Экспериментальное обоснование технических вариантов педикулярной удлиняющей остеотомии для декомпрессии дурального мешка и корешков в поясничном отделе позвоночника

Цель исследования. Определить в эксперименте механические условия, необходимые для декомпрессии дурального мешка и корешков спинного мозга при педикулярной удлиняющей остеотомии с элонгацией корней дуг на поясничном уровне (PLO).

Материал и методы. Эксперименты проведены на трех препаратах позвоночно-двигательных сегментов L₁–L₅, полученных на судебно-медицинской секции у лиц 45–60-летнего возраста в сроки до двух суток после смерти с соблюдением норм подготовки тканей человека для биомеханических исследований. Из препаратов поясничного отдела позвоночника удаляли содержимое позвоночного и корешковых каналов, оставляя нетронутыми все элементы остеолигаментарного опорного комплекса. На каждом препарате проведено три эксперимента. В первом эксперименте на позвонке L₄ анатомического препарата производили двухстороннюю педикулярную удлиняющую остеотомию, имитирующую PLO. Во втором эксперименте на том же препарате с целью мобилизации заднего опорного комплекса производили остеотомии нижних суставных отростков L₃ на уровне их основания. В третьем эксперименте на анатомическом препарате дополнительно проводили двухстороннюю педикулярную остеотомию на позвонке L₃. Описанные эксперименты повторены трижды на трех анатомических препаратах. Полученные данные заносили в протоколы, после чего проводили статистическую обработку с помощью методов описательной статистики. Проверку совокупностей результатов исследования, измеренных в количественной шкале на нормальность, проводили при помощи Z-критерия Колмогорова – Смирнова. Для доказательства статистической значимости (или отсутствия таковой) значений сравниваемых параметров применяли U-критерий Уитни – Манна. Значимыми признавали результаты, при которых уровень статистической значимости р был меньше или равен 0,05.

Результаты. Увеличение сагиттального размера позвоночного канала за счет элонгации корней дуг после педикулярной удлиняющей остеотомии на уровне позвонка L₄ на 4 мм достигается при тракционном усилии в 97 N, на 5 мм – при 162 N, на 6 мм – 240 N, на 7 мм – 306 N. Мобилизирующая остеотомия нижних суставных отростков L₃ снижает необходимые для декомпрессии тракционные усилия соответственно до 30 N, 73 N, 125,5 N и 182 N, что в 1,7–3,2 раза меньше показателей PLO без мобилизации. Дополнительная двухсторонняя педикулярная остеотомия на вышележащем позвонке L₃ не обеспечивает дальнейшего уменьшения тракционных усилий, необходимых для увеличения сагиттального размера позвоночного канала.

Заключение. Методика декомпрессии дурального мешка и корешков на поясничном отделе позвоночника за счет педикулярной удлиняющей остеотомии с элонгацией корней дуг является перспективным вариантом хирургического лечения поясничного спинального стеноза. Полученные в настоящем исследовании данные могут быть интересны, особенно при возможной разработке иного технического решения и инструментария для осуществления PLO.

1. Katz JN, Zimmerman ZE, Mass H, Makhni MC. Diagnosis and management of lumbar spinal stenosis: a review. JAMA. 2022;327:1688–1699. DOI: 10.1001/jama.2022.5921

2. Ravindra VM, Senglaub SS, Rattani A, Dewan MC, Härtl R, Bisson E, Park KB, Shrime MG. Degenerative lumbar spine disease: estimating global incidence and worldwide volume. Global Spine J. 2018;8:784–794. DOI: 10.1177/2192568218770769

3. Халепа Р.В., Амелина Е.В., Кубецкий Ю.Е. Эндоскопическая и микрохирургическая декомпрессия при центральном стенозе позвоночного канала на поясничном уровне // Хирургия позвоночника. 2024. Т. 21, № 3. С. 59–68. [Khalepa RV, Amelina EV, Kubetsky YuE. Endoscopic and microsurgical decompression for central lumbar spinal stenosis. Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika) 2024;21(3):59–68]. DOI: 10.14531/ss2024.3.59-68

4. Абакиров М.Д., Нурмухаметов Р.М., Мамырбаев С.Т., Аль-Баварид О.А. Результаты ревизионных операций при дегенеративно-дистрофических заболеваниях пояснично-крестцового отдела позвоночника // Политравма. 2020. № 1. С. 31–40. [Abakirov MD, Nurmukhametov RM, Mamyrbaev ST, Al-Bavarid OA. Results of revision surgery for degenerative dystrophic diseases of the lumbosacral spine. Polytrauma. 2020;(1):31–40]. DOI: 10.24411/1819-1495-2020-10005

5. Nakajima Y, Nagai S, Michikawa T, Hachiya K, Ito K, Takeda H, Kawabata S, Yoshioka A, Ikeda D, Kaneko S, Hachiya Y, Fujita N. Predictors of patient dissatisfaction after lumbar spinal canal stenosis surgery: a multicenter retrospective study. Spine Surg Relat Res. 2024;8:322–329. DOI: 10.22603/ssrr.2023-0256

6. Аганесов А.Г., Алексанян М. М., Гемджян Э.Г. Стеноз позвоночного канала: сравнительный анализ малоинвазивной двусторонней декомпрессии из унилатерального доступа и ламинэктомии // Хирургия позвоночника. 2024. Т. 21, № 1. С. 35–43. [Aganesov AG, Aleksanyan MM, Gemdzhian EG. Spinal canal stenosis: comparative analysis of minimally invasive bilateral decompression through a unilateral approach and laminectomy. Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2024;21(1):35–43]. DOI: 10.14531/ss2024.1.35-43

7. Mlyavykh SG, Bokov AE, Yashin KS, Karyakin NN, Anderson DG. Pedicle-lengthening osteotomy for the treatment of lumbar spinal stenosis: pre-clinical study of novel orthopedic devices. Modern Technologies in Medicine. 2018;10(2):37–46. DOI: 10.17691/stm2018.10.2.04

8. Gao M, Zou J, Zhang Z, Luo Z, Yang H. Evaluation of the influence of pedicle-lengthening osteotomy on lumbar stability. Am J Transl Res. 2016;8:2070–2078.

9. Сикилинда В.Д., Акопов В.И., Хлопонин П.А. и др. Подготовка тканей экспериментальных животных и человека для биомеханических и морфологических исследований. Методические рекомендации. Ростов-на-Дону; Санкт-Петербург, 2002. [Sikilinda VD, Akopov VI, Khloponin PA, et al. Preparation of experimental animal and human tissues for biomechanical and morphological studies. Methodical recommendations. Rostov-on-Don – St. Petersburg, 2002].

10. Колесов С.В., Гаврюшенко Н.С., Кудряков С.А., Шавырин И.А. Экспериментальное исследование возможностей вентральной коррекции и фиксации при деформациях позвоночника // Хирургия позвоночника. 2011. № 3. С. 82–88. [Kolesov SV, Gavryushenko NS, Kudryakov SA, Shavyrin IA. Experimental study of anterior correction and fixation techniques for spinal deformities Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2011;(3):82–88].

11. Friis EA, Amold PM, Goel VK. 9 – Mechanical testing of cervical, thoracolumbar, and lumbar spine implants. In: Mechanical Testing of Orthopaedic Implants. 2017. P. 161–180. DOI: 10.1016/b978-0-08-100286-5.00009-3

12. Wang C, Xu F, Jia L, Liu Y, Zhang S. Lumbar fusion efficacy with local bone grafting and platelet-rich plasma: a clinical investigation in treating degenerative lumbar spinal stenosis in the elderly. Int Orthop. 2024;48:2963–2970. DOI: 10.1007/s00264-024-06294-2

13. Li W, Wei H, Zhang R. Different lumbar fusion techniques for lumbar spinal stenosis: a Bayesian network meta-analysis. BMC Surg. 2023;23:345. DOI: 10.1186/s12893-023-02242-w

14. Mlyavykh SG, Bokov AE, Aleynik AYa, Yashin KS, Karyakin NN. Open and minimally invasive technologies in surgical treatment of stable symptomatic stenosis of the lumbar spine. Modern Technologies in Medicine. 2019;11(4):135–145. DOI: 10.17691/stm2019.11.4.16

15. Mlyavykh SG, Bokov AE, Yashin KS, Anderson DG. Pedicle-lengthening osteotomy for the treatment of lumbar spinal stenosis: the surgical technique (pilot clinical study). Modern Technologies in Medicine. 2018;10(3):58–69. DOI: 10.17691/stm2018.10.3.7

16. Kiapour A, Anderson DG, Spenciner DB, Ferrara L, Goel VK. Kinematic effects of a pedicle-lengthening osteotomy for the treatment of lumbar spinal stenosis. J Neurosurg Spine. 2012;17:314–320. DOI: 10.3171/2012.6.SPINE11518

17. Mlyavykh S, Ludwig SC, Kepler CK, Anderson DG. Five-year results of a clinical pilot study utilizing a pedicle-lengthening osteotomy for the treatment of lumbar spinal stenosis. J Neurosurg Spine. 2018;29:241–249. DOI: 10.3171/2017.11.SPINE16664

18. Надулич К.А., Шаповалов В.М., Теремшонок А.В., Василевич С.В. Экспериментальная оценка особенностей коррекции посттравматической кифотической деформации грудного и поясничного отделов позвоночника // Травматология и ортопедия России. 2010. № 2. С. 86–88. [Nadulich KA, Shapovalov VM, Teremshonok AV, Vasilevich SV. Experimental evaluation of correction features of posttraumatic kyphosis of thoracic and lumbar spine. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2010;16(2):86–88]. DOI: 10.21823/2311-2905-2010-0-2-86-88