DOPLNĚNÍ DLAHOVÉ OSTEOSYNTÉZY STEHENNÍ KOSTI INTRAMEDULÁRNÍM HŘEBEM – EXPERIMENTÁLNÍ STUDIE


SUPPLEMENTATION OF OSTEOSYNTHESIS OF FEMUR BY AN INTERMEDULLARY NAIL – EXPERIMENTAL STUDY

Aim:
The subject of experimental studies of the treatment of bone defects is not only the osteosynthesis of bones itself, but also the search for an appropriate „filling“. The presented study is the continuance of the main part of the scientific research project, which was implemented in cooperation with the workplaces of Department of Paediatric Surgery, Orthopaedics and Traumatology, the Faculty Hospital Brno and University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences of Brno, in the years 2012-2014. This scientific research project focused on the search for an appropriate biological and synthetic filling for a bone defect. The aim of the presented study is to evaluate whether more quality and quicker healing of the bone defect treated by means of standard bone graft method occurs, in case the fixation by an angle-stable plate is supplemented by intramedullary nailing using an elastic nail. The experimental model was a miniature pig.

Material and methods:
The experimental groups were made up of 13 miniature pigs. In 7 pigs the fragments of femur were fixed only by an angle-stable plate, in 6 pigs the fragments were fixed by an angle-stable plate supplemented by means of application of intramedullary Kirschner wire with the diameter of 3.0 mm. In both groups the bone defect, which occurred, was filled with autogenous bone graft. After healing, this area was processed from the histological point of view and evaluated with respect to the formation of new bone tissue and engraftment to the original bone in the area of the edges of the defect.

Results:
The results demonstrate that the tissue in the place where the bone defect occurred is more often evalua-ted as a mature bone after being fixed by an angle-stable plate, together with intramedullary fixation. The comparison was not significant from the point of view of statistics.

Conclusion:
The study demonstrated that the supplementation of osteosynthesis using an angle-stable plate in the femur where a large defect occurred (after being filled by means of autospongioplastics) by an intramedu-llary nail shows a more advanced and quality healing in the new bone than in case of osteosynthesis by means of splint itself. The results were not significant from the point of view of statistics, but they demonstrate a greater mechanical strength of combined osteosynthesis while preserving the miniinvasivity of intramedullary nail fixation.

Key words:
Bone defect, osteosynthesis, autogenous bone graft.


Autoři: Jan Škvařil 1;  Ladislav Plánka 1;  Karel Veselý 2;  Robert Srnec 3;  Alois Nečas 4
Působiště autorů: Klinika dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie, Fakultní nemocnice Brno 1;  Department of Pediatric Surgery, Orthopaedics and Traumatology, the Faculty Hospital, Brno 1;  Patologicko-anatomický ústav LF MU a FN u sv. Anny v Brně 2;  Institute of Pathological Anatomy, the Faculty of Medicine and the Faculty Hospital of St. Anna, Brno 2;  Klinika chorob psů a koček, Oddělení chirurgie a ortopedie, Veterinární a Farmaceutická 3;  Small Animal Clinic, Department of Surgery and Orthopaedics, University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences of Brno the Faculty of Veterinary Medicine 3;  Univerzita Brno, Fakulta Veterinárního lékařství 4;  University of Brno, the Faculty of Veterinary Medicine 4
Vyšlo v časopise: Úraz chir. 22., 2014, č.4

Souhrn

Cíl:
Předmětem experimentálních studií léčby kostních defektů je jak samotná osteosyntéza kostí, tak hledání vhodné „výplně“. Předkládaná práce navazuje na hlavní část vědecko-výzkumného projektu, který byl realizován ve spolupráci pracovišť Kliniky dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie FN Brno a Veterinární a farmaceutické univerzity Brno v letech 2012–2014 a zabýval se hledáním vhodné biologické nebo syntetické výplně kostního defektu. Cílem předkládané studie je zhodnocení, zda dochází ke kvalitnějšímu a rychlejšímu hojení kostního defektu ošetřeného standardní metodou spongioplastiky, pokud je fixace úhlově stabilní dlahou doplněna nitrodřeňovou fixací elastickým hřebem. Experimentálním modelem bylo miniaturní prase.

Materiál a metodika:
Experimentální skupiny tvořilo 13 miniaturních prasat. U sedmi prasat byly fragmenty stehenní kosti fixovány pouze úhlově stabilní dlahou, u šesti prasat byly fragmenty fixovány úhlově stabilní dlahou doplněnou intramedulárně zavedeným Kirschnerovým drátem o průměru 3.0 mm. V obou skupinách byl vytvořený kostní defekt vyplněn autogenním spongiózním štěpem. Po zhojení byla tato oblast histologicky zpracována a hodnocena stran tvorby nové kostní tkáně a přihojení k původní kosti v místě okrajů defektu.

Výsledky:
Z výsledků vyplývá, že tkáň v místě vytvořeného kostního defektu je častěji hodnocena jako vyzrálá kost po fixaci úhlově stabilní dlahou společně s nitrodřeňovou fixací. Srovnání nebylo statisticky významné.

Závěr:
Studie prokázala, že doplnění osteosyntézy úhlově stabilní dlahou u stehenní kosti s vytvořeným velkým defektem (po výplni autospongioplastikou) nitrodřeňovým hřebem vykazuje pokročilejší a kvalitnější hojení novou kostí, než při osteosyntéze samotnou dlahou. Výsledky nebyly statisticky významné, ale ukazují na vyšší mechanickou pevnost kombinované osteosyntézy při zachování miniinvazivity zavádění nitrodřeňového hřebu.

Klíčová slova:
Kostní defekt, osteosyntéza, autospongioplastika.

ÚVOD

Zvolit ideální metodu léčby při ztrátovém poranění kosti je velmi obtížné. V mnoha případech vzniká poměrně rozsáhlý kostní defekt, který se jen pomalu hojí a vyplňuje novou kostí. Předmětem experimentálních studií je tedy jednak samotná osteosyntéza takových zlomenin a současně hledání vhodné „výplně“, která by zajistila rychlé hojení defektu. Vědecko – výzkumný projekt, jehož byla Klinika dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie součástí, se zabýval možností použití trikalciumfosfátu, který je běžně dostupný na traumatologických a ortopedických pracovištích. V tomto experimentu byla použita úhlově stabilní dlaha (LCP) k osteosyntéze stehenní kosti miniaturního prasete; v jeho průběhu jsme se velmi často setkali s jejím zlomením nebo vylomením fixačních šroubů (obr. 1).

Selhání osteosyntézy - zlomená LCP dlaha při zatěžování končetiny
Obr. 1. Selhání osteosyntézy - zlomená LCP dlaha při zatěžování končetiny

V jisté fázi projektu nás to dokonce přinutilo změnit typ osteosyntézy a naloženou LCP jsme doplňovali intramedulárně zavedeným Ki drátem, který představoval jakýsi nitro-dřeňový hřeb. Toto technicky velmi jednoduché doplnění je běžné ve veterinární ortopedii a traumatologii a okamžitě eliminovalo výskyt selhání dlahové osteosyntézy a již k dalšímu vylomení nedošlo. I v klinické praxi humánní traumatologie se často setkáváme se selháním dlahové osteosyntézy, i když se ve většině případů jedná o technickou chybu při zavedení. Popsané metodické doplnění bylo však natolik jednoduché, že nás vedlo k experimentálnímu zhodnocení možného vlivu na rychlost a kvalitu prohojení kostního defektu. Předkládaná práce metodicky navazuje na hlavní část výzkumu, který byl realizován ve spolupráci pracovišť Kliniky dětské chirurgie, ortopedie a traumatologie FN Brno a Veterinární a farmaceutické univerzity Brno v letech 2012–2014 [4].

Cílem studie bylo zhodnocení, zda dochází ke kvalitnějšímu a rychlejšímu hojení kostního defektu ošetřeného standardní metodou spongioplastiky, pokud je fixace úhlově stabilní dlahou doplněna nitrodřeňovou fixací elastickým hřebem. Experimentálním modelem bylo miniaturní prase.

MATERIÁL A METODIKA

Experimentální skupiny tvořilo 13 miniaturních prasat, dle použitého typu osteosyntézy:

  • Skupina A (7 prasat), kde byly fragmenty stehenní kosti fixovány pouze úhlově stabilní dlahou a vytvořený kostní defekt byl vyplněn autogenním spongiózním štěpem.
  • Skupina B (6 prasat), kde byly fragmenty stehenní kosti fixovány úhlově stabilní dlahou doplněnou intramedulárně zavedeným Kirschnerovým drátem o průměru 3.0 mm a vytvořený kostní defekt byl vyplněn autogenním spongiózním štěpem.

Miniaturní prase bylo po uvedení do celkové intubační anestézie zbaveno srsti v oblasti proximálního levého humeru a levého stehna, provedena toaleta kůže. Nejprve byla odebrána autospongioplastika z oblasti tuberculum majus humeri. Kostní štěp byl připraven pro implantaci do defektu stehenní kosti. Následně bylo z laterálního řezu proniknuto k diafýze femuru, kde byl vytvořen 1,5 cm kostní defekt oscilační pilkou. Úlomky byly stabilizovány osteosyntetickým materiálem a poté byl do defektu vložen kostní štěp. Ve skupině s doplněním intramedulárního hřebu byl nejprve vložen kostní štěp a poté byl zaveden hřeb, který tak procházel přes samotnou hmotu štěpu a více jej fixoval (obr. 2).

L femur prasete - zavedená LCP dlaha a intramedulárně Ki drát 3,0mm
Obr. 2. L femur prasete - zavedená LCP dlaha a intramedulárně Ki drát 3,0mm

Po kontrole krvácení a pozice implantátů byla provedena sutura fascie a podkožní vrstvy [4]. Byla podána jednorázová dávka antibiotik a po operaci byla tři dny podávána analgetika; prasata byla udržována v samostatném kotci. Zvířatům nebylo nijak bráněno v aktivním pohybu a končetina nebyla zevně fixována.

Po čtyřech měsících ustájení byla zvířata protokolárně utracena a byla vypreparována operovaná stehenní kost. RTG vyšetření bylo provedeno po třech týdnech a následně po třech měsících. Výsledky RTG vyšetření nebyly předmětem vzájemného porovnávání obou skupin. Z vypreparovaných exartikulovaných stehenních kostí byl odstraněn kovový materiál a středová část kosti byla vyříznuta tak, aby byla k vyšetření odeslána i se zdravými okraji. Všech 13 preparátů bylo podrobeno histologickému vyšetření.

Vyšetření kostní tkáně probíhalo na pracovišti patologické anatomie. Po několikatýdenním odvápnění kostí mohly být bloky nařezány tak, aby byla zachycena okrajová část na obou stranách (přechod novotvořené kostní tkáně a původní kosti) a v centru defektu. Preparáty byly barveny hematoxylineozinem a hodnoceny jedním patologem. V obou skupinách byla hodnocena histologická vyzrálost kostní tkáně a přihojení k okrajům defektu. Na základě výsledků histologického vyšetření byly obě skupiny srovnány a rovněž statisticky vyhodnoceny. Jako statistická metoda pro hodnocení výsledků byl zvolen binomický test (jednovzorkový podílový test), Fisherův přímý exaktní test a Mann-Whitney pořadový U test. Očekávali jsme lepší výsledy u skupiny s použitím pevnější osteosyntézy tj. tam, kde byly fragmenty fixovány LCP v kombinaci s intramedulárně zaváděným Kirchnerovým drátem [4].

VÝSLEDKY

Ve skupině A (7 zvířat) byla po histologickém zpracování v pěti případech (72 %) tkáň hodnocena jako kost, v jednom případě (14 %) jako fibrochondrooseózní proliferace a v jednom případě (14 %) jako minimální osteoplázie. V šesti případech (86 %) byl štěp hodnocen jako přihojený k okrajům defektu a v jednom případě (14 %) jako nepřihojen.

Ve skupině B (6 zvířat) byla v pěti případech (83%) tkáň histologicky hodnocena jako kost a pouze v jednom případě (17 %) jako fibrochondrooseózní proliferace. Ve všech případech (100 %) bylo štěp hodnocen jako přihojený k okrajům defektu.

Výsledky jsou souhrnně znázorněny v tabulkách 1 a 2.

Tab. 1. Histologického hodnocení kostní tkáně v místě defektu
Histologického hodnocení kostní tkáně v místě defektu

Tab. 2. Výsledky histologického hodnocení sledovaných skupin
Výsledky histologického hodnocení sledovaných skupin

Statistické hodnocení výsledků neprokázalo při srovnání s výsledky skupiny A významně lepší výsledek v žádném ze sledovaných parametrů, ale výsledky této skupiny byly objektivně lepší (tab. 1).

STATISTICKÉ VYHODNOCENÍ

Histologická vyzrálost

Při porovnání statistické významnosti rozdílu histologické vyzrálosti novotvořené kostní tkáně v průřezu defektu nebyl nalezen statisticky významný rozdíl při srovnání skupin A a B. Při porovnání hodnot „p“ u jednotlivých skupin bez ohledu na statistickou významnost (kdy nižší hodnota „p“ znamená větší rozdíl ve sledovaném znaku oproti srovnávané skupině ve smyslu horšího nebo lepšího výsledku) bylo zjištěno, že skupina B dosáhla větší histologické vyzrálosti novotvořené kostní tkáně v průřezu defektu než skupina A (graf 1).

Histologická klasifikace vzorků obou skupin
Graf 1. Histologická klasifikace vzorků obou skupin

Přihojení k původní kosti

Při porovnání statistické významnosti jednotlivých skupin stran přihojení novotvořené tkáně k původní kosti v místě okrajů defektu nebyl nalezen statisticky významný rozdíl při srovnání sledovaných skupin. Ani při porovnání hodnot „p“ u jednotlivých skupin bez ohledu na statistickou významnost (kdy nižší hodnota „p“ znamená větší rozdíl ve sledovaném znaku oproti srovnávané skupině ve smyslu horšího nebo lepšího výsledku) nebyl zjištěn rozdíl ve sledovaném parametru (graf 2).

Přihojení k okrajům defektu
Graf 2. Přihojení k okrajům defektu

Souhrnně lze říci, že novotvořená tkáň histologicky hodnocená jako kost se při použití spongioplastiky vyskytuje častěji po fixaci LCP dlahou společně s nitrodřeňovou fixací, avšak bez statistické významnosti.

DISKUZE

Při použití úhlově stabilní dlahy k osteosyntéze stehenní kosti miniaturního prasete jsme se v průběhu experimentu často setkali s jejím zlomením nebo vylomením fixačních šroubů. Zvířata byla po odeznění anestezie tlumena pouze analgetiky a mohla se volně pohybovat. Nebyla tak možná žádná imobilizace a kvalita prohojení a úspěch experimentu tak závisely pouze na pevnosti osteosyntézy. Intramedulárně zaváděný 3,0 mm Kirschnerův drát vyplňuje více než 50 % šíře dřeňové dutiny v celé její délce, proto je jeho zavedení in-out metodou možné chápat jako alternativu nitrodřeňového hřebování. Po aplikaci tohoto doplnění se pevnost komplexu výrazně zvýšila a nebylo již zaznamenáno selhání.

V odborné literatuře je použití kombinace intramedulární osteosyntézy hřebem či drátem a LCP poměrně vzácné. Autoři ji popisují např. u pacientů s osteogenesis imperfecta [7] nebo při léčbě fraktur distální tibie [1]. Popisují nejen větší stabilitu fragmentů, ale zvolená pevnější osteosyntéza znemožňovala ev. redislokaci fragmentů v pooperační době a umožnila časnější mobilizaci pacientů [1]. V obou studiích je výsledkem lepší prohojení kostního defektu a stabilnější fixace fragmentů v případě použití kombinované osteosyntézy. Rozdíl mezi sledovanými skupinami není ale staticky významný, což se shoduje s výsledkem našeho experimentu. Další studie pak srovnávají stabilní i adaptační metodu osteosyntézy a přináší srovnatelné výsledky při léčbě zlomenin s použitím nitrodřeňové osteosyntézy a osteosyntézy LCP dlahou. Miniinvazivní přístup při zavádění adaptační osteosyntézy je nespornou výhodou, a to zejména v dětském věku [3 ,5].

Metoda kombinace úhlově stabilní dlahy a nitrodřeňového hřebu není v humánní traumatologii obvyklá. Naopak veterinární ortopedie a traumatologie tuto kombinaci často využívá právě pro vyšší pevnost u zvířat, která nelze v pooperačním období udržovat v klidovém šetřícím režimu nebo v sádrové fixaci (metoda „plate and rod“) [2, 6]. Použití v humánní medicíně se nabízí ve speciálních indikacích, kdy je riziko nízké pevnosti dlahové osteosyntézy (osteoporóza, osteogenesis imperfekta, fibrózní dysplazie…) nebo skutečně v situaci, kdy vznikne rozsáhlý kostní defekt z jakéhokoli důvodu. Předkládaná práce potvrzuje, že v takové situaci lze od kombinace dlahy a nitrodřeňové fixace očekávat vyšší pevnost a je to tak alternativní způsob řešení.

ZÁVĚR

Experimentální studie prokázala, že zpevnění osteosyntézy stehenní kosti úhlově stabilní dlahou nitrodřeňovým hřebem dává lepší podmínky pro hojení vytvořeného kostního defektu. Takto ošetřená kost vykazovala u experimentálních prasat po výplni autospongioplastikou pokročilejší a kvalitnější prohojení novou kostí, než při prosté osteosyntéze samotnou dlahou. Výsledek ukazuje na výrazně vyšší mechanickou pevnost kombinované osteosyntézy při zachování miniinvazivity při zavádění nitrodřeňového hřebu. Výsledky nebyly statisticky významné, ale testovaná metoda může být využita jako speciální varianta léčby při komplikovaných zlomeninách s významnou ztrátou kostní tkáně.

MUDr. Jan Škvařil, Ph.D.

jan.skvaril@centrum.cz


Zdroje

1. LEVENT. C., YALCIN, Y., ERKAL, B. et al. Treatment of distal tibia shaft fractures: results of intramedullary nails with uniplanar distal locking, intramedullary nails with multiplanar distal locking and medial locking plates. J Bone Joint Surg. 2011, 93-B, SUPP II 213.

2. KONNING, T., MAARSCHALKERWEERD, RJ., ENDENBURG, N., et al. A comparison between fixation methods of femoral diaphyseal fractures in cats - a retrospective study. Journal of small animal praktice. 2013, 54, 248–252.

3. SHOEMAKER, SD. COMSTOCK, CHP., MUBARAK, SJ. et al. Intramedullary Kirschner Wire Fixation of Open or Unstable Forearm Fractures in Children. J Ped Orthopaedics. 1999, 19, 329–337.

4. ŠKVAŘIL, J., PLÁNKA, L., SRNEC, R. et al. Experimentální léčba diafyzárního kostního defektu využitím trikalciumfosfatu. Úraz chir. 2013, 21, 10–16.

5. VAN, DR, WILLIAM, L., OTSUKA, NY. et al. Intramedullary Nailing Versus Plate Fixation for Unstable Forearm Fractures in Children. J Ped Orthopaedics. 1998, 18, 9–13.

6. VON PFEIL, DJ, DÉJARDIN, LM, DECAMP, CE, et al. In vitro biomechanical comparison of a plate-rod combination-construct and an interlocking nail- construct for experimentally induced gap fractures in canine tibiae, Am J Vet Res. 2005, 66, 1536–1543.

7. WELCK, M., CALDER, P., EASTWOOD, D. Supplementary locked plating in addition to intramedullary fassier duval rod stabilisation in osteogenesis imperfekta. J Bone Joint Surg. 2013, 95-B, SUPP 231.

Štítky
Chirurgie všeobecná Traumatologie Urgentní medicína
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se

VIRTUÁLNÍ ČEKÁRNA ČR Jste praktický lékař nebo pediatr? Zapojte se! Jste praktik nebo pediatr? Zapojte se!

×