Инструментальная стабилизация в лечении пациентов с дегенеративными поражениями поясничного отдела позвоночника при сниженной минеральной плотности костной ткани: систематизированный обзор литературы

Цель исследования. Анализ методов, способствующих улучшению клинических и радиологических исходов хирургической стабилизации поясничного отдела позвоночника в условиях сниженной минеральной плотности костной ткани (МПКТ).

Материал и методы. Проведен поиск публикаций на английском и русском языках в базах данных MEDLINE и РИНЦ (глубина поиска 20 лет), отражающих результаты хирургического лечения пациентов с дегенеративными поражениями поясничного отдела позвоночника при сниженной МПКТ, по следующим ключевым словам: «остеопороз», «остеопения», «хирургия позвоночника», «спондилодез» и родственным терминам в заголовках, аннотациях. После применения критериев включения и исключения для анализа взяли 16 клинических исследований.

Результаты. Среди большого количества техник и имплант-ассоциированных факторов, влияющих на успех хирургических вмешательств при дегенеративных поражениях поясничного отдела позвоночника со сниженной МПКТ, в высококачественных клинических исследованиях доказана эффективность расширяемых винтов, спондилодеза с кортикальной установкой винтов (MIDLIF), цементной аугментации полиметилметакрилатом.

Заключение. Сочетание методик кортикальной установки педикулярных винтов, цементной аугментации, а также применение расширяемых винтов позволяют достигать при хирургическом лечении пациентов с дегенеративными поражениями поясничного отдела позвоночника со сниженной МПКТ результатов не хуже, чем у пациентов с нормальной МПКТ. Особое значение имеет предоперационная оценка регионарного состояния костной ткани, которая должна проводиться с использованием количественных КТ- или МРТ-исследований.

1. Kanis JA. Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis: synopsis of a WHO report. WHO Study Group. Osteoporos Int. 1994;4:368–381. DOI: 10.1007/BF01622200.

2. Salari N, Ghasemi H, Mohammadi L, Behzadi MH, Rabieenia E, Shohaimi S, Mohammadi M. The global prevalence of osteoporosis in the world: a comprehensive systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res. 2021;16:609. DOI: 10.1186/s13018-021-02772-0.

3. Lesnyak O, Bilezikian JP, Zakroyeva A. Report on the Audit on Burden of Osteoporosis in Eight Countries of the Eurasian Region: Armenia, Belarus, Georgia, Moldova, Kazakhstan, the Kyrgyz Republic, the Russian Federation, and Uzbekistan. Arch Osteoporos. 2020;15:175. DOI: 10.1007/s11657-020-00836-y.

4. Carlson BB, Salzmann SN, Shirahata T, Ortiz Miller C, Carrino JA, Yang J, Reisener MJ, Sama AA, Cammisa FP, Girardi FP, Hughes AP. Prevalence of osteoporosis and osteopenia diagnosed using quantitative CT in 296 consecutive lumbar fusion patients. Neurosurg Focus. 2020;49:E5. DOI: 10.3171/2020.5.FOCUS20241.

5. Zou D, Jiang S, Zhou S, Sun Z, Zhong W, Du G, Li W. Prevalence of osteoporosis in patients undergoing lumbar fusion for lumbar degenerative diseases: a combination of DXA and Hounsfield units. Spine. 2020;45:E406–E410. DOI: 10.1097/BRS.0000000000003284.

6. DeWald CJ, Stanley T. Instrumentation-related complications of multilevel fusions for adult spinal deformity patients over age 65: surgical considerations and treatment options in patients with poor bone quality. Spine. 2006;31(19 Suppl):S144–S151. DOI: 10.1097/01.brs.0000236893.65878.39.

7. Marshall D, Johnell O, Wedel H. Meta-analysis of how well measures of bone mineral density predict occurrence of osteoporotic fractures. BMJ. 1996;312:1254–1259. DOI: 10.1136/bmj.312.7041.1254.

8. Liu G, Peacock M, Eilam O, Dorulla G, Braunstein E, Johnston CC. Effect of osteoarthritis in the lumbar spine and hip on bone mineral density and diagnosis of osteoporosis in elderly men and women. Osteoporos Int. 1997;7:564–569. DOI: 10.1007/BF02652563.

9. Rabier B, Heraud A, Grand-Lenoir C, Winzenrieth R, Hans D. A multicentre, retrospective case-control study assessing the role of trabecular bone score (TBS) in menopausal Caucasian women with low areal bone mineral density (BMDa): Analysing the odds of vertebral fracture. Bone. 2010;46:176–181. DOI: 10.1016/j.bone.2009.06.032.

10. Schreiber JJ, Anderson PA, Rosas HG, Buchholz AL, Au AG. Hounsfield units for assessing bone mineral density and strength: a tool for osteoporosis management. J Bone Joint Surg Am. 2011;93:1057–1063. DOI: 10.2106/JBJS.J.00160.

11. Ishikawa K, Toyone T, Shirahata T, Kudo Y, Matsuoka A, Maruyama H, Hayakawa C, Tani S, Sekimizu M, Tsuchiya K, Eguro T, Oshita Y, Ozawa T, Nakao Y, Sano S, Nagai T, Kanzaki K, Inagaki K. A novel method for the prediction of the pedicle screw stability: regional bone mineral density around the screw. Clin Spine Surg. 2018;31:E473–E480. DOI: 10.1097/BSD.0000000000000703.

12. Sakai Y, Takenaka S, Matsuo Y, Fujiwara H, Honda H, Makino T, Kaito T. Hounsfield unit of screw trajectory as a predictor of pedicle screw loosening after single level lumbar interbody fusion. J Orthop Sci. 2018;23:734–738. DOI: 10.1016/j.jos.2018.04.006.

13. Schreiber JJ, Hughes AP, Taher F, Girardi FP. An association can be found between hounsfield units and success of lumbar spine fusion. HSS J. 2014;10:25–29. DOI: 10.1007/s11420-013-9367-3.

14. Meredith DS, Schreiber JJ, Taher F, Cammisa FP Jr, Girardi FP. Lower preoperative Hounsfield unit measurements are associated with adjacent segment fracture after spinal fusion. Spine. 2013;38:415–418. DOI: 10.1097/BRS.0b013e31826ff084.

15. Chen Z, Lei F, Ye F, Zhang H, Yuan H, Li S, Feng D. Prediction of pedicle screw loosening using an MRI-based vertebral bone quality score in patients with lumbar degenerative disease. World Neurosurg. 2023;171:E760–E767. DOI: 10.1016/j.wneu.2022.12.098.

16. Li W, Zhu H, Hua Z, Miao D, Wang F, Tong T, Wang L. Vertebral bone quality score as a predictor of pedicle screw loosening following surgery for degenerative lumbar disease. Spine. 2023;48:1635–1641. DOI: 10.1097/BRS.0000000000004577.

17. Chen Z, Lei F, Ye F, Yuan H, Li S, Feng D. MRI-based vertebral bone quality score for the assessment of osteoporosis in patients undergoing surgery for lumbar degenerative diseases. J Orthop Surg Res. 2023;18:257. DOI: 10.1186/s13018-023-03746-0.

18. Wu ZX, Gong FT, Liu L, Ma ZS, Zhang Y, Zhao X, Yang M, Lei W, Sang HX. A comparative study on screw loosening in osteoporotic lumbar spine fusion between expandable and conventional pedicle screws. Arch Orthop Trauma Surg. 2012;132:471–476. DOI: 10.1007/s00402-011-1439-6.

19. Gazzeri R, Panagiotopoulos K, Galarza M, Bolognini A, Callovini G. Minimally invasive spinal fixation in an aging population with osteoporosis: clinical and radiological outcomes and safety of expandable screws versus fenestrated screws augmented with polymethylmethacrylate. Neurosurg Focus. 2020;49:E14. DOI: 10.3171/2020.5.FOCUS20232.

20. Cook SD, Barbera J, Rubi M, Salkeld SL, Whitecloud TS 3rd. Lumbosacral fixation using expandable pedicle screws. An alternative in reoperation and osteoporosis. Spine J. 2001;1:109–114. DOI: 10.1016/s1529-9430(01)00020-1.

21. Santoni BG, Hynes RA, McGilvray KC, Rodriguez-Canessa G, Lyons AS, Henson MA, Womack WJ, Puttlitz CM. Cortical bone trajectory for lumbar pedicle screws. Spine J. 2009;9:366–373. DOI: 10.1016/j.spinee.2008.07.008.

22. Zhang R, Gao H, Li H, Xing T, Jia C, Zhang J, Dong F, Shen C. Differences in bone mineral density of trajectory between lumbar cortical and traditional pedicle screws. J Orthop Surg Res. 2019;14:128. DOI: 10.1186/s13018-019-1169-y.

23. Mai HT, Mitchell SM, Hashmi SZ, Jenkins TJ, Patel AA, Hsu WK. Differences in bone mineral density of fixation points between lumbar cortical and traditional pedicle screws. Spine J. 2016;16:835–841. DOI: 10.1016/j.spinee.2015.11.034.

24. Liu L, Zhang S, Liu G, Yang B, Wu X. Early clinical outcome of lumbar spinal fixation with cortical bone trajectory pedicle screws in patients with osteoporosis with degenerative disease. Orthopedics. 2019;42:E465–E471. DOI: 10.3928/01477447-20190604-01.

25. Ding H, Hai Y, Liu Y, Guan L, Pan A, Zhang X, Han B, Li Y, Yin P. Cortical trajectory fixation versus traditional pedicle-screw fixation in the treatment of lumbar degenerative patients with osteoporosis: a prospective randomized controlled trial. Clin Interv Aging. 2022;17:175–184. DOI: 10.2147/CIA.S349533.

26. Noh SH, Zhang HY. Minimally invasive spine surgery with midline cortical bone trajectory screw fixation for lumbar degenerative disease in a retrospective study of 200 patients. Neurospine. 2021;18:355–362. DOI: 10.14245/ns.2142016.008.

27. Aydogan M, Ozturk C, Karatoprak O, Tezer M, Aksu N, Hamzaoglu A. The pedicle screw fixation with vertebroplasty augmentation in the surgical treatment of the severe osteoporotic spines. J Spinal Disord Tech. 2009;22:444–447. DOI: 10.1097/BSD.0b013e31818e0945.

28. Alvarez-Galovich L, Tome-Bermejo F, Moya AB, Mahillo-Fernandez I, PiNera AR, Mengis CL, Gallego JM, GarzOn FM, Rodriguez MG, Sanz S, Peiro-Garcia A. Safety and efficacy with augmented second-generation perforated pedicle screws in treating degenerative spine disease in elderly population. Int J Spine Surg. 2020;14:811–817. DOI: 10.14444/7115.

29. Dai F, Liu Y, Zhang F, Sun D, Luo F, Zhang Z, Xu J. Surgical treatment of the osteoporotic spine with bone cement-injectable cannulated pedicle screw fixation: technical description and preliminary application in 43 patients. Clinics (Sao Paulo). 2015;70:114–119. DOI: 10.6061/clinics/2015(02)08.

30. Pinera AR, Duran C, Lopez B, Saez I, Correia E, Alvarez L. Instrumented lumbar arthrodesis in elderly patients: prospective study using cannulated cemented pedicle screw instrumentation. Eur Spine J. 2011;20 Suppl 3(Suppl 3):408–414. DOI: 10.1007/s00586-011-1907-2.

31. Wang Z, Liu Y, Rong Z, Wang C, Liu X, Zhang F, Zhang Z, Xu J, Dai F. Clinical evaluation of a bone cement-injectable cannulated pedicle screw augmented with polymethylmethacrylate: 128 osteoporotic patients with 42 months of follow-up. Clinics (Sao Paulo). 2019;74:e346. DOI: 10.6061/clinics/2019/e346.

32. Moon BJ, Cho BY, Choi EY, Zhang HY. Polymethylmethacrylate-augmented screw fixation for stabilization of the osteoporotic spine: a three-year follow-up of 37 patients. J Korean Neurosurg Soc. 2009;46:305–311. DOI: 10.3340/jkns.2009.46.4.305.

33. Wang W, Liu C, Li J, Li H, Wu J, Liu H, Li C, Zhou Y. Comparison of the fenestrated pedicle screw and conventional pedicle screw in minimally percutaneous fixation for the treatment of spondylolisthesis with osteoporotic spine. Clin Neurol Neurosurg. 2019;183:105377. DOI: 10.1016/j.clineuro.2019.105377.

34. Tang YC, Guo HZ, Guo DQ, Luo PJ, Li YX, Mo GY, Ma YH, Peng JC, Liang D, Zhang SC. Effect and potential risks of using multilevel cement-augmented pedicle screw fixation in osteoporotic spine with lumbar degenerative disease. BMC Musculoskelet Disord. 2020;21:274. DOI: 10.1186/s12891-020-03309-y.

35. Liu YY, Xiao J, Jin HJ, Wang Z, Yin X, Liu MY, Zhao JH, Liu P, Dai F. Comparison of unilateral and bilateral polymethylmethacrylate-augmented cannulated pedicle screw fixation for the management of lumbar spondylolisthesis with osteoporosis. J Orthop Surg Res. 2020;15:446. DOI: 10.1186/s13018-020-01975-1.

36. Басанкин И.В., Пташников Д.А., Масевнин С.В., Афаунов А.А., Гюльзатян А.А., Тахмазян К.К. Значимость различных факторов риска в формировании проксимального переходного кифоза и нестабильности металлоконструкции при оперативном лечении взрослых с деформациями позвоночника // Хирургия позвоночника. 2021. Т. 18. № 1. С. 14–23. [Basankin IV, Ptashnikov DA, Masevnin SV, Afaunov AA, Giulzatyan AA, Takhmazyan KK. Significance of various risk factors for proximal junctional kyphosis and instability of instrumentation in surgical treatment for adult spinal deformities. Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2021;18(1):14–23]. DOI: 10.14531/ss2021.1.14-23.

37. Басанкин И.В., Порханов В.А., Пташников Д.А., Тахмазян К.К., Афау-нов А.А., Томина М.И., Малахов С.Б., Шаповалов В.К. Анализ причин развития проксимального переходного кифоза после инструментальной фиксации на фоне дефицита минеральной плотности костной ткани // Гений ортопедии. 2019. Т. 25. № 1. С. 65–70. [Basankin IV, Porkhanov VA, Ptashnikov DA, Takhmazian KK, Afaunov AA, Tomina MI, Malakhov SB, Shapovalov VK. Analysis of the causes of proximal junctional kyphosis following spinal instrumented fixation in patients with bone mineral density deficiency. Genij Ortopedii. 2019;25:65–70]. DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-1-65-70.

38. Raman T, Miller E, Martin CT, Kebaish KM. The effect of prophylactic vertebroplasty on the incidence of proximal junctional kyphosis and proximal junctional failure following posterior spinal fusion in adult spinal deformity: a 5-year follow-up study. Spine J. 2017;17:1489–1498. DOI: 10.1016/j.spinee.2017.05.017.

39. Басанкин И.В., Пташников Д.А., Масевнин С.В., Афаунов А.А., Гюльзатян А.А., Тахмазян К.К. Эффективность различных вариантов хирургического лечения и профилактики проксимального переходного кифоза у пациентов с деформациями поясничного отдела позвоночника при сопутствующем остео-

40. порозе // Хирургия позвоночника. 2022. Т. 19. № 1. С. 6–14. [Basankin IV, Ptashnikov DA, Masevnin SV, Afaunov AA, Giulzatyan AA, Takhmazyan KK. Efficiency of various options for surgical treatment and prevention of proximal junctional kyphosis in patients with lumbar spine deformities and concomitant osteoporosis. Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2022;19(1):6–14]. DOI: 10.14531/ss2022.1.6-14.