Костная пластика - Bone grafting

Костная пластика
RIGHTFEMUR! .JPG
Во время восстановления конечности хирург устанавливает костный трансплантат.
МКБ-9-СМ 78,0
MeSH D016025
MedlinePlus 002963

Костная пластика - это хирургическая процедура, при которой заменяется отсутствующая кость для восстановления чрезвычайно сложных переломов костей , которые представляют значительный риск для здоровья пациента или не заживают должным образом. Некоторые небольшие или острые переломы можно вылечить без костной пластики, но риск больших переломов, таких как сложные переломы, выше.

Кость обычно способна полностью регенерировать, но для этого требуется очень небольшое пространство перелома или какой-то каркас. Костные трансплантаты могут быть аутологичными (кость, полученная из собственного тела пациента, часто из гребня подвздошной кости ), аллотрансплантатом (трупная кость, обычно полученная из костного банка) или синтетическими (часто сделанными из гидроксиапатита или других природных и биосовместимых веществ) с аналогичными механические свойства костей. Ожидается, что большинство костных трансплантатов реабсорбируются и заменяются по мере заживления естественной кости в течение нескольких месяцев.

Принципы, задействованные в успешных костных трансплантатах, включают остеокондукцию (направление репаративного роста естественной кости), остеоиндукцию (поощрение недифференцированных клеток к превращению в активные остеобласты) и остеогенез (живые костные клетки в материале трансплантата способствуют ремоделированию кости). Остеогенез происходит только с тканью аутотрансплантата и клеточно-костным матриксом аллотрансплантата.

Биологический механизм

Свойства различных типов источников костного трансплантата.
Остеокондуктивный Остеоиндуктивный Остеогенный
Аллопласт + - -
Ксенотрансплантат + - -
Аллотрансплантат + +/– -
Аутотрансплантат + + +

Костная трансплантация возможна, потому что костная ткань, в отличие от большинства других тканей, обладает способностью полностью регенерироваться, если ей предоставлено пространство для роста. По мере роста собственной кости она обычно полностью заменяет материал трансплантата, что приводит к полностью интегрированной области новой кости. Биологические механизмы, лежащие в основе трансплантации кости, - это остеокондукция, остеоиндукция и остеогенез.

Остеокондукция

Остеокондукция определяется как «свойство материала поддерживать врастание ткани, рост клеток-остеопрогениторов и развитие для образования кости». В контексте костной пластики это происходит, когда материал костного трансплантата служит каркасом для роста новой кости, которая поддерживается естественной костью. Остеобласты на краю пересаживаемого дефекта используют костный трансплантат в качестве основы для распространения и образования новой кости. Остеобласты возникают не из донорской ткани, а в результате внутреннего врастания клеток-хозяев. Правильное связывание биоактивных химикатов (бета-трикальцийфосфат) в имплантатах, используемых в хирургии костной пластики, позволяет стимулировать остеокондуктивность в области дефекта. По крайней мере, материал костного трансплантата должен быть остеокондуктивным, поскольку он состоит из этих биоактивных химикатов.

Остеоиндукция

Остеоиндукция включает стимуляцию остеопрогениторных клеток, чтобы они дифференцировались в остеобласты, которые затем начали образование новой кости. Наиболее изученным типом медиаторов остеоиндуктивных клеток являются костные морфогенетические белки (BMP). Материал костного трансплантата, который является остеокондуктивным и остеоиндуктивным, будет не только служить каркасом для существующих в настоящее время остеобластов, но также будет запускать образование новых остеобластов, теоретически способствуя более быстрой интеграции трансплантата.

Остеопромоушн

Остеоиндукция включает усиление остеоиндукции без обладания остеоиндуктивными свойствами. Например, было показано, что производное эмалевого матрикса усиливает остеоиндуктивный эффект деминерализованного лиофилизированного костного аллотрансплантата (DFDBA), но не стимулирует рост новой кости в одиночку.

Остеогенез

Остеогенез происходит, когда жизненно важные остеобласты, происходящие из материала костного трансплантата, способствуют росту новой кости вместе с ростом кости, генерируемым посредством двух других механизмов.

Метод

В зависимости от того, где требуется костный трансплантат, операцию могут попросить другого врача. Врачи , которые делают процедуры привитых костей , как правило , ортопедические хирурги , отоларингология голова и шея хирург , нейрохирурги , краниофациальными хирурги , челюстно-лицевыми хирурги , Podiatric хирурги и пародонтологи , зубными хирурги , стоматологи и имплантологи .

Аутотрансплантат

Иллюстрация аутотрансплантата, взятого из гребня подвздошной кости.

Аутологичная (или аутогенная) костная трансплантация включает использование кости, полученной от того же человека, которому был сделан трансплантат. Кость может быть получена из несущественных костей, например, из гребня подвздошной кости , или, что чаще используется в челюстно-лицевой хирургии, из симфиза нижней челюсти (область подбородка) или передней ветви нижней челюсти ( венечный отросток ); это особенно верно для блочных трансплантатов , в которых небольшой кусок кости помещается целиком в область трансплантации. Когда будет выполняться блочный трансплантат, аутогенная кость является наиболее предпочтительной, потому что существует меньший риск отторжения трансплантата, поскольку трансплантат произошел из собственного тела пациента. Как указано в таблице выше, такой трансплантат будет остеоиндуктивным и остеогенным, а также остеокондуктивным. Отрицательный аспект аутологичных трансплантатов заключается в том, что требуется дополнительное хирургическое поле, что фактически добавляет еще одно потенциальное место для послеоперационной боли и осложнений.

Аутологичную кость обычно получают из интраоральных источников, таких как подбородок, или экстраоральных источников, таких как гребень подвздошной кости , малоберцовая кость , ребра , нижняя челюсть и даже части черепа .

Вся кость требует кровоснабжения в месте трансплантации. В зависимости от места трансплантации и размера трансплантата может потребоваться дополнительное кровоснабжение. Для этих типов трансплантатов требуется удаление части надкостницы и сопутствующих кровеносных сосудов вместе с донорской костью. Этот вид трансплантата известен как жизненно важный костный трансплантат .

Аутотрансплантат также может быть выполнен без прочной костной структуры, например, с использованием кости, рассверленной из передней верхней подвздошной ости . В этом случае проявляется остеоиндуктивное и остеогенное действие, но отсутствует остеокондуктивное действие, так как отсутствует прочная костная структура.

Подбородок предлагает большое количество корково-губчатого аутотрансплантата и легкий доступ ко всем интраоральным участкам. Его можно легко собрать в офисных условиях под местной анестезией в амбулаторных условиях. Близость участков донора и реципиента сокращает время и стоимость операции. Удобный хирургический доступ, низкая заболеваемость, исключение необходимости пребывания в больнице, минимальный дискомфорт на донорском участке и предотвращение кожных рубцов - дополнительные преимущества.

Костный аллотрансплантат.

Дентин-трансплантат

Дентин состоит из удаленных зубов, дентин составляет более 85% структуры зуба, эмаль состоит из минерала ГК и составляет 10% структуры зуба. Дентин похож на кость по своему химическому составу, по объему 70-75% составляет минерал ГК и 20% органический матрикс, в основном волокнистый коллаген I типа. Дентин, как и кость, может высвобождать факторы роста и дифференциации, резорбируясь остеокластами. Чтобы сделать дентиновый трансплантат пригодным для использования и избавить от бактерий, некоторые компании разработали клинические процедуры, которые включают шлифовку, сортировку и чистку зубов для немедленного или будущего использования. В Корее Корейский банк зубов провел биологическую переработку собственных зубов 38 000 пациентов с января 2009 года по октябрь 2012 года.

Аллотрансплантаты

Кость аллотрансплантата , как и аутогенная кость, происходит от человека; разница в том, что аллотрансплантат получают не от того, кому он был получен. Кость аллотрансплантата может быть взята у трупов , которые пожертвовали свою кость, чтобы ее можно было использовать для живых людей, которые в ней нуждаются; его обычно получают из костного банка . Банки костей также поставляют кость аллотрансплантата, полученную от живых доноров кости человека (обычно стационарных пациентов больниц), которым проводится плановая тотальная артропластика бедра (операция по тотальному эндопротезированию тазобедренного сустава). Во время полной замены тазобедренного сустава хирург-ортопед удаляет головку бедренной кости пациента, что является необходимой частью процесса установки искусственного протеза бедра. Головка бедренной кости - это приблизительно сферический участок кости, расположенный на проксимальном конце бедренной кости, диаметром от 45 до 56 мм у взрослых людей. Головка бедренной кости пациента чаще всего выбрасывается в больничные отходы в конце хирургической процедуры. Однако, если пациент удовлетворяет ряду строгих нормативных, медицинских и социальных критериев анамнеза и дает информированное согласие, его головка бедренной кости может быть помещена в банк костей больницы.

Доступны три типа костного аллотрансплантата:

  1. Свежая или свежезамороженная кость
  2. Лиофилизированный костный аллотрансплантат (FDBA)
  3. Деминерализованный лиофилизированный костный аллотрансплантат (DFDBA)

Аллопластические трансплантаты

Аллопластические трансплантаты могут быть изготовлены из гидроксиапатита , природного минерала, который также является основным минеральным компонентом кости. Они могут быть изготовлены из биоактивного стекла . Гидроксилапатит - это синтетический костный трансплантат, который в настоящее время наиболее широко используется среди других синтетических материалов из-за его остеокондукции, твердости и приемлемости для костей. Фосфат трикальция, который сейчас используется в сочетании с гидроксилапатитом, таким образом, дает как эффект остеокондукции, так и резорбируемость. Полимеры, такие как некоторые микропористые сорта ПММА и различные другие акрилаты (такие как полигидроксилэтилметакрилат, также известный как PHEMA), покрытые гидроксидом кальция для адгезии, также используются в качестве аллопластических трансплантатов для их ингибирования инфекции, их механической устойчивости и биосовместимости. Кальцифицирующие морские водоросли, такие как Corallina officinalis, имеют фторгидроксиапатитовый состав, структура которого подобна человеческой кости и обеспечивает постепенную резорбцию, поэтому их обрабатывают и стандартизируют как аллопластические костные трансплантаты «FHA (фтор-гидроксиапатитовый) биоматериал».

Синтетические варианты

Гибкий композит гидрогель-ГК, в котором соотношение минеральных и органических веществ в матрице приближается к таковому в человеческой кости.

Искусственная кость может быть создана из керамики, такой как фосфаты кальция (например, гидроксиапатит и трикальцийфосфат ), биостекло и сульфат кальция ; все они биологически активны в разной степени в зависимости от растворимости в физиологической среде. Эти материалы могут быть дополнены факторами роста , ионами, такими как стронций, или смешаны с аспиратом костного мозга для повышения биологической активности. Некоторые авторы считают, что этот метод уступает аутогенной костной пластике, однако инфицирование и отторжение трансплантата представляют гораздо меньший риск, а механические свойства, такие как модуль Юнга , сопоставимы с костными. Присутствие таких элементов, как стронций, может привести к более высокой минеральной плотности костной ткани и усилению пролиферации остеобластов in vivo .

Временная распорка

Синтетический материал может использоваться в качестве временного спейсера с антибиотиком перед заменой более прочным материалом. Например, процедура Masquelet состоит из первоначального использования PMMA, смешанного с антибиотиком ( ванкомицином или гентамицином ) в течение 4–12 недель, а затем замены пространства аутологичным костным трансплантатом. Его можно использовать для лечения посттравматических дефектов костей.

Ксенотрансплантаты

Костный заменитель ксенотрансплантата имеет свое происхождение от видов, отличных от человека, таких как бычья кость (или недавно свиная кость), которую можно сушить вымораживанием или деминерализовать и депротеинизировать. Ксенотрансплантаты обычно распространяются только в виде кальцинированного матрикса. Кораллы типа Madrepore и / или Millepore собирают и обрабатывают для получения «гранул кораллового происхождения» (CDG) и других типов коралловых ксенотрансплантатов. Ксенотрансплантаты на основе кораллов в основном состоят из карбоната кальция (и значительной части фторидов, используемых в контексте трансплантации для ускорения развития костей), в то время как естественная человеческая кость состоит из гидроксиапатита вместе с фосфатом и карбонатом кальция: таким образом, коралловый материал либо превращается в промышленном масштабе в гидроксиапатита с помощью гидротермального процесса с получением не резорбируемого ксенотрансплантата, или просто процесс опускается, и кораллиновый материал остается в своем состоянии карбоната кальция для лучшей резорбции трансплантата естественной костью. Затем ксенотрансплантат кораллов насыщается гелями и растворами, способствующими росту.

Факторы роста

Трансплантаты, усиленные фактором роста , производятся с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Они состоят либо из факторов роста человека, либо из морфогенов ( костные морфогенные белки в сочетании со средой-носителем, такой как коллаген).

Восстановление и реабилитация

Время, необходимое человеку для восстановления, зависит от серьезности травмы, которую лечат, и длится от двух недель до двух месяцев, с возможностью запрета на интенсивные упражнения на срок до шести месяцев. Для заживления трансплантата дистального отдела бедренной кости требуется до 6 месяцев.

Использует

Зубные имплантаты

Чаще всего костная пластика применяется при установке зубных имплантатов для восстановления беззубой области отсутствующего зуба. Зубным имплантатам требуются кости под ними для поддержки и правильной интеграции в полость рта. Как упоминалось ранее, костные трансплантаты бывают разных форм, таких как аутологичные (от одного человека), аллотрансплантаты, ксенотрансплантаты (в основном бычья кость) и аллопластические материалы. Костные трансплантаты можно использовать до установки имплантата или одновременно. У людей, которые долгое время были беззубыми (без зубов), может не хватить костной ткани в необходимых местах. В этом случае аутологичная кость может быть взята из подбородка, из пилотных отверстий для имплантатов или даже из гребня подвздошной кости таза и вставлена ​​в рот под новым имплантатом. В качестве альтернативы можно использовать экзогенную кость: чаще всего используется ксенотрансплантат, поскольку он дает преимущество исключительной стабильности объема во времени. Аллотрансплантат обеспечивает лучшее качество регенерации, но имеет более низкую стабильность объема. Часто используется смесь разных видов костных трансплантатов.

Как правило, костный трансплантат используется либо единым блоком (например, из подбородка или восходящей ветви нижней челюсти), либо в виде частиц, чтобы лучше приспособить его к дефекту.

Зубная костная пластика - это специализированная хирургическая процедура в полости рта, которая была разработана для восстановления утраченной челюстной кости. Эта потеря может быть результатом зубной инфекции абсцесса , пародонтоза , травмы или естественного процесса старения. Существуют различные причины для замещения утраченной костной ткани и стимулирования естественного роста костей, и каждый метод по-своему устраняет дефекты челюстной кости. Причины, по которым может потребоваться пересадка кости, включают увеличение пазухи , сохранение лунки , увеличение гребня или регенерацию. В настоящее время есть некоторые доказательства, подтверждающие использование аутологичных концентратов тромбоцитов (фрагментов клеток, содержащих факторы роста, способствующие регенерации тканей), когда костная пластика используется для лечения заболеваний десен.

Малоберцовый вал

Другой распространенный костный трансплантат, более крупный, чем те, которые используются для зубных имплантатов, - это диафиз малоберцовой кости. После удаления сегмента диафиза малоберцовой кости на ноге с дефицитом кости разрешены нормальные действия, такие как бег и прыжки. Привитые васкуляризированные малоберцовые кости использовались для восстановления целостности скелета длинных костей конечностей, в которых существуют врожденные дефекты костей, и для замены сегментов кости после травмы или инвазии злокачественной опухоли. Надкостница и питательная артерия обычно удаляются вместе с куском кости, так что трансплантат остается живым и растет при трансплантации на новое место хозяина. Как только пересаженная кость закреплена на новом месте, она обычно восстанавливает кровоснабжение кости, в которой она была прикреплена.

Другой

Костные трансплантаты используются в надежде, что дефектная кость заживет или вырастет заново практически без отторжения трансплантата . Помимо основного применения костной пластики - зубных имплантатов - эта процедура используется для сращивания суставов для предотвращения движения, восстановления сломанных костей с потерей костной массы и восстановления сломанных костей, которые еще не зажили. Кроме того, костные трансплантаты или заменители широко используются для увеличения процедур спондилодеза.

Риски

Как и с любой процедурой, здесь есть риски; к ним относятся реакции на лекарства, проблемы с дыханием, кровотечение и инфекции . Сообщается, что инфекция возникает менее чем в 1% случаев и излечима с помощью антибиотиков. В целом, пациенты с уже существовавшим заболеванием подвергаются более высокому риску заражения по сравнению с теми, кто в целом здоров.

Риски для трансплантатов из гребня подвздошной кости

Некоторые из потенциальных рисков и осложнений костных трансплантатов с использованием гребня подвздошной кости в качестве донорского участка включают:

  • приобретенная грыжа кишечника (это становится риском для более крупных донорских участков (> 4 см)). С 1945 по 1989 год в литературе было зарегистрировано около 20 случаев, и только несколько сотен случаев были зарегистрированы во всем мире.
  • парестетическая мералгия (повреждение латерального кожного нерва бедра, также называемое синдромом Бернхардта-Рота)
  • нестабильность таза
  • перелом (крайне редко и обычно с другими факторами)
  • повреждение ягодичных нервов (это вызовет боль в задней части таза, которая усугубляется при сидении)
  • повреждение подвздошно-пахового нерва
  • инфекционное заболевание
  • небольшая гематома (частое явление)
  • глубокая гематома, требующая хирургического вмешательства
  • серома
  • травма мочеточника
  • псевдоаневризма подвздошной артерии (редко)
  • трансплантация опухоли
  • косметические дефекты (в основном вызванные несохранением верхнего края таза)
  • хроническая боль

Костные трансплантаты, взятые из заднего гребня подвздошной кости, в целом менее болезненны, но в зависимости от типа операции может потребоваться переворот, когда пациент находится под общей анестезией.

Расходы

Процедуры костного трансплантата - это не только сама операция. Полная трехмесячная стоимость сложного костного трансплантата для костного сращивания заднебокового отдела поясничного отдела позвоночника, дополненного удлинителями, составляет в среднем от 33 860 долларов США до 37 227 долларов США. Эта цена включает все посещения и выезд из больницы в течение 3 месяцев. Помимо стоимости самого костного трансплантата (от 250 до 900 долларов США), другие расходы на процедуру включают: стоимость амбулаторной реабилитации (от 5000 до 7000 долларов США), винты и стержни (7500 долларов США), проживание и питание (5000 долларов США). , операционная (3500 долларов США), стерильные принадлежности (1100 долларов США), физиотерапия (1000 долларов США), гонорары хирурга (в среднем 3500 долларов США), гонорары анестезиолога (приблизительно от 350 до 400 долларов США в час), плата за лекарства (1000 долларов США), и дополнительные сборы за такие услуги, как медицинские принадлежности, диагностические процедуры, плата за использование оборудования и т. д.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Десаи А.Дж., Томас Р., Кумар А.Т., Мехта Д.С. (2013). «Современные концепции и рекомендации по сбору трансплантата из подбородка: обзор литературы». Международный журнал наук о здоровье полости рта . 3 (1): 16–25. DOI : 10.4103 / 2231-6027.122094 .