В. И. Стецула, А. А. Девятов

Чрескостный остеосинтез в

травматологии

Москва

«Книга по Требованию»

УДК 617

ББК 54.5

В11

В. И. Стецула

В11 Чрескостный остеосинтез в травматологии / В. И. Стецула, А. А. Девятов –

М.: Книга по Требованию, 2012. – 200 с.

ISBN 978-5-458-25911-8

В пособии систематизированы и обобщены результаты клинического применения и теоретических разработок методик чрескостного остеосинтеза в травматологии. На основании данных литературы и наблюдений авторов описаны особенности репаративной регенерации кости, влияние на нее статических и динамических нагрузок, внутрикостное нарушение кровообращения.

Приведены методики лечения переломов, в том числе с помощью аппаратов внешней фиксации. Изложены принципы послеоперационного ведения больных, проанализированы ошибки и осложнения.

Для ортопедов-травматологов, хирургов.

© Издание на русском языке, оформление ISBN 978-5-458-25911- «YOYO Media», © Издание на русском языке, оцифровка, «Книга по Требованию», Эта книга является репринтом оригинала, который мы создали специально для Вас, используя запатентованные технологии производства репринтных книг и печати по требованию.

Сначала мы отсканировали каждую страницу оригинала этой редкой книги на профессиональном оборудовании. Затем с помощью специально разработанных программ мы произвели очистку изображения от пятен, клякс, перегибов и попытались отбелить и выровнять каждую страницу книги. К сожалению, некоторые страницы нельзя вернуть в изначальное состояние, и если их было трудно читать в оригинале, то даже при цифровой реставрации их невозможно улучшить.

Разумеется, автоматизированная программная обработка репринтных книг – не самое лучшее решение для восстановления текста в его первозданном виде, однако, наша цель – вернуть читателю точную копию книги, которой может быть несколько веков.

Поэтому мы предупреждаем о возможных погрешностях восстановленного репринтного издания. В издании могут отсутствовать одна или несколько страниц текста, могут встретиться невыводимые пятна и кляксы, надписи на полях или подчеркивания в тексте, нечитаемые фрагменты текста или загибы страниц. Покупать или не покупать подобные издания – решать Вам, мы же делаем все возможное, чтобы редкие и ценные книги, еще недавно утраченные и несправедливо забытые, вновь стали доступными для всех читателей.

тез при свежих переломах костей применяют значительно реже, главным образом при сложных переломах. В то же время этот метод является основным при лечении ложных суставов со значительным укорочением кости, диафизарных дефектов.

Следует отметить, что любой метод лечения свежих переломов костей, обеспечивающий репозицию костных отломков, их удержание и функциональную разработку поврежденной конечности, в подавляющем большинстве случаев приводит к хорошим результатам.

Все современные методы лечения переломов костей квалифицированными специалистами дают в среднем от 2 до 5 % неудовлетворительных исходов; частота последних нарастает с увеличением тяжести повреждения.

Явное несоответствие традиционных представлений о процессах консолидации в условиях компрессионного и дистракционного остеосинтеза накопленным в последние десятилетия клиническим и экспериментальным данным способствовало повышению интереса к этим методам, но не привело к пересмотру проблемы лечения переломов. Новые данные обострили противоречия в понимании процессов и условий консолидации костных отломков и этим еще больше затруднили осмысливание сущности чрескостного остеосинтеза и выяснение его места в традиционной системе консервативных и оперативных методов лечения.

Нерешенность основополагающих вопросов чрескостного остеосинтеза делает неизбежным различное понимание условий и механизмов воздействия аппаратом на процессы консолидации при компрессионном и дистракционном остеосинтезе, что ведет к разнообразию подходов и действий при разработке и совершенствовании аппаратов, а также методик их применения и тактики ведения больных.

Авторы настоящей работы преследовали цель на основании критического анализа данных литературы и личного опыта объяснить сущность и отличительные признаки чрескостного остеосинтеза, а также систематизировать сведения о механизмах влияния силовых воздействий аппаратом на течение процессов консолидации костных отломков. При этом авторы уделяли основное внимание оригинальным, основополагающим работам и стремились найти пути преодоления существующего несоответствия между клиническими и теоретическими знаниями.

Часть I Теоретические основы чрескостного остеосинтеза Глава 1. Сущность чрескостного остеосинтеза Появление чрескостного остеосинтеза связано с именами Л. А. Розена (1917, 1926), К. М. Сиваша (1952), Г. А. Илизарова (1952), О. Н. Гудушаури (1954), Н. Д. Флоренского (1957), Ф. С. Юсупова (1965), М. В. Волкова и О. В. Оганесяна (1968), С. С. Ткаченко (1970), В. К..Калнберза (1976), АЬЬо! (1927), Кеу (1932), ОгаГегЫешег (1945), СЬагп1еу (1948), НоНтап (1954) и многих других клиницистов.

Разработка различных методик чрескостного остеосинтеза проводилась на основе известных общих принципов лечения переломов костей, направленных на обеспечение репозиции и удержания сопоставленных костных отломков, а также на раннее начало функциональной разработки поврежденной конечности.

При традиционных методах лечения репозицию обычно осуществляют ручным способом или с помощью специальных устройств и приспособлений, а удержание сопоставленных костных отломков чаще обеспечивают наложением иммобилизирующих повязок.

В случаях, когда репозиция или удержание костных отломков затруднено или невозможно, используют методы вытяжения (чаще скелетного) или оперативные методы, позволяющие обеспечить закрытую или открытую репозицию и фиксацию сопоставленных костных отломков. При оперативном лечении используют методики как внутрикостного, так и накостного остеосинтеза с применением различных интрамедуллярных гвоздей или стержней, винтов, болтов, пластинок, балок, трансплантатов и различных сложных приспособлений и конструкций. После открытого остеосинтеза дополнительные средства иммобилизации применяют не всегда.

На основании анализа результатов консервативного и оперативного лечения, еще в XIX в. сложились теоретические представления о нормальном течении процесса заживления переломов и нарушениях процессов консолидации. С годами эти представления мало изменились, несмотря на обновление терминологии и появление сведений о цитологических, гистохимических, ультраструктурных, биохимических и биофизических особенностях компонентов образующейся мозоли и кости.

Очевидно, этим консерватизмом сложившихся представлений и объясняется сложность понимания истории становления метода чрескостного остеосинтеза. Сама идея использования наружных аппаратов, непосредственно соединенных с костными отломками или костями с помощью чрескостно проведенных спиц или гвоздей для создания сдавливающих или растягивающих усилий, противоречила как традиционным представлениям о неизбежности повреждения кости и возникновения краевой резорбции костных отломков под влиянием давления, так и укоренившемуся среди клиницистов мнению об угнетающем влиянии растягивающих нагрузок на репаративное костеобразование. Кроме того, клинические данные СНагпеу (1948), который впервые доказал возможность резкого сокращения средних сроков консолидации при компрессионном артродезе, противоречили общепринятым представлениям о биологической неизбежности средних сроков консолидации костных отломков и сложившимся теоретическим представлениям о стадийности заживления переломов.

Поэтому не будет преувеличением сказать, что становление чрескостного остеосинтеза происходило не благодаря, а вопреки сложившимся теоретическим представлениям о заживлении костных ран.

В то же время накапливающийся клинический опыт применения чрескостного остеосинтеза требовал объяснения получаемых результатов, а также пересмотра сложившихся теоретических представлений и поиска новых подходов к проблеме репаративной регенерации кости. Причем эти задачи усложнялись и становились все более и более неопределенными по мере накопления противоречий в оценке исходов лечения, расширения сферы применения аппаратов и, особенно, после разработки и широкого применения методик дистракционного остеосинтеза.

Клинический опыт использования аппаратов для чрескостного остеосинтеза привел к тому, что в последние 3 десятилетия в отечественной ортопедии, а затем и в травматологии резко повысился интерес к изучению и разработке чрескостного остеосинтеза. Этому способствовало создание в Кургане в 1965 г. проблемной лаборатория по чрескостному остеосинтезу при Свердловском НИИТО, а в 1971 г.— специализированного института по проблемам чрескостного остеосинтеза — Курганского НИИ экспериментальной и клинической ортопедии и травматологии (КНИИЭКОТ). Важное значение в этом сыграла организация промышленного выпуска аппаратов Илизарова, а также аппаратов Сиваша, Гудушаури, различных моделей аппаратов Волкова—Оганесяна и Далнберза.

На основе применения различных аппаратов разработаны многочисленные методики компрессионного и дистракционного чрескостного остеосинтеза и различные их сочетания, используемые при лечении ортопедической патологии и переломов костей конечностей. Следует подчеркнуть, что разработка этих методов позволила по-новому и нередко в один этап решать многие сложные лечебные задачи: осуществлять не только открытым, но и закрытым способом ликвидацию ложных суставов, удлинять укороченные конечности, возмещать диафизарные дефекты, устранять деформации, лечить свежие и инфицированные переломы, а также ложные суставы, осложненные хронической гнойной инфекцией. Однако накопленный опыт клинического применения чрескостного остеосинтеза свидетельствует не только об их эффективности, но и о наличии объективных трудностей на пути дальнейшего их развития и внедрения в практическое здравоохранение.

Эти трудности связаны, прежде всего, с тем, что по мере усложнения конструкции аппаратов, а также усложнения методик их применения и решаемых с их помощью лечебных задач, возникла неопределенность понимания, в чем же состоит сущность чрескостного остеосинтеза.

Указанные трудности связаны также с разнообразием названий этого метода в литературе: чрескостный остеосинтез, чрескостный компрессионно-дистракционный остеосинтез, компрессионный остеосинтез, дистракционный остеосинтез, наружный или внеочаговый остеосинтез, метод комплексной оптимизации условий течения восстановительных процессов. Чаще всего описываемый метод отождествляется с методиками применения аппарата Илизарова.

Осложняет лечебный процесс и то обстоятельство, что «современные унифицированные аппараты многоцелевого назначения»

КНИИЭКОТ до последнего времени имели мало общего с серийно выпускаемым промышленностью набором старых аппаратов Илизарова *, которыми пользуется большинство ортопедов и травматологов нашей страны. Это способствовало формированию среди клиницистов мнения, что результаты лечения методом чрескостного остеосинтеза, прежде всего, определяются использованием более совершенных аппаратов в ущерб разработке способов их применения и тактике ведения больных, а также порождало стремление к кустарному изготовлению, разработке модификаций и новых конструкций аппаратов для чрескостного остеосинтеза.

Сложившееся положение усугубляется отсутствием обобщающих клинических и теоретических работ и руководств по чрескостному остеосинтезу. Отсюда неизбежно различное понимание, а, следовательно, и различные действия специалистов в разработке и совершенствовании как аппаратов для чрескостного остеосинтеза, так и способов их применения и тактики ведения больных, что ведет к снижению эффективности лечения, увеличению его продолжительности и повышению частоты неудовлетворительных исходов.

Компрессия и дистракция, которые осуществляются с помощью этих аппаратов, сами по себе не могут быть отличительными признаками чрескостного остеосинтеза, так как сдавливающие и растягивающие нагрузки создаются не только самими аппаратами, но и тягой мышц, массой тела, силой роста, применением различных * В настоящее время освоен выпуск большего набора новых аппаратов Илизарова.

погружных конструкций для остеосинтеза и методов вытяжения.

Сравнительный анализ показывает, что отличительным[признаком метода чрескостного остеосинтеза, независимо от используемой модели аппарата, является то, что только наружные аппараты с_щмрщыо закрепленных в них и проведенных чрескостно спиц или гвоздей дают возможность на протяжении всего периода лечениуГуправлять взаиморасположением и механическим взаимодействием костных отломков или костей. На использовании этих уникальных возможностей наружных аппаратов и базируется все разнообразие современных способов чрескостного остеосинтеза.

Следовательно, эволюция эмпирической разработки применения чрескостных аппаратов от компрессионного до дистракционного остеосинтеза и использования их различных сочетаний привела к созданию метода непосредственного управления механическим взаимодействием и расположением костных отломков или костей.

В этом и состоит сущность и отличительные особенности чрескостного остеосинтеза.

В соответствии с сущностью метода наружные аппараты являются лишь средством непосредственного механического воздействия на костные отломки или кости, позволяющим повышать их устойчиврсть и осуществлять сдавливание, растяжение, боковые и ротационные перемещения. Поэтому само наложение аппарата еще не обеспечивает создания условий для получения положительных результатов лечения, а диапазон возможностей непосредственного механического воздействия на костные отломки или кости зависит от конструктивных особенностей применяемых аппаратов и методики их наложения.

К сожалению, в настоящее время мы не располагаем сравнительным анализом механических и функциональных характеристик современных аппаратов для чрескостного остеосинтеза, которые позволили бы объективно оценить достоинства и недостатки тех или иных аппаратов и их узлов, определить механические и функциональные возможности применения аппаратов для решения лечебных задач различной степени сложности. Кроме того, несмотря на огромный клинический опыт, мы не располагаем сведениями о том, на какие максимальные нагрузки должны быть рассчитаны аппараты для применения на верхних и нижних конечностях, так как систематических исследований по этому важному вопросу чрескостного остеосинтеза еще не проводилось.

Очевидно, что систематизация накопленных знаний должна основываться на правильном понимании сущности чрескостного остеосинтеза и строгом разграничении двух исходных аспектов этой проблемы: механическое взаимодействие в системе аппарат—конечность и биологические последствия изменения условий механического взаимодействия в этой системе.

Глава 2. Системный анализ биомеханических условий При переломах костей создаются сложные биомеханические условия, так как костные отломки подвергаются воздействию меняющейся динамической системы сил, в которой величина, направление и продолжительность действия каждой из составляющих и соотношения между ними зависят от тонуса и интенсивности работы отдельных групп мышц, а также взаиморасположения костных отломков и их концов. Особенно сложны и изменчивы эти усилия при переломах длинных костей конечностей, на которые воздействуют наиболее мощные мышцы.

Биомеханический анализ действующих на костные отломки сил затруднен из-за сложности их измерения и составления расчетной схемы. Однако к решению этой задачи можно подойти путем оценки конечного результата межорганного механического взаимодействия, позволяющей провести анализ действующих на костные отломки сил, разделив их на 2 группы противоположного действия, и рассмотреть последствия изменений соотношений этих сил (В. И. Стецула, 1967).

К 1-й группе относят силы, направленные на смещение^ костных отломков относительно друг друга. Эти смещающие силы создаются неуравновешенными компонентами продольной мышечной тяги, бокового давления на костные отломки со стороны прилежащих мышц, а также массой дистального отдела конечности.

Ко 2-й группе относят силы, противодействующие смещающим силам и обеспечивающие определенную устойчивость костных отломков относительно друг друга. Эта устойчивость соединения костных отломков, во многом зависящая от площади соприкосновения и характера поверхности излома костных концов, создается уравновешенными компонентами продольной мышечной тяги и бокового давления мышц, а также сохранившимися тканевыми связями между концами костных отломков.

Соотношение смещающих сил и сил, препятствующих смещению костных отломков, определяет условия возникновения подвижности на стыке костных концов (рис. 1). Если воздействие сил, препятствующих смещению, окажется преобладающим, то фиксация будет стабильной, обеспечивающей постоянную неподвижность на стыке костных отломков. Если же окажется преобладающим воздействие смещающих сил, то фиксация будет неустойчивой, не обеспечивающей неподвижности на стыке костных отломков. В этих случаях каждое превышение смещающими силами предела устойчивости соединения костных отломков приводит к возникновению движения на их стыке, изменяющего или нарушающего соотношение раневых поверхностей костных отломков.

Лечение переломов длинных костей любыми методами всегда начинается с репозиции костных отломков, что обеспечивает максимально возможную при данном виде перелома площадь соприкосновения костных отломков и восстановление анатомической оси кости. Придание конечности положения, рекомендуемого практикой лечения переломов, позволяют максимально увеличить уравновешенный компонент мышечной тяги, создаваемой тонусом и работой мышц. Это способствует уменьшению смещающих сил и увеличению устойчивости соединения костных отломков, которая во многом зависит от вида перелома.

При поперечных переломах уравновешенный компонент Рис. 1. Схема взаимодействия сил, действующих на костные отломки мышечной тяги способствует наиболее значительному увеличению устойчивости соединения костных отломков, тогда как при косых и винтообразных переломах с увеличением наклона плоскости излома в результате разложения сил осевого давления увеличивается боковая составляющая в зоне перелома, что снижает устойчивость соединения костных отломков. При переломах со смещением костных отломков по длине нарушается их соприкосновение и резко уменьшается устойчивость, что приводит к возникновению подвижности костных отломков даже под влиянием слабых смещающих сил.

Следует учитывать, что различные активные движения и функциональные нагрузки всегда изменяют соотношение сил, действующих на сломанную кость. При этом смещающие силы, зависящие от работы мышц и нагрузки, увеличиваются в значительно большей степени, чем силы, определяющие устойчивость соединения костных отломков.

Консервативные методы лечения переломов (методом иммобилизирующих повязок, преимущественно гипсовых, ограничивающих возможность движений я изменений соотношений сегментов поврежденной конечности) значительно уменьшают величину смещающих сил, но не могут существенно повысить устойчивость соединения костных отломков. Следовательно, иммобилизирующие повязки ограничивают подвижность костных отломков, снижая возможность их вторичного смещения. Однако это достигается ценой большего или меньшего нарушения трофики поврежденной конечности в результате ухудшения условий регионарного кровообращения из-за сдавливания мягких тканей иммобилизирующей повязкой и резкого ограничения функции поврежденной конечности.

Методы вытяжения (преимущественно скелетного), расширяющие возможности репозиции и удержания костных отломков при переломах, не поддающихся ручной репозиции (косые, винтообразные и сложные переломы), значительно изменяют условия межорганного механического взаимодействия в поврежденной конечности.

Под влиянием регулируемой грузами растягивающей нагрузки фиксируется определенное положение поврежденной конечности и повышается напряжение мышц, фасциально-связочного аппарата и тканевых связей, сохранившихся между костными отломками.

Это приводит к резкому ограничению боковой подвижности костных отломков в связи с повышением напряжения окружающих тканей.

Наряду с этим под влиянием растягивающей нагрузки уменьшается или устраняется взаимодавление и контакт костных отломков вплоть до образования между ними диастаза. В этих условиях сокращения мышц вызывают за счет неуравновешенного компонента мышечной тяги ограниченные боковые движения костных отломков, а под влиянием уравновешенного компонента — осевые перемещения.

Поэтому методы вытяжения, обеспечивающие возможность раннего функционального лечения и улучшение условий восстановления нарушенного кровоснабжения поврежденной конечности, в то же время, по сравнению с иммобилизирующими повязками, создают менее устойчивую фиксацию, так как понижают устойчивость соединения костных отломков и приводят к появлению их осевой подвижности. Важным достоинством этого метода является то, что он позволяет в процессе лечения изменять с помощью грузов соотношения между костными отломками, то есть вносить элементы непосредственного управления ими.

Следовательно, все консервативные методы лечения переломов не могут обеспечить значительного повышения устойчивости фиксации костных отломков, необходимой для создания на их стыке постоянной неподвижности.

Оперативные методы лечения переломов не только расширили возможность репозиции костных отломков при повреждениях, не поддающихся консервативному лечению, но и открыли реальные возможности для значительного повышения устойчивости соединения этих отломков за счет непосредственной фиксации их с помощью различных конструкций из металла или других материалов.

Однако это достигается ценой увеличения тяжести повреждения и дополнительных нарушений кровоснабжения.

Учитывая, что при погружном остеосинтезе высокая устойчивость соединения костных отломков может быть достигнута во время операции только за счет силового воздействия на эти отломки, создающего противодействие смещающим силам, следует считать целесообразным деление всех методик внутрикостного и накостного остеосинтеза на компрессионные и некомпрессионные.

Однако следует учитывать, что при накостном и внутрикостном остеосинтезе силовые взаимодействия между костными отломками, создаваемые работой мышц, передаются не только на концы этих отломков, но и на используемые средства остеосинтеза. Поэтому имеющуюся тенденцию относить к компрессионным те методы остеосинтеза, при которых создается лишь слабое осевое давление на костные отломки или оно достигается за счет тонического напряжения мышц, нельзя признать обоснованной.

Компрессионными следует называть только те виды погружного остеосинтеза, которые позволяют путем сдавливания костных отломков или придавливания винтами жестких накладных конструкций к этим отломкам значительно увеличить устойчивость их соединения и создать запас устойчивости, обеспечивающий сохранение неподвижности на стыке костных отломков при действии смещающих сил.

Некомпрессионные методики остеосинтеза, обеспечивающие надежное удержание сопоставленных костных отломков, позволяют в большей или меньшей степени ограничить, но не устранить подвижность между этими отломками. Названные методики дают возможность, особенно при применении толстых интрамедуллярных гвоздей, соответствующих минимальному диаметру костномозговой полости, получить высокую степень ограничения подвижности костных отломков, особенно в тех случаях, когда форма их концов создает препятствие ротационным смещениям.

Погружные накостные и внутрикостные компрессионные устройства для остеосинтеза (болты, винты, шурупы, различные пластинки, закрепленные винтами, и более сложные фиксаторы с винтовыми устройствами) позволяют достичь высокой устойчивости соединения костных отломков. Однако все они создают в кости также зоны высокой концентрации напряжений, которые могут увеличиваться под действием смещающих сил. При этом в результате проявления упруго-вязких свойств кости и нередко сминания в участках, где напряжение превышает предел прочности кости, неизбежно снижается сила компрессии и устойчивость соединения костных отломков. Отсутствие доступа к погружным фиксаторам не позволяет компенсировать падение силы компрессии. В этих условиях под действием смещающих сил, превышающих устойчивость соединения костных отломков, возникает подвижность на их стыке. Поэтому при применении погружных компрессионных устройств для максимального сохранения достигнутой во время операции устойчивости необходимо на протяжении периода формирования сращения перелома применять дополнительные средства иммобилизации (шины, гипсовые повязки) и не форсировать функциональное лечение.

Чрескостный остеосинтез. При чрескостном остеосинтезе благодаря использованию наружных аппаратов, непосредственно связанных с костными отломками проведенными через них спицами или гвоздями, возникают специфичные только для этого метода возможности дозированного управления расположением и механическим взаимодействием костных отломков. Кроме того, в отличие от погружного остеосинтеза, чрескостный Ьстеосинтез является менее травматичным и может осуществляться не только оперативным, но и закрытым путем.

При чрескостном компрессионном остеосинтезе после наложения аппарата и создания сдавливающих нагрузок, так же как и при погружном компрессионном остеосинтезе, отмечается падение силы компрессии в результате упруго-вязкого деформирования кости и явлений ее сминания в зонах чрезмерной концентрации напряжений (около спиц и на стыке костных отломков). Однако при чрескостном остеосинтезе это падение силы компрессии легко компенсируется после операции путем сближения опорных колец или опорных дуг аппарата, что обеспечивает восстановление или превышение исходной силы компрессии, а следовательно, и сохранение достигнутого уровня устойчивости соединения костных отломков.

Однако создание высокой устойчивости костных отломков при чрескостном компрессионном остеосинтезе зависит не только от силы сдавливания этих отломков, но и от вида перелома, определяющего форму концов костных отломков и площадь их соприкосновения, а также от методики наложения и конструктивных особенностей аппарата. Поэтому при одинаковой силе компрессии устойчивость соединения костных отломков может быть различной, а создание одинаковой их устойчивости может достигаться различной силой компрессии.

При чрескостном компрессионном остеосинтезе для того, чтобы обеспечить возможность сохранения постоянной неподвижности на стыке костных отломков в условиях действия смещающих усилий, создаваемых активной функцией поврежденной конечности, необходимо при наложении аппарата создавать большой запас устойчивости, который после операции поддерживается за счет периодической компенсации падения силы компрессии. Чем больше запас устойчивости соединения костных отломков, тем большая функциональная нагрузка допустима на поврежденную конечность без нарушения неподвижности на их стыке и тем лучшие условия создаются для восстановления нарушенного кровоснабжения и обеспечения полноценной трофики поврежденной конечности.