EN
Коли хірург встановлює хребтовий гвинт у остеопоротичну кістку механічне середовище принципово відрізняється від середовища здорових хребцевих кісток. Остеопороз зменшує мінеральну щільність кістки та порушує трабекулярну структуру, у результаті чого губчаста основа хребця залишається з набагато меншою кількістю матеріалу для фіксації хребцевого гвинта. Це призводить до вимірного зниження сили витягання, опору до коливань та надійності фіксації в довгостроковій перспективі. Розуміння того, як саме поводиться хребцевий гвинт у таких умовах, є обов’язковим для будь-якої клінічної команди, яка лікує дегенеративні або травматичні захворювання хребта у похилої популяції.
Клінічні ризики дуже високі. Невдача спінального гвинта у пацієнта з остеопорозом може призвести до послаблення конструкції, перевантаження сусідніх сегментів або необхідності болісної повторної операції. Проте ця процедура часто є неминучою, оскільки пацієнти з остеопорозом нерідко страждають саме від тих вертебральних переломів і нестабільностей, які вимагають хірургічної стабілізації. У цій статті розглядається профіль ефективності спінального гвинта в кістковій тканині низької щільності, біологічні та механічні причини втрати фіксації, а також стратегії аугментації, які сучасна хірургія хребта використовує для відновлення надійного зачеплення гвинта в пошкоджених хребцях.
Чому остеопороз підриває фіксацію спінальних гвинтів
Механічна основа зниженого зачеплення
Спінальний гвинт забезпечує фіксацію переважно за рахунок взаємного зачеплення його різьби з навколишньою губчастою кісткою. У здорових хребцях щільна губчаста сітка рівномірно розподіляє навантаження навколо стержня спінального гвинта. У кістках при остеопорозі та сама губчаста сітка стає тоншою й пронизаною порами, тому площа контакту між різьбою спінального гвинта та кісткою різко зменшується. Біомеханічні дослідження послідовно показують, що сила витягання стандартного спінального гвинта зменшується на 30–60 %, коли мінеральна щільність кістки падає нижче порогового рівня остеопорозу. Коливання (тогглінг) під циклічним навантаженням прискорює цей процес деградації, збільшуючи порожнину навколо спінального гвинта та викликаючи мікрорухи, які перешкоджають біологічній інтеграції.
Фіксація в кортикальній кістці та бікортикальні методики
Одним із компенсаторних заходів є просування кінця хребтового гвинта крізь дальню кортикальну пластинку тіла хребця з метою досягнення бікортикальної фіксації. Кортикальна кістка зберігає значно більшу міцність порівняно з губчастою кісткою навіть у пацієнтів із остеопорозом, тому зачеплення обох кортикальних пластинок кінцем хребтового гвинта суттєво підвищує опір осьовому витягуванню. Однак це супроводжується підвищеним ризиком передньої судинної травми, зокрема в поперековому відділі хребта. Отже, хірурги повинні зважити додатковий механічний ефект бікортикальної фіксації хребтових гвинтів на анатомічні ризики, притаманні кожному рівню хребців. У грудному відділі хребта, де спинний мозок розташований безпосередньо за задньою кортикальною пластинкою, запас безпеки ще менший.
Аугментація кістковим цементом для стабільності хребтових гвинтів
Як аугментація цементом змінює середовище фіксації
Поліметилметакрилатне цементне зміцнення стало найпоширенішим методом підсилення спінального гвинта в остеопоротичній кістковій тканині. У цій техніці канульований спінальний гвинт вводять через фенестрований стержень, а низьков’язкий цемент ін’єктується під контролюваним тиском безпосередньо через сам спінальний гвинт. Цемент заповнює трабекулярні порожнини навколо спінального гвинта й полімеризується в жорстку мантію, що значно збільшує ефективну площу контакту. Зусилля витягування зміцненого спінального гвинта, за повідомленнями, відповідає або перевищує таке для звичайного спінального гвинта в кістковій тканині нормальної щільності. Це робить цементне зміцнення надійним варіантом фіксації у випадках остеопорозу, коли інакше конструкція була б недостатньо міцною.
Клінічні аспекти використання цементно-зміцнених спінальних гвинтів
Об’єм і в’язкість цементу, що вводиться через спинномозковий гвинт, мають бути ретельно контрольованими. Надмірний об’єм цементу підвищує ризик епідуральної або судинної витоку, що може призвести до неврологічних ушкоджень або легеневої емболії. Флюороскопічне або КТ-наведення під час аугментації спинномозкового гвинта допомагає хірургу спостерігати за потоком цементу в реальному часі й припиняти його введення до початку екстравазації. Фенестровані конструкції спинномозкових гвинтів із кількома малими бічними отворами замість одного дистального отвору сприяють більш рівномірному розподілу цементу навколо хребтовий гвинт ствола гвинта й зменшують ризик спрямованого витоку в напрямку спинномозкового каналу. Вибір пацієнта також має значення: процедура аугментації спинномозкового гвинта несе більший ризик витоку цементу, якщо задня стінка хребця пошкоджена або недостатньо міцна.
Сучасні конструкції спинномозкових гвинтів для остеопоротичної кістки
Розширювальні та гвинти зі змінним кутом
Крім цементного зміцнення, інженери-розробники імплантатів створили геометрію спінальних вкручувальних гвинтів, спеціально призначену для покращеної роботи в кістковій тканині з низькою щільністю. Розширювальні системи спінальних гвинтів розгортають радіальні крила або леза після введення, механічно зчеплюючись із навколишньою трабекулярною структурою таким чином, як цього не може досягти звичайний спінальний гвинт. Це розширення розподіляє навантаження на більший об’єм кістки, зменшуючи концентрацію напружень у зоні контакту різьби гвинта з кісткою. Системи спінальних гвинтів зі змінним кутом дозволяють хірургу оптимізувати траєкторію після початкового розміщення, що є особливо корисним, коли запланована точка входу має субоптимальну щільність кістки, а трохи змінений шлях забезпечує зачеплення з більш щільною місцевою кісткою. Обидві групи конструкцій мають на меті зробити спінальний гвинт більш стійким до нерівномірного розподілу щільності, характерного для остеопоротичних хребців.
Техніки траєкторії через кортикальну кістку
Техніка кортикальної кісткової траєкторії змінює траєкторію введення хребтового гвинта таким чином, щоб гвинт проходив через більшу довжину щільної кортикальної кістки в межах ніжки та задньої частини тіла хребця. Стандартний гвинт для фіксації ніжки хребця проходить по медіальній траєкторії переважно через губчасту кісткову тканину. Гвинт, введений за кортикальною траєкторією, починається більш латерально й різко спрямовується медіально та краниально, що забезпечує максимальне зачеплення щільних кортикальних стінок ніжки. Дослідження на остеопоротичних трупних зразках показали, що гвинт, введений за кортикальною траєкторією, може забезпечити силу висмикування, порівняну зі стандартним гвинтом для фіксації ніжки хребця в нормальній кістці, навіть у разі тяжкої остеопорозної дегенерації хребця-хазяїна. Це робить дану техніку особливо привабливою для мініінвазивного поясничного сплавлення у літніх пацієнтів.
Часті запитання
Чому стандартний хребтовий гвинт швидше ослаблюється у пацієнтів з остеопорозом?
У кістковій тканині при остеопорозі знижена щільність губчастої кістки та ослаблені кортикальні оболонки, через що спінальний гвинт має менше матеріалу для зачеплення. За умов повторного навантаження зменшений контакт між кісткою та гвинтом спричиняє мікрорухи, які поступово збільшують порожнину навколо спінального гвинта й прискорюють його ослаблення порівняно з фіксацією в кістці нормальної щільності.
Чи є аугментація кістковим цементом безпечною для кожного пацієнта, якому потрібен спінальний гвинт при остеопорозі?
Аугментація цементом значно підвищує силу витягання спінального гвинта, однак вона не завжди підходить. Пацієнтам із порушеною задньою стінкою хребцевого тіла, відомою алергією на компоненти цементу або тяжким кардіопульмональним ураженням перед плануванням процедури встановлення спінального гвинта з аугментацією цементом необхідна індивідуальна оцінка ризиків. Введення цементу під контролем візуалізації та ретельний контроль об’єму залишаються обов’язковими заходами безпеки.
Як хірурги вирішують, яку техніку встановлення спінального гвинта обрати для пацієнта з остеопорозом?
Рішення зазвичай ґрунтується на передопераційному вимірюванні мінеральної щільності кістки, рівні хребта, що підлягає інструментальній фіксації, ступені корекції деформації та загальному стані здоров’я пацієнта. Пацієнт із тяжкою остеопорозною патологією, якому виконується багаторівневе поясничне спаяння, може отримати перевагу від одночасного застосування цементної аугментації та спінальних гвинтів з кортикальною траєкторією, тоді як пацієнт із помірною остеопорозною патологією, якому виконується однорівнева операція, може бути лікований лише за допомогою розширюваних спінальних гвинтів.