EN
Kad ķirurgs ievieto muguras stumbra skrūve osteoporotiskā kaulā mehāniskā vide ir pamatīgi atšķirīga no veselīga mugurkaula kaula vides. Osteoporoze samazina kaulu minerālvielas blīvumu un traucē trabekulu struktūru, tādējādi atstājot mugurkaula ķermeņa sponģveida kodolu ar daudz mazāk materiāla, lai noturētu mugurkaula skrūvi. Rezultātā novērojama mērāma vilcējspēka samazināšanās, svārstību pretestības samazināšanās un ilgtermiņa fiksācijas uzticamības pasliktināšanās. Precīzi izprast, kā mugurkaula skrūve darbojas šādos apstākļos, ir būtiski jebkuram klīniskajam teamam, kas ārstē degeneratīvas vai traumatiskas mugurkaula patoloģijas vecumā augošā populācijā.
Klīniskās sekas ir nopietnas. Neveiksmīga mugurkaula skrūve osteoporotiskā pacientā var izraisīt konstrukcijas atslābšanu, blakussegmenta pārslodzi vai nepieciešamību veikt sāpīgu atkārtotu operāciju. Tomēr šī procedūra bieži vien ir neizbēgama, jo osteoporotiskie pacienti bieži cieš tieši no tām mugurkaula lūzumiem un nestabilitātēm, kas prasa ķirurģisku stabilizāciju. Šajā rakstā tiek izpētīta mugurkaula skrūves darbības profilis zemas blīvuma kaulā, bioloģiskie un mehāniskie iemesli, kādēļ notiek fiksācijas zudums, kā arī modernās mugurkaula ķirurģijas izmantotās pastiprināšanas stratēģijas, lai atjaunotu uzticamu skrūves pieķeršanos kompromitētās dzīslās.
Kāpēc osteoporoze apgrūtina mugurkaula skrūves fiksāciju
Samazinātas pieķeršanās mehāniskais pamats
Mugurkaula skrūve sasniegšanai fiksāciju galvenokārt izmanto savu vītņu savienojumu ar apkārtējo trabekulāro kaulu. Veselos mugurkaula kaulos blīvais kaulu smiltis sadala spriegumu plašā apgabalā ap mugurkaula skrūves stumbra. Osteoporoza ietekmētajā kaulā tā pati kaulu smiltis ir izretināta un caurumota, tāpēc kontaktvirsma starp mugurkaula skrūves vītni un kaulu strauji samazinās. Biomehāniskie pētījumi vienmēr rāda, ka standarta mugurkaula skrūves izvelkšanas spēks samazinās par 30 līdz 60 procentiem, kad kaulu minerālblīvums nokrīt zem osteoporozes sliekšņa. Cikliskas slodzes ietekmē notiekošais svārstīšanās process paātrina šo degradāciju, paplašinot tukšumu ap mugurkaula skrūvi un izraisot mikrokustības, kas novērš bioloģisko integrāciju.
Kortikālā fiksācija un divkortikālās metodes
Viens kompensācijas stratēģijas veids ir pārvietot mugurkaula skrūves galu cauri mugurkaula ķermeņa attālajai kortikālajai kaula slānim, panākot divkortikālu fiksāciju. Pat osteoporotiskiem pacientiem kortikālais kauls saglabā ievērojami lielāku stiprumu nekā spongozais kauls, tāpēc abu kortikālo slāņu iesaistīšana ar mugurkaula skrūves galu var būtiski uzlabot ass virzienā notiekošo izvelkšanās pretestību. Tomēr šim risinājumam ir arī negatīvā puse — palielināts priekšējo asinsvadu traumas risks, īpaši jostas daļā. Tādēļ ķirurgiem ir jāizvērtē papildu mehāniskās priekšrocības, ko nodrošina divkortikāla mugurkaula skrūves ievietošana, salīdzinot ar anatomiškajiem riskiem, kas raksturīgi katram mugurkaula līmenim. Krūšu daļā, kur mugurkaula smadzenes atrodas tieši aiz mugurkaula ķermeņa aizmugurējā kortikālā slāņa, kļūdas pieļaujamais limits ir vēl šaurāks.
Kaula cementa pastiprināšana mugurkaula skrūvju stabilitātei
Kā cementa pastiprināšana maina fiksācijas vidi
Polimetilmetakrilāta cementa pastiprināšana ir kļuvusi par visplašāk izmantoto metodi, lai nostiprinātu mugurkaula skrūvi osteoporotiskā kaulā. Šajā tehnikā caur caurumotu vārpstu ievada kanulētu mugurkaula skrūvi un zemas viskozitātes cementu injicē kontrolētā spiediena apstākļos pa pašu mugurkaula skrūvi. Cements piepilda trabekulāros tukšumus ap mugurkaula skrūvi un polimerizējas stingrā mantelī, kas dramatiski palielina efektīvo saskares laukumu. Paraugu pētījumi liecina, ka pastiprinātas mugurkaula skrūves izvelkšanas izturība atbilst vai pārsniedz parastas mugurkaula skrūves izturību normālas blīvuma kaulā. Tas padara cementa pastiprinātu fiksāciju uzticamu risinājumu, kad osteoporoze citādi padarītu konstrukciju nepietiekami stabili.
Klīniski apsvērumi cementa pastiprinātas mugurkaula skrūves lietošanai
Cementa tilpumu un viskozitāti, ko ievada caur muguras skruvi, jākontrolē rūpīgi. Pārāk liels cementa tilpums palielina epidurālās vai vaskulārās noplūdes risku, kas var izraisīt neiroloģiskus bojājumus vai plaušu emboliju. Fluoroskopiskā vai KT vadība muguras skruves stiprināšanas laikā palīdz ķirurgam reāllaikā novērot cementa plūsmu un apturēt ievadīšanu pirms notiek ekstravazācija. muguras stumbra skrūve caurspīdīgo muguras skruvju konstrukcijas ar vairākām mazām sānu atverēm, nevis vienu vienīgu distālo atveri, veicina vienmērīgāku cementa izplatīšanos ap skruvi un samazina risks, ka cements izplūs virzienā uz muguras smadzenēm. Arī pacienta izvēle ir svarīga: muguras skruves stiprināšanas procedūrai ir lielāks cementa noplūdes risks, ja muguras kaula aizmugurējā siena ir salauzta vai deficītā.
Uzlabotas muguras skruvju konstrukcijas osteoporotiskam kaulam
Paplašināmās un mainīgā leņķa skruvju konstrukcijas
Pāri cementa papildināšanai implanta inženieri ir izstrādājuši mugurkaula skrūvju ģeometrijas, kas īpaši paredzētas efektīvākai darbībai zemas blīvuma kaulā. Paplašināmās mugurkaula skrūvju sistēmas pēc ievietošanas izplešas radiālos spārnus vai asmeņus, mehāniski savienojoties ar apkārtējo trabekulāro struktūru tādā veidā, kā to nevar atkārtot parastā mugurkaula skrūve. Šī izplešanās sadala slodzi lielākā kaula tilpumā, samazinot sprieguma koncentrāciju pavediena un kaula saskares vietā. Mainīgā leņķa mugurkaula skrūvju sistēmas ļauj ķirurgam optimizēt trajektoriju pēc sākotnējās novietošanas, kas ir īpaši noderīgi, ja paredzētajā ieejas punktā kaula blīvums ir nepietiekams un nedaudz mainīta trajektorija ļautu izmantot vietējo blīvāko kaulu. Abas šīs dizaina grupas ir izstrādātas, lai padarītu mugurkaula skrūvi izturīgāku pret nevienmērīgo blīvuma sadalījumu osteoporotiskajos mugurkaula kaulos.
Kortikālā kaula trajektorijas tehnika
Kortikālās kaula trajektorijas tehnika pārvieto mugurkaula skrūves ceļu tā, ka skrūve iet cauri garākam blīva kortikālā kaula posmam mugurkaula kājā un mugurkaula ķermeņa aizmugurējai daļai. Standarta mugurkaula kājas skrūve iet pa vidusvirzienā vērstu trajektoriju galvenokārt caur spongozu audu. Kortikālās trajektorijas mugurkaula skrūve sākas vairāk laterāli un virzās stāvi uz vidu un augšup, maksimāli izmantojot blīvā kortikālā kaula kāju sieniņu saķeri. Pētījumi ar osteoporotiskiem kadavriem rāda, ka kortikālās trajektorijas mugurkaula skrūve var sasniegt izvelkšanas izturību, kas ir salīdzināma ar standarta mugurkaula kājas skrūves izturību normālā kaulā, pat tad, ja gāzētājs mugurkaula ķermenis ir smagi osteoporotisks. Tas padara šo tehniku īpaši pievilcīgu minimāli invazīvai jostas reģiona saplūšanai vecāka gadagrupa pacientiem.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāpēc standarta mugurkaula skrūve atslābst ātrāk osteoporotiskiem pacientiem?
Osteoporotiskā kaula trabekulu blīvums ir samazināts un kortikālie apvalki vājāki, tādējādi skrūvei mugurkaulā ir mazāk materiāla, kur pieķerties. Atkārtotai slodzei pakļautā vidē samazinātā kaula–skrūves saskarne ļauj mikrokustības, kas progresīvi paplašina dobumu ap mugurkaula skrūvi, paātrinot tās izlūzšanu salīdzinājumā ar fiksāciju normālas blīvuma kaulā.
Vai kaulu cementa pastiprināšana ir droša katram pacientam, kam nepieciešama mugurkaula skrūve osteoporotiskā kaulā?
Cementa pastiprināšana ievērojami uzlabo mugurkaula skrūves izvelkšanas izturību, taču tā nav universāli piemērota. Pacientiem ar traucētu mugurkaula ķermeņa aizmugures sieniņu, zināmu alerģiju pret cementa sastāvdaļām vai smagu kardiopulmonālu kompromisu pirms cementa pastiprinātas mugurkaula skrūves procedūras plānošanas ir nepieciešama individuāla riska novērtēšana. Attēlojuma vadīta injicēšana un rūpīga tilpuma kontrole joprojām ir būtiskas drošības pasākumi.
Kā ķirurgi izvēlas, kuru mugurkaula skrūves tehniku izmantot osteoporotiskam pacientam?
Lēmums parasti balstās uz iepriekšoperācijas kaulu minerālblīvuma mērījumu, instrumentētā mugurkaula līmeņa noteikšanu, nepieciešamās deformitātes korekcijas pakāpi un pacienta vispārējo veselības stāvokli. Smagi osteoporotisks pacients, kuram tiek veikta vairāku līmeņu jostas daļas fuzija, var gūt labumu gan no cementa papildināšanas, gan no kortikālā trajektorijas mugurkaula skrūvju pieejas, kamēr viegli osteoporotiskam pacientam, kuram tiek veikta viena līmeņa procedūra, var būt pietiekami vienīgi izplešamā mugurkaula skrūvju dizains.