ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФОРМЫ И ПРОЧНОСТИ ТЕЛ ГРУДОПОЯСНИЧНЫХ ПОЗВОНКОВ АЛЮМООКСИДНЫМИ БИОКЕРАМИЧЕСКИМИ ГРАНУЛАМИ

Цель исследования. Сравнительный анализ эффективности восстановления формы и прочности тел сломанных позвонков грудопоясничного переходного отдела путем замещения дефектов костной ткани алюмооксидными
биокерамическими гранулами.
Материал и методы. Исследование проведено на 19 позвонках, забранных из грудопоясничного переходного отдела позвоночника четырех человек, погибших от экстравертебральной патологии. Позвонки подвергли аксиальной компрессии, приводящей к деформации тел. Затем производили реконструкцию позвонков введением в их тело под давлением биокерамических алюмооксидных гранул и гранул депротеинизированной костной ткани.
Результаты. В результате реконструкции позвонков увеличивалась высота передней, средней и задней частей тел позвонков. Среднее значение прочности тел позвонков в группе с алюмооксидными биокерамическими гранулами – 3,223 МПа, в группе с гранулами депротеинизированной костной ткани – 3,018 МПа. Прочность на сжатие тел позвонков после реконструкции алюмооксидными биокерамическими гранулами превышала исходное значение на 8,00 %, в группе с депротеинизированной костной тканью была меньше на 23,01 %.
Заключение. Реконструкция тел компрессированных позвонков алюмооксидными биокерамическими гранулами с большей прочностью на сжатие, по сравнению с аналогами из депротеинизированной костной ткани, в эксперименте позволяет восстановить как форму тела позвонка, так и его прочность на сжатие.

1. Деев Р.В., Исаев А.А., Кочиш А.Ю. и др. Пути развития клеточных технологий в костной хирургии // Травматология и ортопедия России. 2008. № 1. С. 65-74.

2. Корж А.А., Грунтовский Г.Х., Корж Н.А. и др. Керамопластика в ортопедии и травматологии. Львов, 1992.

3. Кудяшев А.Л., Губочкин Н.Г. Оценка кровоснабжения несвободного костного аутотрансплантата при лечении больного с ложным суставом ладьевидной кости запястья (клиническое наблюдение) // Травматология и ортопедия России. 2008. № 1. С. 59-61.

4. Рерих В.В., Аветисян А.Р., Зайдман А.М. и др. Сравнительный анализ остеоинтеграции алюмооксидных биокерамических гранул в эксперименте // Хирургия позвоночника. 2014. № 2. C. 87-101.

5. Рерих В.В., Борзых К.О., Лукьянов Д.С. и др. Торакоскопический вентральный спондилодез в системе хирургического лечения нестабильных повреждений грудного отдела // Хирургия позвоночника. 2009. № 2. C. 25-34.

6. Рерих В.В., Садовой М.А, Рахматиллаев Ш.Н. Остеопластика в системе лечения переломов тел грудных и поясничных позвонков // Хирургия позвоночника. 2009. № 2. С. 25-34.

7. Afzal S, Akbar S, Dhar SA. Short segment pedicle screw instrumentation and augmentation vertebroplasty in lumbar burst fractures: an experience. Eur Spine J. 2008; 17: 336-341. doi: 10.1007/s00586-008-0587-z.

8. Alanay A, Acaroglu E, Yazici M, et al. Short-segment pedicle instrumentation of thoracolumbar burst fractures: does transpedicular intracorporeal grafting prevent early failure? Spine. 2001; 26: 213-217.

9. Alvine GF, Swain JM, Asher MA, et al. Treatment of thoracolumbar burst fractures with variable screw placement or Isola instrumentation and arthrodesis: case series and literature review. J Spinal Disord Tech. 2004; 17: 251-264.

10. Banwart JC, Asher MA, Hassanein RS. Iliac crest bone graft harvest donor site morbidity. Spine. 1995; 20: 1055-1060.

11. Benson DR, Burkus JK, Montesano PX, et al. Unstable thoracolumbar and lumbar burst fractures treated with the AO fixateur interne. J Spinal Disord. 1992; 5: 335-343.

12. Boger A, Heini P, Windolf M, et al. Adjacent vertebral failure after vertebroplasty: a biomechanical study of low-modulus PMMA cement. Eur Spine J. 2007; 16: 2118-2125.

13. Bridwell KH, Lenke LG, McEnery KW, et al. Anterior fresh frozen structural allografts in the thoracic and lumbar spine. Do they work if combined with posterior fusion and instrumentation in adult patients with kyphosis or anterior column defects? Spine. 1995; 20: 1410-1418.

14. Carter CB. Ceramics in Biology and Medicine. In: C.B. Carter, M.G. Norton. Ceramic Materials: Science and Engineering. Springer New York, 2007: 635-651. doi: 10.1007/978-0-387-46271-4.

15. Chana R, Facek M, Tilley S, et al. Ceramic-on-ceramic bearings in young patients: outcomes and activity levels at minimum ten-year follow-up. Bone Joint J. 2013; 95-B: 1603-1609. doi: 10.1302/0301-620X.95B12.30917.

16. Cheng LM, Wang JJ, Zeng ZL, et al. Pedicle screw fixation for traumatic fractures of the thoracic and lumbar spine. Cochrane Database Syst Rev. 2013; 5: CD009073. doi: 10.1002/14651858.CD009073.pub2.

17. Cho DY, Lee WY, Sheu PC. Treatment of thoracolumbar burst fractures with polymethyl methacrylate vertebroplasty and short-segment pedicle screw fixation. Neurosurgery. 2003; 53: 1354-1360.

18. Ebelke DK, Asher MA, Neff JR, et al. Survivorship analysis of VSP spine instrumentation in the treatment of thoracolumbar and lumbar burst fractures. Spine. 1991; 16: S428-S432.

19. Fields AJ, Lee GL, Keaveny TM. Mechanisms of initial endplate failure in the human vertebral body. J Biomech. 2010; 43: 3126-3131. doi: 10.1016/j.jbiomech.2010.08.002.

20. Galiatsatos AA, Bergou D. Clinical evaluation of anterior all-ceramic resin-bonded fixed dental prostheses. Quintessence Int. 2014; 45: 9-14. doi: 10.3290/j.qi.a30766.

21. Georgy BA. Feasibility, safety and cement leakage in vertebroplasty of osteoporotic and malignant compression fractures using ultra-viscous cement and hydraulic delivery system. Pain Physician. 2012; 15: 223-228.

22. Huang KY, Yan JJ, Lin RM. Histopathologic findings of retrieved specimens of vertebroplasty with polymethylmethacrylate cement: case control study. Spine. 2005; 30: E585-E588.

23. Hull D, Clyne TW. An Introduction to Composite Materials. Cambridge University Press, 1996.

24. Hussein AI., Morgan EF. The effect of intravertebral heterogeneity in microstructure on vertebral strength and failure patterns. Osteoporos Int. 2013; 24: 979-989. doi: 10.1007/s00198-012-2039-1.

25. Kaw AK. Mechanics of Composite Materials, 2nd ed. Mechanical and Aerospace Engineering Series, CRC Press, 2005.

26. Kazi HA, Perera JR., Gillott E, et al. A prospective study of a ceramic-on-metal bearing in total hip arthroplasty. Clinical results, metal ion levels and chromosome analysis at two years. Bone Joint J. 2013; 95B: 1040-1044. doi: 10.1302/0301-620X.95B8.31574.

27. Knop C, Fabian HF, Bastian L, et al. Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting. Spine. 2001; 26: 88-99.

28. Knop C, Lange U, Bastian L, et al. Biomechanical compression tests with a new implant for thoracolumbar vertebral body replacement. Eur Spine J. 2001; 10: 30-37. doi: 10.1007/s005860000211.

29. Li D, Huang Y, Yang H, et al. Short-segment pedicle instrumentation with transpedicular bone grafting for nonunion of osteoporotic vertebral fractures involving the posterior edge. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2013; 23: 21-26. doi: 10.1007/s00590-011-0928-1.

30. Li KC, Hsieh CH, Lee CY, et al. Transpedicle body augmenter: a further step in treating burst fractures. Clin Orthop Relat Res. 2005; (436): 119-125.

31. Li KC, Li AF, Hsieh CH, et al. Another option to treat Kümmell’s disease with cord compression. Eur Spine J. 2007; 16: 1479-1487.

32. Li K-C. Li AF, Hsieh CH, et al. Transpedicle body augmenter in painful osteoporotic compression fractures. Eur Spine J. 2007; 16: 589-598. doi: 10.1007/s00586-006-0197-6.

33. Liao JC, Fan KF, Chen WJ, et al. Transpedicular bone grafting following short-segment posterior instrumentation for acute thoracolumbar burst fracture. Orthopedics. 2009; 32: 493. doi: 10.3928/01477447-20090527-11.

34. Lin EP, Ekholm S, Hiwatashi A, et al. Vertebroplasty: cement leakage into the disc increases the risk of new fracture of adjacent vertebral body. AJNR Am J Neuroradiol. 2004; 25: 175-180.

35. Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, et al. A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J. 1994; 3: 184-201.

36. McCormack T, Karaikovic E, Gaines RW. The load sharing classification of spine fractures. Spine. 1994; 19: 1741-1744.

37. McLain RF, Sparling E, Benson DR. Early failure of short-segment pedicle instrumentation for thoracolumbar fractures. A preliminary report. J Bone Joint Surg Am. 1993; 75: 162-167.

38. Minamide A, Yoshida M, Kawakami M, et al. The use of cultured bone marrow cells in type I collagen gel and porous hydroxyapatite for posterolateral lumbar spine fusion. Spine. 2005; 30: 1134-1138.

39. Muller U, Berlemann U, Sledge J, et al. Treatment of thoracolumbar burst fractures without neurologic deficit by indirect reduction and posterior instrumentation: bisegmental stabilization with monosegmental fusion. Eur Spine J. 1999; 8: 284-289.

40. Nishida K, Hashizume K, Nasu Y, et al. A 5-22-year follow-up study of stemmed alumina ceramic total elbow arthroplasties with cement fixation for patients with rheumatoid arthritis. J Orthop Sci. 2014; 19: 55-63. doi: 10.1007/s00776-013-0492-0.

41. Olerud S, Karlström G, Sjöström L. Transpedicular fixation of thoracolumbar vertebral fractures. Clin Orthop Relat Res. 1988; 227: 44-51.

42. Rapan S, Jovanovic S, Gulan G, et al. Vertebroplasty - high viscosity cement versus low viscosity cement. Coll Antropol. 2010; 34: 1063-1067.

43. Ruger M, Schmoelz W. Vertebroplasty with high-viscosity polymethylmethacrylate cement facilitates vertebral body restoration in vitro. Spine. 2009; 34: 2619-2625. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181b61d10.

44. Schmidt R, Cakir B, Mattes T, et al. Cement leakage during vertebroplasty: an underestimated problem? Eur Spine J. 2005; 14: 466-473. doi: 10.1007/s00586-004-0839-5.

45. Smucker JD, Bobst JA, Petersen EB, et al. B2A peptide on ceramic granules enhance posterolateral spinal fusion in rabbits compared with autograft. Spine. 2008; 33: 1324-1329. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181732a74.

46. Thalgott JS, Chin AK, Ameriks JA, et al. Minimally invasive 360 degrees instrumented lumbar fusion. Eur Spine J. 2000; 9 Suppl 1: S51-S56.

47. Tian NF, Wu YS, Zhang XL, et al. Fusion versus nonfusion for surgically treated thoracolumbar burst fractures: a meta-analysis. PLoS One. 2013; 8: e63995. doi: 10.1371/journal.pone.0063995. Print 2013.

48. Van Herck B, Leirs G, Van Loon J. Transpedicular bone grafting as a supplement to posterior pedicle screw instrumentation in thoracolumbar burst fractures. Acta Orthop Belg. 2009; 75: 815-821.

49. Vandeweghe S, Nicolopoulos C, Thevissen E, et al. Immediate loading of screw-retained all-ceramic crowns in immediate versus delayed single implant placement. Int J Prosthodont. 2013; 26: 458- 464. doi: 10.11607/ijp.3075.

50. Wang S, Zhang S, Zhao Y. A comparison of polyethylene wear between cobalt-chrome ball heads and alumina ball heads after total hip arthroplasty: a 10-year follow-up. J Orthop Surg Res. 2013; 8: 20. doi: 10.1186/1749-799X-8-20.

51. Wigfield CC, Nelson RJ. Nonautologous interbody fusion materials in cervical spine surgery. Spine. 2001; 26: 687-694.

52. Yang H, Nawathe S, Fields AJ, et al. Micromechanics of the human vertebral body for forward flexion. J Biomech. 2012; 45: 2142-2148. doi: 10.1016/j.jbiomech.2012.05.044.

53. Yeom JS, Kim WJ, Choy WS, et al. Leakage of cement in percutaneous transpedicular vertebroplasty for painful osteoporotic compression fractures. J Bone Joint Surg Br. 2003; 85: 83-89.

54. Younger EM, Chapman MW. Morbidity at bone graft donor sites. J Orthop Trauma. 1989; 3: 192-195.