Хирургическое лечение детей с обширными дефектами костной ткани (обзор литературы)

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Врожденная и приобретенная патология опорно-двигательного аппарата представляет собой значительную медико-социальную проблему. В настоящее время наблюдается тенденция к росту числа пациентов с костными дефектами различной локализации [1]. Среди детского населения распространенность ортопедической патологии составляет от 47 до 237 случаев на 1000 детского населения. Около 30 % случаев детской инвалидности связаны с врожденной патологией и аномалиями развития нижних конечностей [2].

Этиологическими агентами дефектов костной ткани, как правило, служат травматические повреждения и их последствия, врожденные пороки развития, деструктивные, инфекционные и опухолевые повреждения костных структур.

Дефекты костей критического размера представляют собой самые сложные клинические случаи, которые могут приводить к неполному восстановлению или утрате функции поврежденной конечности, вплоть до инвалидности. Подобные состояния достаточно часто требуют костной трансплантации [3]. Под дефектами критического размера подразумевают повреждения, для которых нехарактерно спонтанное заживление в течение жизни пациента. Данный показатель зависит от возраста, анатомической области тела, типа повреждения и многих других факторов, поэтому четкие количественные границы, особенно для детей, до сих пор не определены [4].

Одним из методов хирургического лечения пациентов с повреждениями опорно-двигательного аппарата, в том числе сопровождающимися нарушением целостности кожных покровов и костным дефектом, является внеочаговый остеосинтез. Активно проводятся исследования, в которых аппарат временной фиксации используют в комбинации с перспективными и малоизученными имплантатами и хирургическими методиками.

В последние годы ведутся работы по применению электростимуляции с целью восстановления костных дефектов в области формирования костной мозоли [5]. Для этого используют 3 основных типа электростимуляторов: инвазивные, полуинвазивные и неинвазивные. Стимулирование катодом места сращения костных отломков с определенным диапазоном силы тока и его частотой оказывает благоприятное действие на регенерацию тканей. Однако на сегодняшний день нет однозначного мнения по использованию электростимуляции в клинической практике [5].

В качестве биологического материала для заполнения обширных костных дефектов скелета возможно использование ксено-, алло-, ауто- и тканеинженерных трансплантатов.

Аутотрансплантат костной ткани остается золотым стандартом в лечении дефектов опорно-двигательного аппарата [6, 7]. Быстрая инкорпорация и консолидация при отсутствии иммунологических реакций делает аутокость наиболее привлекательной для использования. Аутотрансплантат обладает свойствами остеогенности, остеокондуктивности и остеоиндуктивности.

Ксенотрансплантаты потенциально способны решить проблему дефицита костной ткани при обширных костных дефектах, однако их главным недостатком является риск развития иммунологической реакции реципиента на трансплантат донора [3]. Кроме того, существует методика васкуляризации ксенотрансплантатов. Однако необходимо отметить, что, несмотря на актуальность проблемы и активные исследования в этом направлении, успехов в использовании данного вида трансплантатов в клинической практике до сих пор не наблюдается [8].

Аллотрансплантаты находят большее применение по сравнению с ксенотрансплантатами, вплоть до пересадки верхних конечностей, однако при таком варианте замещения костных дефектов, несмотря на современные методы обработки биологических материалов, существует риск передачи ВИЧ-инфекции, а также вирусов гепатита B и C. Кроме того, в данной ситуации сохраняют актуальность проблемы, связанные с резорбцией и ремоделированием аллотрансплантата в организме реципиента [9, 10].

Создание синтетических материалов с учетом физиологических механизмов перестройки и ремоделирования костной ткани, а также развитие тканевой инженерии привели к разработке новых синтетических имплантатов, используемых в качестве костно-пластического материала, в том числе с возможностью дополнительного заселения имплантатов стволовыми клетками [11, 12]. Однако данные работы на сегодняшний день в большинстве случаев представлены экспериментальными исследованиями.

Отдельно стоит выделить тканеинженерные имплантаты на основе различных материалов с применением методов префабрикации [13] или васкуляризированные артериовенозной петлей. Такие имплантаты сочетают некоторые преимущества васкуляризированных алло- и аутотрансплантатов и искусственных имплантатов [14, 15].

Цель — проанализировать современные способы хирургического лечения детей с обширными повреждениями костной ткани на основе литературных данных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В статье представлен обзор литературы, посвященный методам хирургического лечения обширных дефектов костной ткани. Поиск литературы осуществляли в базах данных PubMed, ScienceDirect, eLibrary, GoogleScholar за период с 2005 по 2020 г. по следующим ключевым словам: «обширные повреждения кости»; «детская травматология»; «костные аутотрансплантаты»; «костная пластика у детей», «аллотрансплантат»; «ортопедия»; «травматология». В результате были найдены 105 иностранных и 37 отечественных источников. После исключения были проанализированы 56 статей, все они опубликованы в последние 15 лет.

Были определены следующие критерии включения источников в исследование: наличие полнотекстовых источников или структурированной аннотации; клинические или экспериментальное исследования с применением методик замещения костной ткани; в источниках должны присутствовать количественные данные оценки результатов лечения, его эффективности и безопасности; указаны авторы и название оценочных шкал и тестов. Были исключены исследования, имеющие признаки «дублирования» (схожий протокол исследования, схожие группы и число пациентов, схожий авторский коллектив и др.); в случае обнаружения «дублирующей» статьи выбирали более поздний по дате публикации источник.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Выделяют губчатый и компактный аутотрансплантаты. Губчатый аутотрансплантат наиболее часто применяют в клинической практике, он характеризуется высокими остеогенными, остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами. Благодаря своему пористому строению трансплантат может быть полностью васкуляризован в течение 2 дней. Формирование костной мозоли заканчивается спустя 8 нед., а полная перестройка трансплантата происходит в течение года. Данный процесс осуществляется за счет постепенного замещения, определяемого как одновременное отложение остеобластами нового остеоида и резорбции остеокластами некротических донорских трабекул. Этот вид трансплантата обеспечивает быстрое сращение отломков, но не создает быстрой структурной стабильности [7, 16]. В большинстве случаев достаточно традиционной неваскуляризированной костной пластики. При неудачной ранее трансплантации неваскуляризированной кости, особенно при инфекционных осложнениях, стоит использовать васкуляризованный костный трансплантат [17]. Наиболее часто применяемый донорский участок для губчатого аутотрансплантата — подвздошная кость. К нежелательным явлениям, возникающим после забора аутотрансплантата, относят выраженный болевой синдром в области взятия трансплантата, повреждение латерального кожного нерва бедра, формирование гематом и инфекционные осложнения [3].

Аутогенный кортикальный трансплантат из компактной кости обеспечивает остеокондуктивную проводящую среду с минимальными остеоиндуктивными и остеогенными свойствами. Его используют при структурных дефектах, при которых для заживления требуется немедленная механическая стабильность. Плотный матрикс обусловливает относительно медленную реваскуляризацию и инкорпорацию, поскольку перед отложением новой костной ткани должна произойти резорбция. Данная особенность служит причиной плохой остеогенности данного вида трансплантата. В течение первых 6 мес. после имплантации эти неваскуляризированные аутотрансплантаты резорбируются, становятся менее прочными, но сохраняют структурность [3, 7]. Аутогенный трансплантат из губчато-компактной кости предполагает преимущества обоих типов костной ткани: немедленную структурную стабильность компактной кости, а также остеоиндуктивные, остеокондуктивные и остеогенные свойства губчатой кости. Несмотря на это, крайне ограничен донорский ресурс для взятия аутотрансплантата [16].

Оперативное лечение костным аутотрансплантатом не требует специального оборудования. Необходимо обеспечить асептическое состояние реципиентных тканей и достаточное кровоснабжение воспринимающего ложа. Источником питания пересаживаемых фрагментов в первые дни после пересадки является диффузия питательных веществ из окружающих тканей; на более позднем этапе кровоснабжение осуществляется за счет прорастания сосудов из окружающих тканей. Аутотрансплантаты выполняют функцию остеокондуктора, медленно реваскуляризуясь. Свободный костный трансплантат менее эффективен в реконструктивной хирургии, чем васкуляризированный, так как вследствие недостаточного кровоснабжения происходит гибель остеоцитов, а сам трансплантат подвергается частичной резорбции. На его месте формируется новая кость под влиянием плюрипотентных клеток костного мозга и окружающих тканей [16, 17].

С целью улучшения инкорпорации в некоторых ситуациях аутотрансплантаты могут быть взяты вместе с сосудистой ножкой. Свободные васкуляризованные трансплантаты обеспечивают наиболее эффективный результат и показаны при крупных костных дефектах [16, 18, 19].

Васкуляризованные трансплантаты традиционно берут из гребня подвздошной кости с его глубокой огибающей подвздошной артерией, малоберцовой кости с ветвями малоберцовой артерии, дистального конца лучевой кости с надретинакулярной артерией или ребер с задней межреберной артерией [6, 17]. Более 90 % остеоцитов могут выжить, что делает этот трансплантат максимально остеогенным [16]. При этом необходимо отметить, что донорские зоны для забора аутотрансплантата крайне ограничены. При транспозиции трансплантата на питающей ножке дополнительным ограничивающим фактором является забор артерии, кровоснабжающей ограниченную область, вместе с костью. Если кость не будет получать достаточного кровоснабжения, то произойдут ее частичная резорбция и уменьшение прочности трансплантата [20]. В посвященном данной теме крупном обзоре Roddy и соавт. сообщается о том, что успешность сращения костей после васкуляризированной трансплантации малоберцовой кости колеблется от 70 до 100 %, среднее время сращения составляет примерно 6 мес. [3]. Показатель возврата к весовой нагрузке и адекватной функциональности также обычно высок — более 96 % по данным одного из исследований [3]. Васкуляризированный аутотрансплантат, в отличие от аллотрансплантата, активно участвует в регенерации и обеспечивает повышенную скорость гипертрофии и сращения тканей. Особенность кровоснабжаемой ткани — большая резистентность к инфекционным процессам в сравнении с неваскуляризированными трансплантатами [6, 17].

Аутотрансплантация кровоснабжаемых участков костной ткани при лечении детей обладает рядом особенностей [7, 21, 22]. В первую очередь они продиктованы возможностью дальнейшего активного роста кости в длину и ширину [21, 22]. Одно из перспективных направлений в данной области — операции на зонах эпифизарного роста костей, когда требуется восстановление суставной функции с сохранением аксиального роста конечностей. В таких случаях классические методы имеют ряд ограничений, поскольку они не учитывают нарушенное питание эпифизарной пластинки, что приводит с возрастом к прогрессирующему несоответствию длины конечностей [23, 24].

Так, при операции VFET (vascularized fibular epiphyseal transfer — пересадка васкуляризированного эпифиза малоберцовой кости) выделяют участок проксимального эпифиза малоберцовой кости с питающими ножками, обеспечивающими кровоснабжение надкостницы и эндоста, что поддерживает эпифизарный рост [23]. Наиболее часто в качестве ножки анастомоза используют малоберцовую артерию (93 %), в более редких случаях — переднюю большеберцовую [25].

Помимо этого, к особенностям аутотрансплантации кровоснабжаемых участков костной ткани у детей относят более высокую устойчивость к инфекциям; повышенную спастичность артерий [21, 22]; низкую частоту осложнений со стороны питающей ножки, что обусловлено отсутствием возрастных атеросклеротических и артериолосклеротических изменений сосудистой стенки, а также отсутствием у большинства пациентов варикозного расширения вен [26, 27].

Характеристики и анатомические особенности малоберцовой кости дают возможность применять васкуляризированный аутотрансплантат на ее основе для замены практически любых поврежденных костей. В частности, изолированную головку малоберцовой кости используют при реконструкции плечевого сустава [23, 25].

Пластинка роста костной ткани может адаптировать скорость роста для разных костей при аутотрансплантации на сосудистой ножке. Данное суждение основано на проведенном ранее исследовании скорости роста аутотрансплантата малоберцовой кости при реконструкции трубчатых костей, которая составляет 0,92 см в год [23], тогда как при трансплантации васкуляризованного участка малоберцовой кости на место пяточной — 0,56 см в год, что говорит о значительном замедлении темпов роста [28].

При выполнении операции по аутотрансплантации костной ткани существует опасность возникновения осложнений. К ранним нежелательным послеоперационным явлениям в данном случае относятся несостоятельность или тромбоз анастомоза, нейропраксия глубокого малоберцового нерва и поверхностные кожные инфекции, а к отсроченным — «поздняя» несостоятельность анастомоза, несоответствие длины здоровой и прооперированной конечностей, перелом трансплантата, сгибательная контрактура конечности, разрыв сухожилия, некроз кожи над поверхностью аутотрансплантата [25].

Системный обзор осложнений после трансплантации васкуляризированной малоберцовой кости показал общую частоту ранних осложнений донорского участка (включая инфекцию, расхождение, замедленное заживление ран) 9,9 % для ран, закрытых первично, и 19,0 % для ран, требующих закрытия кожным трансплантатом. Поздние осложнения включали хроническую боль (6,5 %), нарушение походки (3,9 %), нестабильность голеностопного сустава (5,8 %), ограниченный диапазон движений в суставе (11,5 %) и сенсорный дефицит (7,0 %). В целом к недостаткам аутотрансплантата малоберцовой кости относятся возможная болезненность донорского участка, увеличение времени операции, риск перелома, особенно нижних конечностей, и сложная микрохирургическая техника [3].

Техника васкуляризированного аутотрансплантата сложна в выполнении, требует углубленных знаний хирурга, а также определенных расчетов для формирования кожно-мышечного лоскута. Тем не менее представляется возможным назвать описанную методику оптимальным вариантом при лечении патологии опорно-двигательного аппарата у пациентов детского возраста. Только она позволяет добиться продолжительного и нужного в данной ситуации роста пересаженной кости без ее резорбции — самого необходимого параметра для детей. В силу адаптивной перестройки кости с течением времени данный метод можно использовать для замещения практически любых дефектов костной структуры.

После операции важно оценить жизнеспособность трансплантата. Применение ангиографии для этой цели недостаточно информативно — даже полная проходимость сосудов не свидетельствует о жизнеспособности трансплантата. Более подходящим вариантом является выполнение сцинтиграфии с технецием (Tc-99) — активное накопление радиофармпрепарата в области трансплантата свидетельствует о достаточном кровотоке [29].

В литературе распространено мнение, что костный трансплантат нуждается в васкуляризации при размерах более 6 см. В систематическом обзоре Allsopp ученые пытались оспорить данный тезис [30], однако в качестве аргументов они приводили результаты недостаточно статистически достоверных и немногочисленных исследований по данному вопросу. В этих работах не были выявлены преимущества васкуляризованных аутотрансплантатов по сравнению с неваскуляризованными [30]. Однако ряд исследователей, чьи работы не вошли в этот систематический обзор, с этим не согласны. Особенно преимущества васкуляризованных аутотрансплантатов очевидны при лечении детей, когда важна возможность продолжения роста кости [7, 22].

Помимо различных видов трансплантаций в лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата применяют различные виды имплантатов: синтетических материалов, покрытых стволовыми клетками [11, 12], композитов на основе гидроксиапатита [31], имплантатов на основе пористой керамики [32], а также титана и его сплавов [11].

Положительные моменты использования подобных имплантатов — большая совместимость с тканями реципиента, меньшая травматичность и относительная простота их применения [11, 31, 32]. Однако синтетические имплантаты не обладают свойствами биологических тканей, а именно способностью к росту и развитию, что особенно важно при лечении пациентов детского возраста. Кроме того, их физико-химические свойства не полностью идентичны нативной костной ткани.

Потенциально над успешностью аутотрансплантации костной ткани и снижением количества осложнений можно работать, используя способствующие этому факторы (табл. 1) [7]. Так, в ряде работ утверждается, что в послеоперационном периоде нежелательно использование нестероидных противовоспалительных средств и глюкокортикоидов, а параллельное проведение радио- и химиотерапии значительно увеличивает время инкорпорации костного аутотрансплантата [3, 7].

 

Таблица 1. Местные и системные факторы, влияющие на успех трансплантации костной ткани (по Khan и соавт. [7])

Факторы	Положительные	Негативные
Местные	Механическая нагрузка Механическая стабильность Электрическая стимуляция Большая площадь соприкосновения Факторы роста	Механическая нестабильность Инфицирование раны Радиация Денервация
Системные	Витамины A и D Гормоны щитовидной и паращитовидной железы Гормоны роста Инсулин	Кортикостероиды Нестероидные противовоспалительные средства Химиотерапия Курение Сепсис Диабет Недостаточное питание Метаболические заболевания костной ткани

 

Еще один фактор, способный положительно влиять на костный аутотрансплантат, — определенный уровень механической нагрузки. Согласно закону Вольфа кость адаптируется к нагрузкам, которым подвергается. При возрастающей нагрузке в перестройку вовлекаются сначала трабекулы, а затем кортикальный слой, что приводит к уплотнению структуры и последующему возрастанию прочности кости. При снижении нагрузок костная ткань деградирует, становится более рыхлой, а ее прочность снижается [26].

При использовании васкуляризированных трансплантатов они подвергаются такой же адаптации и ремоделированию, как и нативная кость [26]. Благодаря этому свойству костной ткани при должной нагрузке на трансплантат возможен его рост в толщину до размеров нормальной кости (рис. 1) [26, 29].

 

Рис. 1. Рентгенограммы васкуляризированного аутотрансплантата малоберцовой кости на месте дефекта бедренной кости сразу после операции и через 9 мес. (красной стрелкой указана линия, по которой происходила инкорпорация трансплантата) [29]

 

Реконструкция тканевых дефектов с помощью различных тканеинженерных материалов является перспективной методикой, альтернативой ауто- и аллотрансплантации [14]. Описан успешный опыт применения тканеинженерных имплантатов кожи, мочеиспускательного канала, кровеносных сосудов, плоских костей и хрящевой ткани [33]. У всех этих тканеинженерных имплантатов есть одна общая черта — они обладают небольшой толщиной, что способствует диффузному снабжению питательными веществами и кислородом. Совершенно другая ситуация с более объемными имплантатами, в силу большей толщины которых диффузное питание уже не столь эффективно [34]. Такие имплантаты требуют дополнительного осевого кровоснабжения [14], особенно сразу после размещения их в целевой зоне [35, 36]. Вариантом такого кровоснабжения является питание слепозамкнутым артериовенозным пучком, сквозным артериовенозным пучком или шунтированной артериовенозной петлей [14, 37, 38] (рис. 2). Наиболее эффективной методикой, согласно ряду исследований, проведенных Tanaka и соавт., оказалась артериовенозная петля (АВП), именно при этом варианте отмечался наиболее высокий темп васкуляризации имплантата [39]. Ключевым фактором для неоангиогенеза являлись гипоксия [33, 40] и турбулентный ток крови в районе анастомозов, стимулирующий выработку коннексина 43 [41].

 

Рис. 2. Камеры, применявшиеся в работе Weigand и соавт. [38]: а — васкуляризация трансплантата из артериовенозной петли в полностью изолированной камере; б — васкуляризация трансплантата из артериовенозной петли и из окружающих тканей в перфорированной камере; в — общий вид сплошной полимерной камеры из тефлона; г — общий вид матрикса из материала NanoBone; д — общий вид перфорированной камеры из титана; е — общий вид сплошной камеры с размещенным внутри матриксом и артериовенозной петлей (крышка открыта); ж — общий вид перфорированной камеры с размещенным внутри матриксом и артериовенозной петлей (крышка открыта); з — общий вид сплошной полимерной камеры с размещенным внутри матриксом и артериовенозной петлей (крышка закрыта, камера фиксирована швами к окружающим такням); и — общий вид перфорированной камеры с размещенным внутри матриксом и артериовенозной петлей (крышка закрыта, камера фиксирована швами к окружающим тканям)

 

Впервые методика обеспечения кровоснабжения формированием АВП была предложена Erol и Spira (1980). Авторы успешно использовали в эксперименте этот метод для обеспечения питания свободного кожного лоскута [14]. Lokmic и Stillaert (2007) опубликовали результаты эксперимента по созданию артериовенозной петли в изолированной полимерной камере. В результате вокруг АВП образовывался фибриновый сгусток, который, постепенно прорастая артериолами и венулами, впоследствии замещался жизнеспособной соединительной тканью [33].

Kneser и соавт. (2006) опубликовали результаты эксперимента по искусственному кровоснабжению образца из PBCB (processed bovine cancellous bone — обработанная губчатая кость крупного рогатого скота) в изолированной камере. За 8 нед. образец прорастал сосудами, в порах обнаруживалась соединительная ткань [14]. Другие авторы описали опыт инъекции геля, содержащего остеобласты, в матрицу из PBCB, и инъекции геля, содержащего VEGF (vascular endothelial growth factor) и BFGF (basic fibroblast growth factor), в фибриновые матрицы [42]. В матрицах из PBCB после инъекций остеобласты некоторое время выживали, однако вскоре они были вытеснены соединительной тканью. Авторы объясняют это повышенной реакцией на инородную структуру PBCB и предлагают использовать другие биосовместимые материалы, вызывающие меньшее образование соединительнотканной капсулы, а также остеотропные факторы роста [43].

Beier и соавт. (2010) опубликовали результаты эксперимента, в котором АВП погружали в камеру, заполненную композитом из керамических гранул, фибрина, гидроксиапатита и фосфата кальция. В ходе работы по данным компьютерной томографии и гистологического исследования было установлено, что к 12 нед. отмечалась активная васкуляризация композита, но без образования костной ткани [44]. Эти же авторы в 2014 г. представили успешное применение методики уже с добавлением аутогенной губчатой кости и факторов роста у двух пациентов с обширными дефектами большеберцовой и лучевой костей после остеомиелита. Через 36 и 72 мес. после операции у пациентов наблюдалось образование костной ткани на месте дефекта с полной проходимостью АВП [45].

Однако ни при одном из вышеперечисленных вариантов применения АВП в изолированной камере не образовывалась полноценная костная ткань [43, 44, 46]. Для индукции формирования костной ткани в камере применяли как остеобласты [43], так и мезенхимные стволовые клетки [45, 47], для дифференцировки которых в остеогенные клетки рекомендовали вводить различные факторы (например, bone morphogenetic protein-2, BMP-2) [46–48] с длительным высвобождением [49].

Получить полноценную губчатую костную ткань удалось группе ученых в 2012 г. в эксперименте на овцах. АВП была погружена в матрикс из гранул b-TCP–HA (â-трикальция фосфат в комбинации с гидроксиапатитом), инъецированный средой с мезенхимными стволовыми клетками и рекомбинантным BMP-2 [50]. Комбинацию МСК и BMP-2 применяли и ранее [Jones и соавт. (2006) в качестве матрикса использовали коллагеновую губку], однако из-за отсутствия изолирующей камеры новообразованная кость имела неправильную форму и срасталась с окружающими тканями, что создавало дополнительную травматизацию при ее выделении [51].

На данный момент существует еще один способ, успешно применяемый в клинической практике [14], не уступающий по эффективности АВП, — префабрикация костного имплантата. Будущий имплантат временно помещают в толщу мягких тканей для васкуляризации из окружающих тканей, затем, спустя определенное время, его извлекают и размещают уже в целевой зоне. После чего проросшие сосуды в толще имплантата сшивают с окружающими сосудами. Однако и этот метод не лишен недостатков: погруженный имплантат быстро обрастает соединительной тканью, что может препятствовать дальнейшему прорастанию целевой тканью [15]. Weigand и соавт. в эксперименте комбинировали эти методики, используя не сплошную полимерную камеру, а перфорированную титановую (рис. 2). В результате происходила более быстрая васкуляризация трансплантата без значительного прорастания соединительной тканью [38]. Для решения этой проблемы также была предложена модифицированная методика GBR (guided bone regeneration), заключающаяся в создании временного механического барьера из биоразлагаемой мембраны (50 % PLA / 50 % PCL) между будущим имплантатом и окружающими тканями. Питание имплантата осуществлялось осевым кровоснабжением и частично диффузией сквозь мембрану. Далее имплантат прорастал новыми сосудами — ветвями осевого пучка, при этом не происходило замещения соединительной тканью извне [52].

В ходе экспериментальных исследований на кроликах Eweida и соавт. использовали подкожные сосуды [53], Dong и соавт. — подколенную артерию, анастомозируя ее с бедренной веной [13]. На других, более крупных животных, выбор локализации камеры с имплантатом более разнообразен [44, 48].

Наиболее частым осложнением, вне зависимости от животного или локализации камеры, является тромбоз АВП [54]. Для его профилактики и лечения ряд авторов рекомендует применение антикоагулянтов и антиагрегантов в послеоперационном периоде [41, 55].

Обобщая приведенные работы, можно выделить, что в большинстве работ предлагаются к использованию сплошные цилиндрические камеры из полимерного материала (тефлон [14], поликарбонат [33]). В некоторых работах применяли мембраны из ePTFE [56] и сополимера PLA/PCL [52]. В отдельных исследованиях камера не использовалась [15]. Часть авторов применяла перфорированные камеры из тефлона [37, 53] и титана [38] вместо сплошных. Материалами для изготовления матрицы в большинстве случаев служили натуральный коралл [56], b-TCP [15], PBCB [14, 42, 43] и композитные материалы [44, 50].

Результаты в большинстве случаев оценивали с помощью следующих методик: прижизненной магнитно-резонансной томографии камеры с АВП, посмертной микрокомпьютерной томографии с инъекцией Microfil, иммуногистохимического исследования и окраски гистологических срезов содержимого камеры [50], сканирующей электронной микроскопии [56], изготовления коррозионных препаратов, инъекции индийских чернил [43]. К сожалению, большая часть экспериментальных работ носила описательный характер, в ходе их проведения не была дана оценка количественным показателям и достоверности полученных результатов.

Таким образом, несмотря на дороговизну компонентов и требования к техническому оснащению, методика тканеинженерных имплантатов с осевым кровоснабжением может стать перспективной альтернативой аутотрансплантации в силу меньшего травматизма и отсутствия ограничений в форме и размере трансплантата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на достигнутые в описанных работах определенные успехи в развитии методики аутотрансплантации кровоснабжаемых участков костной ткани, данное направление может быть крайне актуальным для проведения дальнейших исследований. Методика представляет большой интерес в сфере детской ортопедии и травматологии вследствие особенностей детского организма, более широкого спектра заболеваний и высокой эффективности применения трансплантатов в зонах растущей кости.

Одновременно с этим необходимо отметить, что до настоящего времени отсутствуют единый подход и рекомендации по использованию данного метода, поэтому он остается полем творчества и экспериментов для практикующих врачей. По той же причине костная аутотрансплантация на сосудистой ножке остается редкостью и в большинстве случаев недоступна основной массе пациентов, несмотря на перспективность ее применения.

Возможной альтернативой как традиционным методикам, так и васкуляризированным костным аутотрансплантатам могут стать синтетические тканеинженерные конструкции с осевым кровоснабжением. Данный подход может позволить нивелировать и ряд недостатков аллотрансплатации, и ключевой недостаток аутотрансплантации, а именно ограниченность материала для трансплантации. Проведенные рядом научных коллективов исследования по реконструкции костных дефектов с помощью таких тканеинженерных материалов показали качественную возможность применения данной методики, что позволяет говорить о ее перспективности в практической медицине, требующей дальнейшего активного развития.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Работа выполнена в рамках государственного задания № 1211031700123-3.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. А.С. Шабунин — написание статьи. М.С. Асадулаев — обработка литературных данных и написание статьи. С.В. Виссарионов — концепция и дизайн исследования. А.М. Федюк, Т.С. Рыбинских, А.Ю. Макаров, Д.А. Пушкарев, М.В. Согоян — сбор литературных данных. Е.Н. Маевская — перевод резюме и информации об авторах на английский язык, редактирование текста статьи. Н.Б. Фомина — сбор литературных данных и оформление списка литературы.

Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Об авторах

Антон Сергеевич Шабунин

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: anton-shab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8883-0580
SPIN-код: 1260-5644
Scopus Author ID: 57191623923

научный сотрудник

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68; Санкт-Петербург

Марат Сергеевич Асадулаев

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Автор, ответственный за переписку.
Email: marat.asadulaev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1768-2402
SPIN-код: 3336-8996
Scopus Author ID: 0000-0002-1768-2402

аспирант

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Сергей Валентинович Виссарионов

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048
SPIN-код: 7125-4930
Scopus Author ID: 6504128319

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Андрей Михайлович Федюк

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: andrej.fedyuk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2378-2813
SPIN-код: 3477-0908

студент 5-го курса

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68; Санкт-Петербург

Тимофей Сергеевич Рыбинских

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: timofey1999r@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4180-5353
SPIN-код: 7739-4321

студент 5-го курса

Россия, Санкт-Петербург

Александр Юрьевич Макаров

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: makarov.alexandr97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1546-8517
SPIN-код: 1039-1096

студент 5-го курса

Россия, Санкт-Петербург

Даниил Алексеевич Пушкарев

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: dan2402@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1531-7310

студент 4-го курса

Россия, Санкт-Петербург

Марина Ваниковна Согоян

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: sogoyanmarina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5723-8851
SPIN-код: 2856-3854

научный сотрудник

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Екатерина Николаевна Маевская

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: ma.eka@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9316-7197
Scopus Author ID: 57203990196

аспирант

Россия, Санкт-Петербург

Наталья Борисовна Фомина

Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера

Email: natal.fomi@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6779-9740

научный сотрудник

Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68

Список литературы

Дополнительные файлы