Kuidas toimivad selgroo kruvisüsteemid osteoporoosiga patsientidel?

Kui kirurg paigutab selgrooskruvi osteoporoosiga kahjustatud luus on mehaaniline keskkond põhimõtteliselt erinev tervete selgvertebrate luu omast. Osteoporoos vähendab luumineraaltihedust ja häirib trabekulaarset arhitektuuri, jäetessel selgvertebra keha spongioosse südamiku materjali palju vähem, et selgkolonni kruvi kindlaks kinnitada. Selle tulemuseks on mõõdetav langus kruvi väljaaurumis- ja liikumisvastase vastupära ning pikaajalise fikseerimise usaldusväärsuses. Täpne teadmine sellest, kuidas selgkolonni kruvi sellistes tingimustes käitub, on oluline iga kliinilise tiimi jaoks, kes hoiab degeneratiivseid või traumaatilisi selgkolonni haigusi vananevas elanikkonnas.

Kliinilised riskid on suured. Osteoporoosiga põevale patsiendile paigaldatud selgroo kruvi verslemine võib põhjustada konstruktsiooni löödumise, naabersülgade ülekoormuse või vajaduse valuva revidiirkirurgia järele. Siiski on protseduur sageli vältimatu, sest osteoporoosiga põevad patsiendid kannatavad just neid selgroolüli murdeid ja ebastabiilsusi, mis nõuavad kirurgilist stabiilsust. Selles artiklis analüüsitakse selgroo kruvi toimivust madala tihedusega luus, bioloogilisi ja mehaanilisi põhjusi fikseerimise kaotuseks ning tänapäevase selgrookirurgia kasutatavaid täiendusstrateegiaid, mille eesmärk on taastada usaldusväärne kruvi fikseerimine kahjustatud selgroolülides.

Miks osteoporoos kahjustab selgroo kruvi fikseerimist

Vähendatud fikseerimise mehaaniline alus

Selgroo- ja põhikruvi fikseerimine toimub peamiselt kruvi keerude ja ümbritseva trabekulaarse luu vahelise ühenduse teel. Tervetes selgrootutes on tihedas spongioosse luu võrgustikus stress laialt jaotatud kruvi telje ümber. Osteoporoosi korral on sama spongioosne võrgustik õhuke ja läbitahtunud, mistõttu väheneb kruvi keerude ja luu vaheline kontaktala järsult. Bioomehaanilised uuringud näitavad järjepidevalt, et tavalise selgroo- ja põhikruvi väljatõmbetugevus langeb 30–60 protsenti, kui luumineraltihedus langeb osteoporoosi piirangute alla. Tsüklilise koormuse all toimuv kruvi liikumine (toggling) kiirendab seda lagunemist, laiendades kruvi ümbruses olevat tühja ruumi ja põhjustades mikroliikumisi, mis takistavad bioloogilist integreerumist.

Kortikaalse luu fikseerimine ja bikortikaalsed tehnikad

Üks kompenseeriv strateegia on liigutada selgroo kruvi ots selgkonna keha kaugemasse kortikaalse kihti, saavutades bikoortikaalse fikseerimise. Kortikaalne luu säilitab oluliselt suurema tugevuse kui spongioosne luu isegi osteoporoosi põdevatel patsientidel, seega võimaldab mõlema kortikaalse kihi kruvi otsaga ühendamine oluliselt parandada aksiaalset väljaaurumisresistentsust. Selle vastu on suurem risk veresoonede esiosa kahjustumiseks, eriti lülisamba lumbaalpiirkonnas. Seetõttu peavad kirurgid kaaluma bikoortikaalse selgroo kruvi paigaldamisest tulenevat lisamehaanilist kasu vastu anatoomilisi ohte, mis on iseloomulikud igale selgroo tasemele. Selgroo rindkohas, kus selgaju asub kohe tagumise kortikaalse kihi taga, on vigade piir veel kitsam.

Luukreemiga täitmine selgroo kruvi stabiilsuse parandamiseks

Kuidas luukreemiga täitmine muudab fikseerimiskeskkonda

Polümetüülmetakrülaatse tsemendi kasutamine on muutunud kõige laialdasemalt kasutatavaks meetodiks selgroogaskeema kruvi tugevdamiseks osteoporoosiga põhjustatud luus. Selles tehnikas sisestatakse kanuleeritud selgroogaskeema kruvi läbi avatud (feneeritud) varre ja madala viskoossusega tsemendi süstitakse kontrollitud rõhuga otse selgroogaskeema kruvi kaudu. Tsemendi täidab selgroogaskeema kruvi ümber asuvad trabekulaarsed tühimikud ja polümeerub kõvaks mantlaks, mis suurendab efektiivset kontaktala oluliselt. Raportides on kirjeldatud, et tsemendiga tugevdatud selgroogaskeema kruvi väljatõmbetugevus vastab või ületab tavapärase selgroogaskeema kruvi väljatõmbetugevust normaalse tihedusega luus. See teeb tsemendiga tugevdatud fikseerimise usaldusväärse valiku, kui osteoporoos muul moel teeb konstruktsiooni ebapiisavaks.

Kliinilised kaalutlused tsemendiga tugevdatud selgroogaskeema kruvi kasutamisel

Tsemendi kogus ja viskoossus, mida süstitakse selgroogaskeppi, tuleb hoolikalt reguleerida. Liialt suur tsemendikogus suurendab epi-duuraalset või veresoonset lekkimise ohtu, mis võib põhjustada neuroloogilisi vigastusi või kopsutromboembooliat. Fluoroskoopia- või CT-juhtimine selgroogaskeppide täiendava tugevdamise ajal aitab kirurgil jälgida tsemendi liikumist reaalajas ja peatada süst enne väljalekkmist. Akenlike selgroogaskeppide konstruktsioonid, millel on mitu väikest külgavat avat, mitte üks ainuke distaalselt asuv ava, soodustavad tsemendi ühtlasemat jaotumist ümber selgrooskruvi südamiku ning vähendavad suunatud lekkimise ohtu selgroo kanalisse. Ka patsiendi valik on oluline: selgroogaskeppide täiendava tugevdamise protseduur kaasab suurema tsemendilekkimise ohtu juhul, kui selgroolülis tagumine vertebraalne sein on murdunud või puudub.

Täiustatud selgroogaskeppide konstruktsioonid osteoporoosiga luus

Laienevad ja muutuva nurgaga sildid

Cementtäiendusest kaugemal on implantaadiinsenerid arendanud selgrooskruvi geomeetriaid, mis on spetsiaalselt mõeldud paremaks toimimiseks vähe tihedas luus. Laialdavate selgrooskruvite süsteemid laienevad paigaldamise järel radiaalsete tiibade või teradega, mehaaniliselt ühendudes ümbritseva trabekulaarse struktuuriga viisil, mida tavapärane selgrooskruvi ei suuda korrata. See laienemine jaotab koormuse suurema luumahtu, vähendades pinge-kontsentratsiooni niidi ja luu piirpinnal. Muutuva nurga selgrooskruvite süsteemid võimaldavad kirurgil optimeerida trajektoori pärast esialgset paigaldust, mis on oluline juhul, kui planeeritud sissepääsupunkt pakub suboptimaalset luutihedust ja veidi muudetud tee võimaldab siduda tihedamat kohalikku luud. Mõlemad disaini perekonnad on suunatud selgrooskruvi suurendamisele vastupidavuse suhtes osteoporoossete selgroolülide ebakorrapärase tihedusjaotuse suhtes.

Kortikaalse luu trajektoorite tehnikad

Kortikaalse luu trajektooria tehnikaga muudetakse selgroo kruvi asukohta nii, et kruvi läbib pikema osa tiheda kortikaalse luuga selgroolülis ja tagumises selgroolülis. Tavaline selgroolülis asuv selgroo kruvi kulgeb peamiselt kanaliseeritud (spongioosse) koe kaudu keskel poolele. Kortikaalse trajektooria selgroo kruvi algab küljepoolsemalt ja suundub tugevalt keskele ja ülespoole, maksimeerides kokkupuute tihedate kortikaalsete selgroolülis seintega. Uuringud osteoporoosiga põevate kadaverite näidistel näitavad, et kortikaalse trajektooria selgroo kruvi väljatõmbetugevus on võrreldav tavalise selgroolülis asuva selgroo kruvi väljatõmbetugevusega normaalses luus, isegi kui kandv selgroolül on tõsiselt osteoporoosne. See teeb tehnikast eriti atraktiivse minimaalselt invasiivse lumbaalsete selgroolülide füüsiooni eakatel patsientidel.

KKK

Miks lööb tavaline selgroo kruvi osteoporoossetel patsientidel kiiremini lahti?

Osteoporoosne luu on vähenenud trabekulaarse tihedusega ja nõrgemate kortikaalsete koorikutega, mistõttu on selgroo-kringi fikseerimiseks vähem luukoes. Korduvate koormuste all võimaldab vähene luu-kringi piirpind mikroliikumist, mis järk-järgult suurendab selgroo-kringi ümber olevat kuhja, kiirendades lahtistumist võrreldes fikseerimisega normaalse tihedusega luus.

Kas luusementide kasutamine on turvaline iga patsiendi jaoks, kes vajab selgroo-kringi paigaldamist osteoporoosse luu puhul?

Sementide kasutamine parandab oluliselt selgroo-kringi väljatõmbetugevust, kuid see ei ole universaalselt sobiv. Patsientidel, kellel on rikutud selgrooluu tagumine sein, teadaolev allergia sementkomponentidele või raske kardiovasculaarse ja hingamiselundi kompromisseerumine, tuleb enne sementidega täiustatud selgroo-kringi protseduuri planeerimist teha individuaalne riskihindamine. Pildistusjuhitud süstlemine ja ettevaatlik mahukontroll jäävad oluliste turvalisusmeetmetena.

Kuidas otsustavad kirurgid, millist selgroo-kringi tehnikat kasutada osteoporoosse patsiendi puhul?

Otsuse tegemisel kaalutakse tavaliselt enneoperatiivset luukoe mineraaltiheduse mõõtmist, instrumenteeritava selgroo tasemeid, vajaliku deformatsiooni parandamise astet ja patsiendi üldist tervislikku seisundit. Tugevalt osteoporoosiga patsient, kes läbib mitmetasemelist lumbaalset sulgumist, võib kasu saada nii tsementtugevdamisest kui ka kortikaalse trajektooriga selgroo-krüpsi lähenemisest, samas kui kergelt osteoporoosiga patsient, kes läbib ühetasemelist protseduuri, võib piirduda laiendatava selgroo-krüpsi disainiga.