Кістковий аутотрансплантат – золотий стандарт чи сторінка в історії?

Огляд статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Вступ

Застосування кісткових трансплантатів відоме з часів давніх цивілізацій Єгипту та Ацтеків. Археологи під час дослідження останків людей цього періоду знаходили кісткові трансплантати, виготовлені з кісток собак. Щодо першої подібної операції, зробленої в нашій ері, то вона була проведена в 1668 доктором Jacob van Meekeren, який успішно пересадив частину кісток склепіння черепа. У ХІХ столітті шотландський лікар William MacEwen зробив алотрансплантацію хлопчику, а до початку ХХ століття кісткова трансплантація набула високого рівня популярності серед лікарів. Так, згідно з даними статті, у 1919 році було зроблено близько 1600 таких операцій, а на сьогодні по всьому світові щорічно викнується понад 2 млн. подібних втручань.

Одним із найважливіших компонентів позитивного результату під час проведення подібних оперативних втручань є гарне зрощення кісткових уламків після встановлення трансплантату. В оригінальній статті говориться, що правильне й своєчасне формування кісткової мозолі є багатофакторним процесом, і зараз усі його механізми до кінця не вивчені. Тим не менш, нині об'єктивно доведено, що для гарного зрощення кісткових уламків потрібна присутність остеогенних клітин, що з'єднуються за допомогою матриксу, хороша васкуляризація пошкодженої ділянки, наявність специфічних факторів росту, механічна стабільність кісткових уламків. На основі вищезгаданої інформації Giannoudis та ін. була розроблена теорія, що отримала назву «Діамантова концепція» («Diamond Concept»). Таке позначення було обрано, тому що автори представили чотири компоненти правильного зрощення у вигляді сторін ромба, на вершині якого вони розташували хорошу васкуляризацію. Фігура, що вийшла, чимось нагадує схематичне зображення кристала алмазу, через що й було підібрано цю «ювелірну» назву.

Фізіологічні властивості кісткових трансплантатів

Міцність трансплантата залежить від того, з якого типу кісткової тканини він був виготовлений. Так найбільшу механічну міцність забезпечує кортикальний трансплантат, у той час як губчастий здатний у кращому випадку надати певну міцність на стиск та й то у вузьких межах. Остеогенність характеризується здатністю трансплантату ініціювати утворення нової кістки. Для забезпечення цієї функції необхідна наявність у пересадженому кістковому матеріалі клітинних елементів, факторів росту та матриксу. Остеоіндуктивність – здатність стимулювати зростання нової кісткової тканини за рахунок диференціювання мезенхімальних клітин. Остеокондуктивність – здатність трансплантату відігравати роль каркасу для нарощування нової кісткової тканини. Три вищезгадані властивості зазвичай притаманні тією чи іншою мірою всім трансплантатам. Водночас, на думку авторів статті, ідеальні характеристики матеріалу, що замінює кістку, повинні бути такими: біосумісність, біорозсмоктування, остеогенність, остеокондуктивність, остеоіндуктивність. Зокрема матеріал повинен бути безпечним, легким у використанні, структурно схожим на кістку й мати доступну ціну.

Аутотрансплантат є на сьогодні «золотим стандартом», з яким порівнюють усі нові матеріали, що застосовуються для проведення кісткової трансплантації. Будь-який кістковий трансплантат (ауто- або ало-) може бути як губчастим, так і кортикальним. Вибір його виду лежить у зоні відповідальності хірурга-травматолога та залежить від місця передбачуваної імплантації. Так губчастий трансплантат має високий рівень остеокондуктивності й містить велику кількість клітин, що є кістковим фактором росту, але водночас він не має хорошої опорної функції. Звичайним джерелом цього різновиду трансплантата є гребінь клубової кістки, дистальна частина стегнової кістки, малогомілкова кістка, променева кістка, ліктьовий відросток ліктьової кістки. Згідно з результатами наукових праць, наведених у статті, останнім часом лікарі використовують спеціальний прилад – аспіраційний бур (Reamer Irrigator Aspirator system (RIA)), що дозволяє здійснити забір губчастого трансплантату з кістковомозкової порожнини стегнової кістки, що зменшує додаткову травматизацію пацієнта й за ефективністю перевищує звичний варіант трансплантації (рис. 1-7). Одним з таких досліджень є робота Belthur й ін., у результаті якої було виявлено, що під час застосування RIA відсоток переломів, що зростаються, склав близько 90%, у той час як під час застосування традиційної методики – 80%. Більше того, пацієнти з групи RIA відзначали менш виражений постопераційний біль і мали меншу кількість ускладнень. Що стосується кортикального трансплантату, то серед його властивостей на перше місце виходить остеокондуктивність. Маючи водночас невелику пористість та незначну кількість клітинного матриксу, він повільно васкуляризується і, як наслідок, довше приживається. Тим не менш, висока межа міцності такого трансплантата дозволяє його широко застосовувати в кістках, що несуть значне навантаження.

Переваги та ризики застосування аутотрансплантату

Аутотрансплантат має остеогенність, ідеальну тканинну сумісність, надає структурну підтримку й не має ризиків, пов'язаних з трансплантацією чужорідної тканини. З недоліків автори відзначають такі: збільшення крововтрати та часу операції, необхідність застосування загальної анестезії, посилення післяопераційного болю, поява ускладнень у місці забору трансплантату. Аргументують свою думку автори даними дослідження Younger and Chapman, які проаналізували 243 оперативних втручання із застосуванням кісткового аутотрансплантату, у результаті чого було з'ясовано, що у 8,6% випадків відзначався розвиток суттєвих ускладнень (інфікування рани, подовження термінів дренажу рани, повторна операція, втрата чутливості, біль, що триває понад 6 місяців). Також мало місце збільшення кількості ускладнень під час забору кісткового матеріалу з основного розрізу. У статті наведено основні місцеві ускладнення під час забору трансплантату з основного доступу – крила клубової кістки: кровотечі, переломи, виражений больовий синдром, пошкодження нервів, що супроводжується відповідною симптоматикою. Наявність цих ускладнень і ступінь їх виразності безпосередньо залежать від обсягу кісткового матеріалу, що забирається. Наприклад, Suda та ін. виявили під час лікування переломів дистальної третини променевої кістки мінімальні прояви таких ускладнень.

Зовсім на інший рівень безпеки вийшли хірурги, які використовують для забору аутотрансплантату систему RIA, яка спочатку створювалася для зменшення ризику розвитку жирової емболії під час встановлення інтрамедулярного стрижня у стегнову кістку. Під час виконання цієї процедури стали помічати, що в спеціальному пристосуванні у процесі свердління каналу для встановлення металоконструкції потрапляє значна кількість не тільки кісткового мозку, але й губчастої кістки, яку можна використовувати  як матеріал для трансплантації. Починаючи з 2004 року було проведено цілу низку досліджень, в яких вивчався клітинний склад матеріалу, що забирається, його відповідь на стимуляцію вітаміном Д, остеогенний потенціал, ускладнення під час застосування й т.п. У результаті було з'ясовано, що зберігаючи всі переваги кісткової аутотрансплантації застосування техніки RIA зменшує побічні ефекти. Водночас кістка, яка була донором, не отримує зниження рівня граничного навантаження в порівнянні з контрлатеральною кісткою.

Результати кісткової аутотрансплантації

Автори відзначають, що зробити коректне порівняння результатів застосування різних технік кісткової аутотрансплантації вкрай складно, що пов'язано з великою кількістю деталей оперативного втручання та його причин. Наприклад, необхідно підбирати групи пацієнтів для аналізу не тільки за віком, статтю, супутнім захворюванням, але й за обсягом пошкодженої кістки, анатомічному розташуванню дефекту, що заповнюється, виду трансплантата, типу його встановлення тощо. Що стосується порівняння ало- й аутотрансплантації, то автор наводить підсумки аналізу, проведеного Flierl та ін., які порівнювали результати вищевказаних способів, що застосовуються під час лікування неконсолідованих переломів, і дійшли висновку, що аутотрансплантація виявилася більш вдалим варіантом, бо статистично за такого втручання відзначався найкоротший час зрощення перелому як у молодих, так і в пацієнтів похилого віку. Крім цього, у таких хворих був статистично нижчий відсоток розвитку інфекційних ускладнень операційної рани (12,4% проти 26,3%). Аналогічні за своєю суттю результати отримали й інші вчені: Dawson та ін., Dimitriou й колеги. У своїй роботі автор докладно описує умови та результати всіх досліджень, які ми описали вище. Для ознайомлення з ними рекомендуємо перейти за посиланням, розміщеним на початку нашої статті.

Висновки

Незважаючи на тривалу історію застосування власного кісткового матеріалу як трансплантата, аутотрансплантація залишається на сьогодні, на думку автора статті, «золотим стандартом» для заміщення кісткових дефектів та лікування неконсолідованих переломів. Серйозною перешкодою для ширшого її застосування служили можливі місцеві побічні ефекти, які безпосередньо залежали від обсягу кісткового матеріалу, що забирається. Нині, у зв'язку з винаходом методики RIA, кісткова аутотрансплантація отримала новий поштовх для подальшого розвитку як безпечніший метод порівняно зі звичним для нас «класичним» варіантом кісткової аутотрансплантації, не поступаючись водночас йому в ефективності.

Рисунок 1. Чоловік 30 років після ДТП. Рентгенограма дистальної третини правої гомілки із захопленням гомілковостопного суглоба в прямій та бічній проєкції. Відзначається осколковий перелом великогомілкової й малогомілкової кісток зі зміщенням уламків та наявність рани по передній поверхні гомілки.

Дані статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Рисунок 2. Той самий пацієнт після обробки рани та накладення апарату зовнішньої фіксації. Видно частину діафіза великогомілкової кістки з наявністю кісткового дефекту.

Дані статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Рисунок 3. Рентгенограми правої гомілки у прямій та бічній проєкціях після встановлення інтрамедулярного стрижня та заміщення дефекту великогомілкової кістки за допомогою спейсера з поліметилметакрилату.

Дані статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Рисунок 4. Забір аутотрансплантата зі стегнової кістки за допомогою аспіраційного бура RIA. 

Данные статьи: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021;52 Suppl 2:S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Рисунок 5. Інтраопераційні рентгенограми після видалення спейсера (фотографія праворуч) та заповнення дефекту за допомогою губчастого аутотрансплантату (фотографія зліва).

Дані статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Рисунок 6. Рентгенограма правої гомілки в прямій та бічній проекції через 4 тижні після проведення трансплантації.

Дані статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043

Рисунок 7. Рентгенограма правої гомілки у прямій та бічній проєкції через 1 рік після проведення трансплантації. Відзначається наявність зрілої кісткової мозолі.

Дані статті: Schmidt AH. Autologous bone graft: Is it still the gold standard?. Injury. 2021; 52 Suppl 2: S18-S22. doi:10.1016/j.injury.2021.01.043