RU2614219C1

RU2614219C1 - Method of posterior interbody fusion

Info

Publication number: RU2614219C1
Application number: RU2016106864A
Authority: RU
Inventors: Шамиль Альфирович Ахметьянов; Александр Владимирович Крутько; Андрей Александрович Байкалов; Дмитрий Михайлович Козлов
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-03-23

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to the traumatology and orthopedics and may be used for posterior interbody fusion. Channels in the intebody space is formed with maintaining of integrity of the endplates of adjacent vertebral bodies. An autotransplant of bone chip formed during conduction of interlaminectomy, facetectomy, or decompression of spinal cord roots is formed by means of expression of the liquid fraction of a bone mass and compression until formation of a supportable bone column of an intended size. The implant of porous titanium nickelide is installed into the channel in such way to provide maintaining of support ability of the autotransplant.

EFFECT: method of posterior interbody fusion allows quickening of formation of a bone and metal block.

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к нейроортопедии и травматологии, и может быть использовано для выполнения межтелового спондилодеза при хирургическом лечении дегенеративных поражений позвоночника.The invention relates to medicine, namely to neuroorthopedics and traumatology, and can be used to perform interbody fusion in the surgical treatment of degenerative lesions of the spine.

Известны способы выполнения вентрального и заднего межтелового спондилодеза при дегенеративных поражениях позвоночника с использованием различных трансплантатов из аутокости. При выполнении вентрального спондилодеза по В.Д. Чаклину (Цивьян Я.Л. Хирургия позвоночника. Новосибирск. Издательство Новосибирского университета, 1993, с. 321.) в качестве аутотрансплантата используется «толстый широкий трансплантат» с надкостницей из большеберцовой кости, ближе к ее проксимальному концу; аутотрансплантат в виде костного штифта, взятый из кортикального слоя большеберцовой кости; два аутокостных трансплантата, резецированных из гребня крыла подвздошной кости.Known methods for performing ventral and posterior interbody fusion with degenerative lesions of the spine using various grafts from autobone. When performing ventral fusion according to V.D. Chaklin (Y. L. Tsivyan, Spinal Surgery. Novosibirsk. Novosibirsk University Press, 1993, p. 321.) as an autograft, a “thick wide graft” with a periosteum from the tibia, closer to its proximal end, is used; autograft in the form of a bone pin, taken from the cortical layer of the tibia; two autologous grafts resected from the iliac wing crest.

Недостатком известного способа является то, что для формирования костного аутотрансплантата выполняется дополнительное хирургическое вмешательство, что не только удлиняет операцию, но и может вызвать осложнения: боль непосредственно после операции и в отдаленном периоде, инфекционные осложнения в донорской области, дополнительные затраты, связанные с уходом и лечением раны, хроническую боль, нейрососудистые повреждения, инфицирование донорской области, косметический дефект, разрыв крестцово-подвздошного сочленения при взятии аутотрансплантата из гребня подвздошной кости, перелом крыла подвздошной кости или ее передней ости и образование грыжи. Кроме того, костный аутотрансплантат обладает низкой опороспособностью по сравнению с металлическими или другими синтетическими материалами. Возможны случаи отторжения костного аутотрансплантата, тогда в межтеловом промежутке не останется ни одного опороспособного материала, что под вертикальной нагрузкой влечет за собой снижение высоты межпозвонкового диска, неврологические осложнения и увеличение времени формирования костного блока.The disadvantage of this method is that for the formation of a bone autograft an additional surgical intervention is performed, which not only prolongs the operation, but can also cause complications: pain immediately after surgery and in the long term, infectious complications in the donor area, additional costs associated with care and wound healing, chronic pain, neurovascular damage, infection of the donor area, cosmetic defect, rupture of the sacroiliac joint when taking autot of the iliac crest, fracture of the iliac wing or its anterior spine and the formation of a hernia. In addition, a bone autograft has a low support ability compared to metal or other synthetic materials. There are cases of rejection of the bone autograft, then there will not be any supporting material in the interbody gap, which under the vertical load entails a decrease in the height of the intervertebral disc, neurological complications and an increase in the time of formation of the bone block.

Известен способ выполнения спондилодеза путем внедрения в сформированный канал в межпозвонковом пространстве имплантата в виде цилиндра из пористого проницаемого никелида титана (патент РФ №2220683, МПК A61F 2/44, опубл. 20.08.2003).A known method of performing fusion by introducing into the formed canal in the intervertebral space of the implant in the form of a cylinder of porous permeable titanium nickelide (RF patent No. 2220683, IPC A61F 2/44, publ. 08/20/2003).

К недостаткам способа выполнения спондилодеза с использованием имплантата из пористого материала следует отнести то, что в межпозвонковом пространстве нет дополнительных костных клеточных структур, которые способствовали бы быстрому формированию артифициального костно-металлического блока, и нет достаточно хорошей визуализации качества формирования межтелового блока при контрольных ренгенологических исследованиях, так как последний можно достоверно оценивать по наличию костных балок между телами позвонков.The disadvantages of the method of performing fusion with the use of an implant made of a porous material include the fact that there are no additional bone cell structures in the intervertebral space that would facilitate the rapid formation of artifical bone-metal block, and there is not a sufficiently good visualization of the quality of the formation of the interbody block during control x-ray studies, since the latter can be reliably assessed by the presence of bone beams between the vertebral bodies.

Известен способ проведения декомпрессивных и декомрессивно-стабилизирующих операций на позвоночнике с использованием костной аутокрошки, которая образуется при проведении оперативного доступа (патент РФ №2186541, МПК А61Е 17/56, опубл. 27.02.2002). Костную аутокрошку укладывают вокруг имплантируемых систем, для ускорения формирования артифициального костно-металлического блока. Однако уложенная в неизменном виде костная аутокрошка не обладает достаточной опороспособностью, достаточной концентрацией костных клеточных элементов, не испытывает вертикальной нагрузки, что замедляет формирование межтелового блока.A known method of decompression and decompression-stabilizing operations on the spine using bone autocrack, which is formed during surgical access (RF patent No. 2186541, IPC A61E 17/56, publ. 02.27.2002). Bone auto-crumb is placed around implantable systems to accelerate the formation of an artifical bone-metal block. However, the bone autocrash laid unchanged does not have sufficient support ability, a sufficient concentration of bone cell elements, does not experience a vertical load, which slows down the formation of the interbody block.

Наиболее близким к предлагаемому является способ заднего межтелового спондилодеза с использованием комбинированного костно-металлического имплантата (патент РФ №2408316, МПК А61В 17/56, опубл. 10.01.2011). В данном способе для обеспечения стабильности оперированного сегмента и восстановления высоты межпозвонкового диска, и создания оптимальных условий для формирования межтелового блока используют комбинированный имплантат, состоящий из аутокости и пористого никелида титана.Closest to the proposed one is a method of posterior interbody fusion using a combined bone-metal implant (RF patent No. 2408316, IPC AB 17/56, publ. 10.01.2011). In this method, to ensure the stability of the operated segment and restore the height of the intervertebral disc, and create optimal conditions for the formation of the interbody block, a combined implant consisting of autobone and porous titanium nickelide is used.

В способе по патенту РФ №2408316 для получения бикортикального аутотрансплантата требуется дополнительное хирургическое вмешательство, что увеличивает травматичность и время проведения операции.In the method according to the patent of the Russian Federation No. 2408316, additional surgical intervention is required to obtain a bicortical autograft, which increases the invasiveness and time of the operation.

Задача (технический результат) предлагаемого изобретения: разработать способ заднего межтелового спондилодеза с использованием составного костного трансплантата, позволяющий ускорить формирование костно-металлического блока, снизить травматичность, сократить продолжительность хирургического вмешательства, улучшить качество жизни в послеоперационный период.The objective (technical result) of the present invention: to develop a method for posterior interbody fusion using a composite bone graft, which allows to accelerate the formation of bone-metal block, reduce trauma, reduce the duration of surgery, improve the quality of life in the postoperative period.

Поставленная задача решается тем, что способ заднего межтелового спондилодеза включает линейный разрез мягких тканей по линии остистых отростков или парасагиттально (по Wiltse), выделение дужек и междужковых промежутков с обеих сторон от остистых отростков, интерламинэктомию, фасетэктомию, микрохирургическую декомпрессию корешков спинного мозга, дискэктомию и кюрретаж диска, формирование фрезевых каналов в межтеловом пространстве, формирование аутотрасплантата и последовательное введение в каналы аутотрасплантата и имплантата из пористого никелида титана. Согласно изобретению каналы в межтеловом пространстве формируют с сохранением целостности замыкательных пластинок смежных тел позвонков. Аутотрасплантат формируют из костной крошки, образовавшейся при проведении интерламинэктомии, фасетэктомии и декомпрессии корешков спинного мозга, путем отжимания жидкой фракции костной массы и прессованиия до получения опороспособного костного столбика заданного размера. Имплантат из пористого никелида титана устанавливают в канале таким образом, чтобы обеспечить сохранение опороспособности костного аутотрансплантата.The problem is solved in that the method of posterior interbody fusion includes a linear incision of the soft tissues along the line of the spinous processes or parasagittally (according to Wiltse), the allocation of arches and intercervical spaces on both sides of the spinous processes, interlaminectomy, facetectomy, microsurgical decompression of the radicular and spinal cord disk curettage, the formation of milling channels in the interbody space, the formation of an autograft and the sequential introduction of an autograft and an implant from the pores into the channels grained NiTi. According to the invention, the channels in the interbody space are formed while maintaining the integrity of the end plates of adjacent vertebral bodies. An autograft is formed from bone crumbs formed during interlaminectomy, facetectomy and decompression of the roots of the spinal cord, by squeezing the liquid fraction of the bone mass and pressing to obtain a supportive bone column of a given size. An implant made of porous titanium nickelide is placed in the channel in such a way as to maintain the support ability of the bone autograft.

Отжимание жидкой фракции костной массы и прессование до получения опороспособного костного столбика позволяет без дополнительного травмирования получить надежный аутокостный трансплантат.Squeezing the liquid fraction of the bone mass and pressing to obtain a supportive bone column allows you to get a reliable autologous transplant without additional trauma.

В совокупности с установкой имплантата из никелида титана, сохраняющей опороспособность костного аутотрансплантата, это позволит в послеоперационный период предотвратить просаживание тел позвонков, исключить возможность появления нестабильности в оперированном сегменте, перегрузку смежных позвоночно-двигательных сегментов. Что влечет за собой отсутствие болевого синдрома, синдрома смежного уровня, улучшение качества жизни.Together with the installation of a titanium nickelide implant, which maintains the supportability of the bone autograft, this will prevent post-operative vertebral sagging, eliminate the possibility of instability in the operated segment, and overload adjacent vertebral-motor segments. Which entails the absence of a pain syndrome, a syndrome of an adjacent level, an improvement in the quality of life.

Формирование каналов в межтеловом пространстве с сохранением целостности замыкательных пластинок смежных тел позвонков обеспечивает зачистку места внедрения трансплантата от хрящевых и соединительнотканных составных межпозвонкового диска, замыкательная пластинка зачищается до появления «кровяной росы». Таким образом, обеспечивается контакт кость-кость между аутокостным трансплантатом и смежными отделами тел позвонков, что является необходимым условием для формирования артифициального костно-металлического блока. Отжимание жидкой фракции костной массы и прессование не только повышают опороспособность аутотрансплантата, но и обеспечивают сближение структурных компонентов кости. При этом получаемый аутотрансплантат имеет повышенное содержание остеобластов и остеоцитов, обладает высокой остеогенной активностью, поскольку в свежей аутокостной крошке сохраняются митогены и факторы роста в физиологических концентрациях, жизнеспособные популяции мезенхимных клеток и клеток-предшественников и естественная костная матрица, которые повышают свою активность при механическом воздействии на них.The formation of channels in the interbody space while maintaining the integrity of the locking plates of adjacent vertebral bodies ensures the cleansing of the graft site from the cartilaginous and connective tissue components of the intervertebral disc, the locking plate is cleaned before the appearance of "blood dew". Thus, bone-to-bone contact is ensured between the autologous graft and adjacent sections of the vertebral bodies, which is a prerequisite for the formation of an artifical bone-metal block. The pressing of the liquid fraction of the bone mass and pressing not only increase the supportability of the autograft, but also ensure the convergence of the structural components of the bone. At the same time, the resulting autograft has a high content of osteoblasts and osteocytes, has high osteogenic activity, since mitogens and growth factors in physiological concentrations, viable populations of mesenchymal and progenitor cells and a natural bone matrix, which increase their activity under mechanical action, are preserved in fresh autologous crumb on them.

Дополнительное механическое воздействие, усиливающее остеогенную активность аутокостного имплантата, обеспечивается за счет вертикальной нагрузки со стороны смежных отделов тел позвонков и горизонтального поджатия имплантатом из пористого никелида титана. Тем самым существенно ускоряется формирование костно-металлического блока.An additional mechanical effect enhancing the osteogenic activity of the autologous implant is ensured by the vertical load from the adjacent sections of the vertebral bodies and the horizontal compression of the porous titanium nickelide by the implant. Thus, the formation of a bone-metal block is significantly accelerated.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.

Выполняют линейный разрез мягких тканей по линии остистых отростков или парасагиттально (по Wiltse), выделяют дужки и междужковые промежутки с обеих сторон от остистых отростков, выполняют интерламинэктомию, фасетэктомию. Производят микрохирургическую декомпрессию корешков спинного мозга. Костную аутокрошку, образовавшуюся при проведении данных этапов операции, помещают в загрузочную камеру костного пресса заданного размера, отжимают жидкую фракцию костной массы и прессуют до получения опороспособного костного столбика заданного размера. Опороспособность полученного костного столбика обеспечивается при прессовании костной аутокрошки на 50-75% в зависимости от минеральной плотности костей, определенной по результатам денситометрии. Далее выполняют дисэктомию и корретаж диска, с двух сторон в межтеловом промежутке формируют два фрезевых канала с сохранением целостности замыкательных пластинок смежных тел позвонков. При этом происходит зачистка места внедрения трансплантата от хрящевых и соединительно-тканных составных межпозвонкового диска, а замыкательная пластинка зачищается до появления «кровяной росы». Длина фрезевых каналов составляет от 20 мм и больше в зависимости от размеров тел позвонков. По рукаву и направителю в каждый сформированный канал внедряют последовательно прессованный опороспособный костный аутотрансплантат и имплантат из пористого никелида титана. Размер пор пористого никелида титана, используемого для имплантата, соответствует размерам остеона кости. При этом имплантат из пористого никелида титана устанавливают таким образом, чтобы он поджимал костный аутотрансплантат, сохраняя опороспособность последнего. Соотношение костной и металлической частей комбинированного имплантата составляет приблизительно 1:3. Проводят интраоперационный рентгенологический контроль. Гемостаз. Накладывают послойно швы на рану.Perform a linear incision of the soft tissues along the line of the spinous processes or parasagittally (according to Wiltse), isolate the arches and inter-arterial spaces on both sides of the spinous processes, perform interlaminectomy, facetectomy. Microsurgical decompression of the roots of the spinal cord is performed. The autologous bone crumbs formed during these stages of the operation are placed in a loading chamber of a bone press of a predetermined size, the liquid fraction of the bone mass is squeezed out and pressed to obtain a supportable bone column of a predetermined size. The supportability of the obtained bone column is ensured by pressing bone autocross crumbs by 50-75% depending on the bone mineral density determined by densitometry. Next, a dysectomy and disk correction are performed, on the two sides in the interbody gap two milling channels are formed while maintaining the integrity of the end plates of adjacent vertebral bodies. In this case, the place of implantation of the graft is cleared from the cartilage and connective tissue components of the intervertebral disc, and the closure plate is cleaned before the appearance of "blood dew". The length of the milling channels is 20 mm or more, depending on the size of the vertebral bodies. Along the sleeve and the guide, a sequentially pressed supportive bone autograft and a porous titanium nickelide implant are introduced into each channel formed. The pore size of the porous titanium nickelide used for the implant corresponds to the size of the bone osteon. At the same time, an implant made of porous titanium nickelide is installed in such a way that it compresses the bone autograft, while maintaining the support ability of the latter. The ratio of bone and metal parts of the combined implant is approximately 1: 3. An intraoperative x-ray control is performed. Hemostasis. Stitch in layers on the wound.

Пример конкретного выполнения способа.An example of a specific implementation of the method.

Больной Д-о 1949 года рождения поступил в клинику нейроортопедии Новосибирского НИИТО 14.05.2011 г. с диагнозом: поясничный межпозвонковый остеохондроз с преимущественным поражением L IV - L V межпозвонкового диска. Правосторонняя задняя сублигаментарная грыжа L IV - L V диска. Люмбоишиалгия. Корешковый компрессионный синдром L V правого корешка. Функциональная несостоятельность поясничного отдела позвоночника. С целью купирования неврологической симптоматики и признаков сегментарной нестабильности на уровне L IV - L V сегмента 18.05.2011 г. больному выполнена хирургическая операция: удаление грыжи диска L IV - L V, задний расклинивающий межтеловой спондилодез L IV - L V двумя комбинированными костно-металлическими имплантатами из пористого никелида титана и прессованными аутотрансплантатами из костной крошки.Patient D, born in 1949, was admitted to the neuro-orthopedics clinic of the Novosibirsk Scientific Research Institute of Nuclear Medicine on 05/14/2011 with a diagnosis of lumbar intervertebral osteochondrosis with a primary lesion of L IV - L V intervertebral disc. Right posterior subligamentary hernia L IV - L V disc. Sciatica. Radicular compression syndrome L V of the right root. Functional failure of the lumbar spine. In order to stop neurological symptoms and signs of segmental instability at the level of L IV - LV segment, May 18, 2011, the patient underwent a surgical operation: removal of a disc herniation L IV - LV, posterior wedging interbody fusion L IV - LV with two combined bone-metal implants made of porous titanium nickelide and extruded bone graft autografts.

Линейный разрез кожи по линии остистых отростков L IV - L V. Справа и слева от остистых отростков линейным разрезом рассечен поясничный апоневроз. Паравертебральные мышцы отсепарованы при помощи распатора. Гемостаз салфетками с перекисью водорода. Мышцы разведены с помощью ранорасширителя Егорова и отведены за края суставных отростков. Остеофитными щипцами удалены остатки мышц с желтых связок и полудужек позвонков. Открытие диска выполнено последовательно сначала с одной, а затем с другой стороны. Рассечена, а затем удалена кусачками Кюрессона желтая связка. Выполнена двусторонняя интерляминэктомия с частичной резекцией краев дужек. Костную крошку, оставшуюся от осуществления доступа, вкладывают в устройство для формирования костного аутотрансплантата, отжимают жидкую фракцию костной массы до получения опороспособного костного столбика. Для обеспечения опороспособности костную крошку прессовали до уменьшения ее объема на 50%, поскольку по результатам денситометрии у пациента была установлена высокая минеральная плотность костей. Дуральный мешок и корешок смещены медиально корешковым ретрактором. Обнаружена грыжа диска, вызывающая компрессию корешков. Задняя продольная связка рассечена скальпелем, выполнена дискэктомия с использованием известных способов. Через междужковый промежуток в межтеловое пространство введен дистрактор. Дистрактор повернут в межтеловом пространстве на 90 градусов, увеличивая межтеловой промежуток до запланированного размера. Поверх межтелового дистрактора введен рукав-направитель с боковой выборкой на стороне, прилегающей к нерезицированной фасетке. Ус рукава введен в межтеловое пространство, а краевые грани установлены на телах позвонков. После установки направляющего рукава из него извлечен дистрактор. Далее при помощи фрезы-римера, соответствующей по размерам имплантату, сформирован канал длиной 30 миллиметров для проведения межтелового имплантата через междужковый промежуток и установки его в межтеловом пространстве. Через боковую выборку в направляющем рукаве фрезой-римером определенного диаметра удалена лишь та часть суставного отростка и прилежащей к нему части дужки, которая необходима для формирования отверстия, достаточного по размерам для проведения имплантата через междужковый промежуток. По рукаву направителя внедрен трансплантат из прессованной косной аутокрошки, вслед за ним имплантат из пористого никелида титана, поочередно с каждой стороны. От задних краев смежных тел позвонков до кейджа в сформированном канале в межпозвонковом пространстве остается 5 миллиметров. Послеоперационный период протекал без осложнений. Неврологические расстройства купированы полностью. На 2-е после операции сутки больной был активизирован, на 14 выписан домой в удовлетворительном состоянии. Спустя 1 год после операции R - логический контроль поясничного отдела позвоночника, выполненный в 2-х проекциях + ФРИ, свидетельствует о формировании костного блока на уровне L IV - L V и о сохранности задних опорных колонн на этом уровне.A linear skin incision along the line of the spinous processes L IV - L V. To the right and left of the spinous processes, a lumbar aponeurosis is dissected by a linear section. Paravertebral muscles are separated using a raspator. Hemostasis with hydrogen peroxide napkins. The muscles are diluted with the help of the Egorov retractor and retracted beyond the edges of the articular processes. Osteophytic forceps removed the remnants of the muscles from the yellow ligaments and half-arms of the vertebrae. The opening of the disk is performed sequentially, first from one side and then from the other side. The yellow ligament is dissected and then removed with Kuresson's nippers. Performed bilateral interlaminectomy with partial resection of the edges of the arches. The bone chips remaining from access are inserted into the device for the formation of a bone autograft, the liquid fraction of the bone mass is squeezed to obtain a supportive bone column. To ensure supportability, bone crumb was pressed until its volume was reduced by 50%, since the results of densitometry showed a high bone mineral density in the patient. The dural sac and spine are displaced medially by the radicular retractor. Disc herniation detected causing root compression. The posterior longitudinal ligament is dissected with a scalpel, diskectomy is performed using known methods. A distractor is introduced into the interbody space through the intersternal gap. The distractor is rotated in the interbody by 90 degrees, increasing the interbody gap to the planned size. On top of the interbody distractor, a guide sleeve was introduced with side sampling on the side adjacent to the unresected facet. The sleeve mustache is inserted into the interbody space, and the marginal faces are mounted on the vertebral bodies. After installing the guide sleeve, the distractor is removed from it. Then, with the help of a cutter-reamer, corresponding to the size of the implant, a channel 30 mm long is formed for conducting the interbody implant through the intersternal gap and installing it in the interbody space. Only a part of the articular process and the adjacent part of the arch, which is necessary to form an opening sufficient in size for the implant to pass through the intersternal gap, are removed through a lateral selection in the guide sleeve with a milling cutter of a certain diameter. A graft of extruded oblique auto-crumb was implanted along the guide sleeve, followed by an implant made of porous titanium nickelide, alternately on each side. From the posterior edges of adjacent vertebral bodies to the cage, 5 millimeters remain in the formed canal in the intervertebral space. The postoperative period was uneventful. Neurological disorders completely stopped. On the 2nd day after the operation, the patient was activated, on 14 he was discharged home in satisfactory condition. 1 year after surgery, R - logical control of the lumbar spine, performed in 2 projections + FRI, indicates the formation of a bone block at level L IV - L V and the safety of the posterior supporting columns at this level.

Применение предлагаемого способа межтелового спондилодеза позволяет снизить травматичность, ускорить формирование костного блока и контролировать данный процесс на контрольных ренгенологических исследованиях.The application of the proposed method of interbody fusion allows to reduce the morbidity, accelerate the formation of bone block and to control this process in control x-ray studies.

Claims

A method for posterior interbody fusion, including a linear incision of soft tissues, isolation of the arches and inter-arterial spaces on both sides of the spinous processes, interlaminectomy, facetectomy, microsurgical decompression of the roots of the spinal cord, diskectomy and curettage of the disc, the formation of channels in the interbody space, and the formation of autotransplant channels of the autograft and implant made of porous titanium nickelide, characterized in that the channels in the interbody are formed while maintaining m of the integrity of the closure plates of adjacent vertebral bodies, an autograft is formed from bone crumbs formed during interlaminectomy, facetectomy and decompression of the roots of the spinal cord, by squeezing the liquid fraction of the bone mass and pressing to obtain a supportable bone column of a given size, and the implant is made of porous nickel channel in such a way as to maintain the supportability of the autograft.