Костный аутотрансплантат – золотой стандарт или страница в истории?

Обзор 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

Вступление

Применение костных трансплантатов известно со времён древних цивилизаций Египта и Ацтеков. Археологи во время исследования останков людей этого периода находили костные трансплантаты, которые были изготовлены из костей собак. Что касается первой подобной операции, сделанной в нашей эре, то она была проведена в 1668 году доктором Jacob van Meekeren, который успешно пересадил часть костей свода черепа. В ХІХ веке шотландский врач William MacEwen произвёл аллотрансплантацию мальчику, а к началу ХХ века костная трансплантация приобрела высокий уровень популярности среди врачей. Так, согласно данным статьи, в 1919 году было сделано порядка 1600 таких операций, а на данный момент по всему миру ежегодно производится более 2 млн. подобных вмешательств.

Одним из важнейших компонентов положительного исхода при проведении подобных оперативных вмешательств является хорошее сращение костных отломков после установки трансплантата. В оригинальной статье говорится, что правильное и своевременное формирование костной мозоли представляет собой многофакторный процесс, и на данный момент все его механизмы до конца не изучены. Тем не менее, уже объективно доказано, что для хорошего сращения костных отломков необходимо присутствие остеогенных клеток, соединяющихся с помощью матрикса, хорошая васкуляризация повреждённого участка, наличие специфических факторов роста, механическая стабильность костных отломков. На основе вышеуказанной информации Giannoudis и др. была разработана теория, получившая название «Алмазная концепция» («Diamond Concept»). Такое обозначение было выбрано, потому что авторы представили четыре компонента правильного сращения в виде сторон ромба, на вершине которого они расположили «хорошую васкуляризацию». Получившаяся фигура чем-то напоминает схематическое изображение кристалла алмаза, из-за чего и было подобрано это «ювелирное» название.

Физиологические свойства костных трансплантатов

Прочность трансплантата зависит от того, из какого типа костной ткани он был изготовлен. Так наибольшую механическую прочность обеспечивает кортикальный трансплантат, в то время как губчатый способен в лучшем случае придать определённую прочность на сжатие, да и то в ограниченных пределах. Остеогенность характеризуется способностью трансплантата инициировать образование новой кости. Для обеспечения этой функции необходимо наличие в пересаженном костном материале клеточных элементов, факторов роста и матрикса. Остеоиндуктивность – способность стимулировать рост новой костной ткани за счёт дифференцировки мезенхимальных клеток. Остеокондуктивность – способность трансплантата играть роль каркаса для наращивания новой костной ткани. Три вышеуказанные свойства обычно присущи в той или иной степени всем трансплантатам. Вместе с тем, по мнению авторов статьи, идеальные характеристики материала, заменяющего кость должны быть следующими: биосовместимость, биорассасываемость, остеогенность, остеокондуктивность, остеоиндуктивность. При этом применяемый материал должен быть безопасным, лёгким в использовании, структурно похожим на кость и иметь доступную цену.

Аутотрансплантат является на данный момент «золотым стандартом», с которым сравнивают все вновь изобретаемые материалы, применяемые для проведения костной трансплантации. Любой костный трансплантат (ауто- или алло-) может быть как губчатым, так и кортикальным. Выбор его вида лежит в зоне ответственности хирурга-травматолога и зависит от места предполагаемого вживления. Так губчатый трансплантат имеет высокую степень остеокондуктивности и содержит большое количество клеток, являющихся костным фактором роста, но при этом он не обладает хорошей опорной функцией. Обычным источником этой разновидности трансплантата являются гребень подвздошной кости, дистальная часть бедренной кости, малоберцовая кость, лучевая кость, локтевой отросток локтевой кости. Согласно результатам научных трудов, приведённых в статье, в последнее время врачи используют специальный прибор – аспирационный бур (Reamer Irrigator Aspirator system (RIA)), позволяющий осуществить забор губчатого трансплантата из костномозговой полости бедренной кости, что уменьшает дополнительную травматизацию пациента и по эффективности сопоставимо (или превышает) привычный нам вариант трансплантации (рис. 1-7). Одним из таких исследований является работа Belthur и др., в результате которой было выявлено, что при применении RIA процент срастающихся переломов составил около 90%, в то время как при применении традиционной методики – 80%. Более того, пациенты из группы RIA отмечали менее выраженную постоперационную боль и имели меньшее количество осложнений. Что касается кортикального трансплантата, то среди его свойств на первое место выходит остеокондуктивность. Имея при этом небольшую пористость и незначительное количество клеточного матрикса, он медленно васкуляризуется и, как следствие, дольше приживается. Тем не менее, высокий предел прочности такого трансплантата позволяет его широко применять в костях, несущих значительную нагрузку.

Преимущества и риски применения аутотрансплантата

Аутотрансплантат обладает остеогенностью, идеальной тканевой совместимостью, предоставляет структурную поддержку и не имеет рисков, связанных с трансплантацией чужеродной ткани. Из недостатков авторы отмечают следующие: увеличение кровопотери и времени операции, необходимость применения общей анестезии, усиление послеоперационной боли, появление осложнений в месте забора трансплантата. В качестве аргументов своего мнения авторы приводят данные исследования Younger and Chapman, которые проанализировали 243 оперативных вмешательства с применением костного аутотрансплантата, в результате чего было выяснено, что в 8,6% случаев отмечалось развитие существенных осложнений (инфицирование раны, удлинение сроков дренажа раны, повторная операция, потеря чувствительности, боль, длящаяся более 6 месяцев). Также имело место увеличение числа осложнений при заборе костного материала из основного разреза. В статье приведены основные местные осложнения при заборе трансплантата из основного доступа – крыла подвздошной кости: кровотечения, переломы, выраженный болевой синдром, повреждение нервов, сопровождающееся соответствующей симптоматикой. Наличие этих осложнений и степень их выраженности напрямую зависти от объёма забираемого костного материала. Например, Suda и др., обнаружили при лечении переломов дистальной трети лучевой кости минимальные проявления таких осложнений.

Совершенно на другой уровень безопасности вышли хирурги, использующие для забора аутотрансплантата систему RIA, которая изначально создавалась для уменьшения риска развития жировой эмболии во время установки интрамедуллярного стержня в бедренную кость. При выполнении этой процедуры стали замечать, что в специальном приспособлении во время сверления канала для установки металлоконструкции попадет значительное количество не только костного мозга, но и губчатой кости, которую можно использовать в качестве материала для трансплантации. Начиная с 2004 года был проведён целый ряд исследований, в которых изучался клеточный состав забираемого материала, его ответ на стимуляцию витамином Д, остеогенный потенциал, осложнения при применении и т.д. В результате было выяснено, что, сохраняя все преимущества костной аутотрансплантации, применение техники RIA уменьшает побочные эффекты. При этом кость, являвшаяся донором, не получает какого-либо снижения уровня предельной нагрузки по сравнению с контрлатеральной костью.

Результаты костной аутотрансплантации

Авторы отмечают, что произвести корректное сравнение результатов применения различных техник костной аутотрансплантации крайне сложно, что связано с большим количеством деталей оперативного вмешательства и его причин. Например, необходимо подбирать группы пациентов для анализа не только по возрасту, полу, сопутствующим заболеваниям, но по объёму повреждённой кости, анатомическому расположению заполняемого дефекта, виду трансплантата, типу его установки и т.д. Что касается сравнения алло- и аутотрансплантации, то автор приводит итоги анализа, проведённого Flierl и др., которые сравнивали результаты вышеуказанных способов, применяемых при лечении неконсолидированных переломов, и пришли к выводу, что аутотрансплантация оказалась более удачным вариантом, так как статистически при таком оперативном вмешательстве отмечалось самое короткое время срастания перелома как у молодых, так и у пожилых пациентов. Кроме этого, у таких больных был статистически ниже процент развития инфекционных осложнений операционной раны (12,4 % против 26,3%). Аналогичные по своей сути результаты получили и ряд других учёных: Dawson идрl., Dimitriou и коллеги. В своей работе автор подробно описывает условия и результаты всех исследований, которые мы описали выше. Для ознакомления с ними рекомендуем перейти по ссылке, размещённой в начале нашей статьи.

Выводы

Несмотря на длительную историю применения в качестве трансплантата собственного костного материала, аутотрансплантация остаётся на данный момент, по мнению автора статьи, «золотым стандартом» для замещения костных дефектов и лечения неконсолидированных переломов. Серьёзным препятствием для более широкого её применения служили возможные местные побочные эффекты, которые напрямую зависели от объёма забираемого костного материала. На данный момент, в связи с изобретением методики RIA, костная аутотрансплантация получила новый толчок для дальнейшего развития, как более безопасный метод по сравнению с привычным для нас «классическим» вариантом костной аутотрансплантации, не уступая при этом ему в эффективности.

Рисунок 1. Мужчина 30 лет, после ДТП. Рентгенограмма дистальной трети правой голени с захватом голеностопного сустава в прямой и боковой проекции. Отмечается оскольчатый перелом большеберцовой и малоберцовой костей со смещением отломков и наличие раны по передней поверхности голени.