Как се представят системите от спинални винтове при пациенти с остеопороза?

Когато хирург постави гръбначен винт в остеопоротичната кост механичната среда е принципно различна от тази на здравата гръбначна кост. Остеопорозата намалява минералната плътност на костта и нарушава трабекуларната архитектура, като оставя губерната (спонгиозна) част на тялото на гръбначния прешлен с далеч по-малко материал, за да укрепи гръбначен винт. Резултатът е измеримо намаляване на силата на изтегляне, устойчивостта към люлеене и надеждността на фиксацията на дълга термин. Разбирането на начина, по който гръбначният винт се държи при тези условия, е от съществено значение за всеки клиничен екип, който управлява дегенеративна или травматична гръбначна патология при стареещо население.

Клиничните рискове са високи. Неуспехът на гръбначен винт при пациент с остеопороза може да доведе до разхлабване на конструкцията, претоварване на съседните сегменти или необходимост от болезнена коригираща операция. Въпреки това процедурата често е неизбежна, тъй като пациентите с остеопороза обикновено страдат именно от тези гръбначни фрактури и нестабилности, които изискват хирургично стабилизиране. В тази статия се анализира производственият профил на гръбначен винт в кост с ниска плътност, биологичните и механичните причини за загуба на фиксация и стратегиите за усилване, използвани в съвременната гръбначна хирургия, за възстановяване на надеждна фиксация на винта в компрометирани прешлени.

Защо остеопорозата подкопава фиксацията на гръбчените винтове

Механичната основа на намалената фиксация

Спиналният винт осъществява фиксация предимно чрез зацепване на резбата му с околната трабекуларна кост. При здрави прешлени плътната губчеста мрежа разпределя напрежението широко около ствола на спиналния винт. При остеопоротична кост същата губчеста мрежа е изтънена и пробита, поради което контактната площ между резбата на спиналния винт и костта рязко намалява. Биомеханичните проучвания последователно показват, че силата за изтегляне на стандартен спинален винт намалява с 30 до 60 процента, когато минералната плътност на костта падне под остеопоротичния праг. Олюляването при циклично натоварване ускорява това деградиране, разширявайки интерфейсния празен обем около спиналния винт и предизвиквайки микродвижения, които попречват биологичната интеграция.

Кортексна фиксация и бикортексни техники

Един компенсаторен подход е да се изтегли върхът на човека за гръбначния стълб през далечната кортика на тялото на прешлените, за да се постигне бикортикална фиксация. Кортикалната кост запазва значително по-голяма здравина от губчатата кост дори при пациенти с остеопороза, така че ангажирането на двете кортикали с върха на човека за гръбначния стълб може значително да подобри резистентността към осево изтегляне. Компромисът е по-висок риск от предна васкулярна травма, особено в лумбалния гръбначен стълб. Хирурзите трябва затова да преценят допълнителната механична изгода от бикортикалното поставяне на човека за гръбначния стълб спрямо анатомичните рискове, специфични за всеки прешленен ниво. В гръдния гръбначен стълб, където гръбначният мозък се намира непосредствено зад задната кортика, границата за грешка е още по-тясна.

Аугментация с костен цимент за стабилност на човека за гръбначния стълб

Как аугментацията с цимент променя средата за фиксация

Полиметилметакрилатната циментова аугментация е станала най-широко използваният метод за усилване на гръбначен винт при остеопоротична кост. При тази техника канулиран гръбначен винт се вкарва през фенестрирана стволна част, а цимент с ниска вискозитет се инжектира под контролирано налягане през самия гръбначен винт. Циментът запълва трябекуларните празнини около гръбначния винт и полимеризира в твърда мантия, която значително увеличава ефективната контактна площ. Докладваната сила на изтегляне на аугментиран гръбначен винт е равна или надвишава силата на изтегляне на конвенционален гръбначен винт при кост с нормална плътност. Това прави циментово-аугментираната фиксация надежден вариант, когато остеопорозата би направила конструкцията недостатъчна.

Клинични съображения за използване на циментово-аугментирани гръбначни винтове

Обемът и вискозитетът на цимента, инжектиран през гръбначния винт, трябва да се контролират внимателно. Излишният обем цимент повишава риска от епидурална или васкулярна изтичане, което може да предизвика неврологично увреждане или белодробна емболия. Флуороскопичната или КТ-навигация по време на аугментация на гръбначния винт помага на хирурга да следи в реално време разпространението на цимента и да спре инжекцията преди да настъпи изтичане извън целевата област. гръбначен винт фенестрираните проекти на гръбначни винтове с множество малки странични отвори, а не един-единствен дистален отвор, осигуряват по-равномерно разпределение на цимента около ствола на винта и намаляват вероятността от насочено изтичане към гръбначния канал. Изборът на пациент също има значение: процедурата по аугментация на гръбначния винт носи по-висок риск от изтичане на цимент, когато задната стена на гръбначния прешлен е счупена или дефектна.

Напреднали проекти на гръбначни винтове за остеопоротична кост

Разширяеми и винтове с променлив ъгъл

Освен чрез циментна аугментация, инженерите на импланти са разработили геометрия на гръбначни винтове, специално предназначени да осигуряват по-добра производителност при кост с ниска плътност. Разширяемите системи за гръбначни винтове разгръщат радиални крила или резци след вкарването си, механично заключвайки се в околната трабекуларна структура по начин, който обикновеният гръбначен винт не може да възпроизведе. Това разширение разпределя товара върху по-голям обем кост, намалявайки концентрацията на напрежение в зоната на контакт между резбата и костта. Системите за гръбначни винтове с променлив ъгъл позволяват на хирурга да оптимизира траекторията след първоначалното поставяне, което е особено ценно, когато предвидената точка за вкарване предлага недостатъчна плътност на костта и леко изменена траектория би задействала по-плътна локална кост. И двете групи конструкции имат за цел да направят гръбначния винт по-устойчив към неравномерното разпределение на плътността, характерно за остеопоротичните прешлени.

Техники за траектория през кортикалната кост

Техниката за траектория през кортикалната кост променя пътя на гръбначния винт така, че винтът минава през по-голяма дължина на плътната кортикална кост в рамките на педикула и задната част на тялото на гръбначния прешлен. Стандартният педикулен гръбначен винт следва медиално насочена траектория през предимно гъбеста тъкан. Винтът с кортикална траектория започва по-латерално и се насочва строго медиално и цефаладно, като максимизира контакта с плътните кортикални стени на педикула. Проучвания върху трупови образци от пациенти с остеопороза показват, че винтът с кортикална траектория може да постигне сила на изтегляне, сравнима с тази на стандартния педикулен гръбначен винт в нормална кост, дори когато прешленът на пациента е тежко остеопоротичен. Това прави техниката особено привлекателна за минимално инвазивна лумбална фузионна операция при възрастни пациенти.

Често задавани въпроси

Защо стандартният гръбначен винт се разхлабва по-бързо при пациенти с остеопороза?

Остеопоротичната кост има намалена трабекуларна плътност и по-слаби кортикални обвивки, което оставя по-малко материал за фиксация на човека винт в гръбначния стълб. При повтаряща се натоварване намаленият контакт между костта и винта позволява микродвижения, които постепенно увеличават кухината около винта в гръбначния стълб и ускоряват разхлабването в сравнение с фиксацията в кост с нормална плътност.

Дали аугментацията с костен цимент е безопасна за всеки пациент, който изисква винт в гръбначния стълб при остеопороза?

Аугментацията с цимент значително подобрява устойчивостта на винта в гръбначния стълб при изтегляне, но не е универсално подходяща. Пациентите с нарушена задна стена на гръбначния прешлен, известна алергия към компонентите на цимента или тежко кардиопулмонално увреждане изискват индивидуална оценка на рисковете преди планиране на процедура с винт в гръбначния стълб, аугментиран с цимент. Инжекцията под контрол на образна диагностика и внимателният контрол на обема остават основни мерки за безопасност.

Как хирурзите решават кой метод за винтиране в гръбначния стълб да се използва при пациент с остеопороза?

Решението обикновено се основава на предоперативното измерване на минералната плътност на костта, нивото на гръбначния стълб, което подлежи на инструментална фиксация, степента на корекция на деформацията и общото здравословно състояние на пациента. При пациент с тежка остеопороза, подложен на многоетажна лумбална фузионна операция, може да има полза както от циментова аугментация, така и от подхода с чрезкортексна траектория за спинални винтове, докато при пациент с лека остеопороза, подложен на едноетажна процедура, може да се приложи само разширяем дизайн на спиналния винт.