметрии, мак-

симальный градиент изменения

массы рассасывающихся штифтов на-

блюдается в первые 3 — 10 сут с по-

следующей стабилизацией скорости

деструкции. Продукты биодеградации

не оказывают выраженного общего

или местного токсического воздей-

ствия на организм больного.

Различные модификации рассасы-

вающихся штифтов (рентгенокон-

трастные, с антисептиком или био-

стимуляторами, с электропроводным

покрытием) успешно применялись

при интрамедуллярном остеосинтезе

бедренной и большеберцовой костей,

костей предплечья, ключицы, мелких

трубчатых костей кисти и стопы, при

переломах в области голеностопного

сустава. В зависимости от размеров

и особенностей наружного покрытия

рассасывание штифтов происходит от

4 мес до 2 лет с постепенным заме-

щением фиброзно-костной тканью,

среди которой длительно сохраняют-

ся фрагменты армировавших штифты

полиамидных волокон. Замедление

процессов репаративной регенерации

костной ткани при остеосинтезе рас-

сасывающимися штифтами не уста-

новлено.

Доказано, что при остеосинтезе

полимерными рассасывающимися

штифтами с антисептическим покры-

тием диоксидином частота гнойных

осложнений в инфицированных ранах

снижается почти в 2 раза. Это под-

тверждается клиническими наблюде-

ниями использования рассасываю-

щихся штифтов для остеосинтеза при

обширных дефектах после открытых

осложненных переломов длинных

трубчатых костей.

К положительным качествам по-

лимерных штифтов можно отнести

их способность рассасываться и заме-

щаться в биологических тканях, пла-

стичность материала, позволяющая

моделировать фиксаторы во время

операции, доступность и сравнитель-

ная технологичность производства.

В то же время большая деформация

и текучесть существенно затрудняют

интрамедуллярное введение рассасы-

вающихся штифтов, требуют исполь-

зования специальных направителей-

набойников. При вынужденном уда-

лении рассасывающихся штифтов из

канала трубчатой кости встречаются

серьезные технические трудности.

Химический остеосинтез полимера-

ми. Идея соединять отломки костей

при переломах с помощью склеиваю-

щих веществ имеет большую исто-

рию, сведения об эмпирических по-

пытках претворить ее в практику

содержатся в древних рукописях. Но

первое научное сообщение об успеш-

ном клиническом применении сте-

рильного рассасывающегося клея

«Осакол» относится к 1931 г. и связа-

но с именем Hedri. В 1936 г. Г. Л.

Шапиро представил данные о благо-

приятных результатах использования

неолейкорита при лечении больных.

Однако только с 1956 г., после опу-

бликования работы проф. Г. В. Го-

ловина «О возможности склеивания

костей при переломах», началось все-

стороннее изучение проблемы склеи-

вания биологических тканей. Заслуга

развития химического остеосинтеза

(склеивания костей) принадлежит со-

ветским ученым.

С достижениями химии полиме-

ров изменились и используемые

в костной хирургии синтетические

препараты. На смену механическому

остеосинтезу полимерами появился

адгезивный остеосинтез акриловыми

производными, эпоксидными и по-

лиуретановыми смолами и, наконец,

цианоакрилатными композициями.

Первыми, как у нас в стране, так

и за рубежом, для полимерного

остеосинтеза начали использовать

быстротвердеющие препараты на ос-

нове метилметакрилата (стиракрил,

осакрил, палапоит, палавит, палакос

и др.). С 1956 г. в СССР проводились

широкие испытания отечественного

эпоксидного препарата «Остеопласт»,

а двумя годами позже за рубежом

появились первые сообщения о при-

менении при операциях на костях

препарата на основе полиуретана

«Остамер» и эпоксидного клея «Aral-

dite AW-120». Однако уже в 60-х го-

дах цианоакрилатные соединения

(циакрин, М-2-Ц, истмэн-910, кодак,

биобонд, Apon-alpha-A «Санкио»

и др.), выгодно отличающиеся физи-

ко-химическими и биологическими

свойствами, вытесняют своих пред-

шественников.

Создание советскими учеными

новых способов ускорения полимери-

зации с помощью ультразвука в зна-

чительной мере способствовало рас-

ширению возможностей применения

цианоакрилатных композиций в кост-

ной хирургии.

Первая в мире научная работа

«Остеосинтез и заполнение дефектов

костей с помощью ультразвуковой

сварки» была опубликована В. А. По-

ляковым в 1969 г., а в 1972 г. за раз-

работку и применение в клинической

практике методов ультразвукового

соединения костей после переломов,

ортопедических и торакальных опера-

ций, воссоздание костной ткани при

заболеваниях и дефектах костей,

а также ультразвуковой резки живых

биологических тканей творческий

коллектив в составе акад. АМН

СССР М. В. Волкова, чл.-кор. АН

СССР Г. А. Николаева, профессоров

В. А. Полякова и В. И. Петрова, до-

центов Г. Г. Чемянова и В. И. Ло-

щилова был удостоен Государствен-

ной премии СССР.

Рассматривая проблему химиче-

ского остеосинтеза, необходимо

учитывать особенности протекания

реакции полимеризации склеивающих

препаратов (экзотермичность, ско-

рость), прочность адгезии и когезии,

их работоспособность во влажной

среде.

Отвердение акрилатов, эпоксид-

ных и полиуретановых препаратов

сопровождается ярко выраженной эк-

зотермической реакцией, существенно

зависимой от соотношения компонен-

тов, количества отвердителя или ка-

тализатора, от массы полимеризуе-

мого препарата (рис. 20). При этом

температура полимеризации превы-

шает порог коагуляции белков, что

сопровождается ожогами и некрозом

окружающих полимер тканей.

Микробиологическими исследова-

ниями установлены микробная за-

грязненность, преимущественно кок-

ковой флорой, большинства

порошкообразных полимеров и смол

адгезивных препаратов и стериль-

ность их мономеров и отвердителей.

В посевах со свежеприготовленных

акрилатов, эпоксидов и полиуретанов

определяется рост микробных коло-

ний. Цианоакрилаты отличаются вы-

раженными бактериостатическими

и бактерицидными свойствами. По-

этому при использовании быстро-

твердеющих акрилатов, эпоксидных

и полиуретановых препаратов для хи-

мического остеосинтеза необходима

их тщательная стерилизация, а при-

менение цианоакрилатов возможно

без дополнительной их обработки.

Выделяют три основных способа

химического остеосинтеза: интраме-

дуллярный (рис. 21, а), экстракорти-

кальный (рис. 21,6) и интерпози-

ционный (рис. 21, в). Биомеханические

параметры подтверждают возмож-

ность создания достаточно прочного

соединения костных отломков при

интрамедуллярном остеосинтезе

акрилатами, эпоксидами и полиурета-

нами и при интерпозиционном остео-

синтезе — цианоакрилатами. Однако

заполнение мозговой полости

длинных трубчатых костей жидким

адгезивом является травматичным

вмешательством. Совершенно необ-

Рис. 20. Графическое изображение зависимос-

ти экзотермичности полимеризации от объ-

ема адгезивного препарата (стиракрил).

ходимое высушивание и обезжирива-

ние при подготовке костного ложа,

адгезивная интимная связь препарата

с ним на большом протяжении со

стороны эндоста, экзотермичность

полимеризации — все это неблаго-

приятно влияет на остеорепарацию.

Кортикальная пластинка после ин-

трамедуллярного химического остео-

синтеза акрилатами, эпоксидами или

полиуретанами, как правило, секве-

стрируется (рис. 22).

При экстракортикальном и интер-

позиционном остеосинтезе отвердев-

ший полимер является интерпозитом,

препятствующим врастанию соедини-

тельной ткани и формированию кост-

ной мозоли. Только композиции на

основе цианоакрилатов обладают

бактерицидными свойствами при

биодеструкции в тканях, способны

рассасываться и замещаться костной

тканью (рис. 23).

В настоящее время для химическо-

го остеосинтеза могут быть рекомен-

дованы только цианоакрилатные

композиции (МК-7, МК-9). Их ис-

пользование может быть успешным

при остеосинтезе мелких трубчатых

костей, для фиксации ненагрузочных

костных фрагментов, особенно при

внутрисуставных переломах (рис. 24).

Рис. 21. Основные способы химического

остеосинтеза.

Объяснение в тексте.

Рис. 22. Секвестрация кортикальной плас-

тинки после интрамедуллярного химического

остеосинтеза.

Гистотопограмма. Ван-Гизон. Ув. 12.

Но при этом прочность фиксации

весьма незначительна и наибольших

своих значений достигает в течение

24-48 ч.

Адгезивный ультразвуковой остео-

синтез. Известны адсорбционно-моле-

кулярная, электрическая, диффузион-

ная и комбинированная теории адге-

зии полимеров. Механизмы адгезив-

ного соединения чрезвычайно сложны

и зависят от многих факторов:

свойств адгезива, особенностей склеи-

ваемых поверхностей, характера гра-

ницы раздела «адгезив-субстрат».

Воздействуя химическими или фи-

зическими агентами (катализаторами,

ингибиторами, теплом, давлением,