Исторический обзор методов оперативного соединения костей

Вопросам иммобилизации переломов костей уделялось большое внимание еще в глубокой древности. Скелеты людей со сросшимися переломами при правильном сопоставлении фрагментов костей дают основание считать, что еще тогда в лечении переломов существовал известный ортопедический подход.

Дальнейшее развитие методов лечения переломов произошло благодаря представителям арабской и греко-римской школ. В «Каноне врачебного искусства» описываются симптоматика и методы лечения вывихов и переломов. Вопросам точной репозиции и надежной фиксации уделяется при этом первостепенное значение.

В России бурное развитие костоправного дела началось после открытия в Москве в 1707 г. медико-хирургической школы. Первым русским ученым - травматологом, по праву, можно считать О.Е. Мухина (1766-1850). Его книга «Первые начала костоправной науки» явилась первым систематизированным учебным пособием по травматологии на русском языке [2].

Развитие травматологии в последующем неразрывно связано с именем выдающегося русского ученого Н.И. Пирогова (1810-1881), который впервые разработал и с успехом применил в условиях военно-полевой хирургии иммобилизацию переломов с помощью гипсовой повязки, использующейся и в наши дни широко не только в ветеринарной, но и гуманитарной медицине.

Открытие в дальнейшем рентгеновских лучей облегчило диагностику, а правил асептики и антисептики - лечение при переломах трубчатых костей.

В России интрамедуллярный остеосинтез, можно сказать, начался с сообщения в 1914 г. Л.С. Сапожникова о применении при переломах длинных трубчатых костей у собак металлического гвоздя, вводимого в костный канал. Позже ее стали использовать в медицинской практике для интрамедуллярного остеосинтеза бедренной кости человека. При этом был модифицирован интрамедуллярный гвоздь. Его стали выполнять трехлопастным из нержавеющий стали. Подробное описание интрамедуллярного остеосинтеза у собак появилось в 1948 году. Репозицию костных отломков тогда проводили закрытым способом с помощью рентгеновской аппаратуры, вмонтированной в операционный стол. При остеосинтезе бедренной кости штифт вводили интрамедуллярно со стороны большого вертела, что обеспечивало надежную фиксацию и плотный контакт. При этом диаметр интрамедуллярного стержня должен строго соответствовать диаметру костно-мозгового канала [5].

В середине 50-х годов прошлого века интрамедуллярная фиксация стала широко использоваться при различных переломах трубчатых костей.

Учитывая, что металлические стержни вызывают ряд осложнений, некоторые авторы для этого предложили штифты, изготовленные из кости, ивовые прутья, пластмассы. По их данным, при остеосинтезе штифтами, изготовленными из кости или растительного происхождения, заживление происходит с менее выраженными явлениями остеодегенерации.

За рубежом интрамедуллярный остеосинтез получил широкое распространениепозже.

Применение штифта-штопора (Приложение 4)позволило добиться более жесткой компрессии и стабильности в зоне перелома. В 1982 году предлагается новая методика интрамедуллярного остеосинтеза с помощью двух полых металлических трубок, вводимых в костномозговой канал поврежденной кости. Обездвиживание трубок происходило за счет металлического гвоздя, находящегося в полости трубок [4].

При надмыщелковых переломах в 1983 году предлагаются интрамедуллярные перекрещивающиеся Ruch-спицы, которые крючкообразно закреплялись на надмыщелках или спицы Shteinmann (Приложение 5) с дополнительной фиксацией их концов проволокой. В 1983 году при лечении переломов костей предплечья у собак предложено использовать компрессирующее устройство и интрамедуллярный штифт (Приложение 6).

Дистрактор, представляющий собой стержень с загнутыми концами и резьбой, по которому перемещается втулка с винтом, был предложен позже (Приложение 7). Передвижение втулки дистрактора исправляет ось поврежденной кости и создает достаточную фиксацию костных отломков [7].

Накостный остеосинтез берет свое начало от Lambotte (1913 г.), который предложил пластину в комбинации с винтами. Эта пластина широко применялась и используется до сих пор в медицинской и ветеринарной травматологии (Бейдик О.В., 2002). В России накостный остеосинтез впервые был проведен в 1910 году Larens по методу Лане [4].

Почти в это же время появляется ряд публикаций, в которых отмечаются определенные преимущества накостного остеосинтеза (Поляков В.А., 1988.). Автор пишет о сокращении более чем вдвое сроков сращения переломов по сравнению с комбинированным и интрамедуллярным остеосинтезами. Другие исследователи сообщали о преимуществах накостного остеосинтеза, заключающихся в жесткой фиксации и стабильности костных отломков. Это способствует более быстрой консолидации отломков и раннему движению в суставах, предотвращению развития мышечных контрактур [6].

Положительный эффект от применения накостного остеосинтеза в начале 80-х годов ХХ века позволил сделать вывод о том, что шурупы, применяемые для фиксации пластин, обладают мощной фиксирующей способностью и представляют собой основу всей системы компрессии.

При лечении пациентов с метафизарными переломами длинных трубчатых костей позже предложили пластины с крючками на одном из концов, которые вводятся в специально просверленные отверстия. Крючки рекомендовали вводить в отломок меньшего размера. Сравнив преимущества и недостатки накостного и интрамедуллярного остеосинтезов, некоторые исследователи приходят к выводу, что накостная пластина Каплана-Антонова (Приложение 9) обладает всеми необходимыми качествами для надежной фиксации различных переломов трубчатых костей [7].

В 1840 г. был предложен металлический гвоздь и когти для фиксации костных отломков при переломе надколенника. В качестве внешней опоры использовали кожаный обруч. Затем были предложены круглый монолитный штифт, эллипсовидный, «самовправляющийся» с пружиной, «У» и «Н» - образной формы.

В начале прошлого века (1907 г.) появилась методика применения стержня в форме обоюдоострого гвоздя, вводимого в пяточную кость с целью скелетного вытяжения. Позже гвоздь Steinmann стали использовать для внеочаговой фиксации. Концы стержня вместо кожаного обруча фиксировали гипсовой повязкой. Эти фиксаторы используются и сейчас в конструкциях некоторых аппаратов внешней фиксации АО/ASIF [2] (Приложение 10).

Одним из примитивных аппаратов внешней фиксации стал аппарат, предложенный в 1907 г. A. Yambotte. Данная конструкция в известной степени позволяла фиксировать отрепонированные отломки и контролировать их перемещение. Аппарат легко устанавливался на конечность. Вышеуказанный принцип фиксации используется и сейчас в аппаратах AO/ASIF. Эта конструкция стала прообразом всех аппаратов внешней фиксации, а его автор - «отцом» хирургического лечения переломов [4].

В 1911 г. во врачебную практику вводится трансегментарное введение остеофиксаторов (гвозди Steinmann), которые крепили к внешней раме (Приложение 11). С 1917 г. для репозиции стали растягивать отломки по оси с помощью скобы и фиксирующей рамки. В это же время Л.А. Розен предлагает аппарат для коррекции угловых смещений.

Желание максимально исключить ротационные и другие смещения побудило создать методику внеочагового остеосинтеза. Так в 1937 г. Steider при остеосинтезе нижней челюсти у собаки предложил метод внешней чрескостной фиксации переломов, суть которого заключалась во введении металлических спиц через кожу и подлежащие мягкие ткани в отломки кости под небольшим углом к продольной оси сегмента без прохода через медиальную кортикальную пластину. Снаружи спицы крепились к стальной шине. Данное приспособление позволяло осуществлять точную репозицию и достаточно жестко фиксировать костные отломки.

Позже для фиксации диафизарных переломов большеберцовой кости стали предлагать стальные стержни, вводимые в поперечном направлении к кости и закрепляемые снаружи пластиной, выполненной из плексиглазовой смолы.

Вторая половина ХХ века характеризуется бурным развитием травматологии. Параллельно интрамедуллярному и накостному остеосинтезу развивается и внешняя фиксация.

С учетом основных видов конфигураций все аппараты можно разделить на 6 типов. Первый - односторонние (унилатеральные), одноплоскостные, второй тип - двусторонние (билатеральные), одноплоскостные со сквозной установкой стержней, третий - двусторонние (билатеральные), квадратные фиксаторы со сквозными стержнями, четвертый - треугольные со сквозным или односторонним введением стержней, пятый - полукруглые фиксаторы, шестой – круглые [3].

По своим функциям аппараты разделяются на две группы. 1 - фиксирующие предварительно отрепонированные костные отломки. 2 - репонирующие и фиксирующие костные отломки.

Неудовлетворительные в ряде случаев результаты лечения больных с оскольчатыми, косыми, винтообразными переломами побудили использовать дополнительно фиксацию проволокой, металлической лентой или шурупами [2].

Другие авторы при лечении пациентов с внутрисуставными переломами стали использовать шурупы и метод Kirshner (Приложение 12) .

Дальнейшая работа шла в направлении усовершенствования применения перекрещивающихся спиц Ruch (интрамедуллярное армирование) и накостных пластин.

В последствии при переломах таза стали использовать метод спице - стержневой фиксации. По мнению авторов, он дает положительный анатомо-функциональный результат. Предложенный в 2002-2004 гг. аппарат внешней спице - стержневой фиксации костей таза и тазобедренного сустава обеспечивает репозицию тазовых костей, их фрагментов, тазобедренного сустава и стабильную фиксацию на протяжении всего периода лечения. Все это способствует созданию оптимальных условий для скорейшей консолидации костных отломков [4].

В медицинской практике при остеосинтезе костей таза на сегодняшний день применяется как накостный остеосинтез, так и внешняя фиксация [2].

По мере совершенствования старых и разработки новых конструкций аппаратов внешней фиксации стало ясно, что основным критерием является возможность достижения максимальной фиксации при минимальных габаритах и массе металла. Жесткость фиксации зависит от геометрических размеров, формы и материала, из которого изготовлены элементы конструкций, углов соединения деталей, а в спицевых аппаратах - от силы натяжения спиц. Точная репозиция и прочная фиксация - залог раннего восстановления функции поврежденной конечности [4].

Основной недостаток стержневой системы фиксации- неравномерность крепления костных фрагментов, ряд авторов пытается устранить, используя более сложные компоновки, однако, в этом случае исчезает одно из преимуществ аппаратов - простота монтажа.

Другие предлагают использовать большее количество стержней, или вводить их под углом друг к другу, крепя их на полукольцевых опорах. Метод актуален для перелома в области проксимального отдела бедренной и плечевой костей, но оказывается несостоятельным при дистальных фрактурах.

Следующим шагом на пути совершенствования аппаратов внешней фиксации стали стержни-остеофиксаторы. Диаметр стержня должен составлять не более 20 % от такового кости. Отверстия для стержней большего диаметра могут ослабить или снизить устойчивость к нагрузке. Для уменьшения микроподвижности стержни предварительно изгибали перед закреплением к внешним опорам, диаметр отверстия выполняли меньше диаметра стержня на 0,2 мм. Предлагается кроме того использовать стержни с высокой резьбой, большей разницей между внутренним и наружным диаметрами. Для увеличения площади соприкосновения и уменьшения давления на кортикальные пластины в губчатых костях предлагается устанавливать отношение высоты витка резьбы к диаметру резьбового участка стержня 1:4 [7].

В середине прошлого века было предложено несколько конструкций для спицевого остеосинтеза. Все они отличались громоздкостью и использовались для одномоментного сопоставления отломков, или репозиции по длине, ширине, периферии. Для фиксации на весь период лечения с целью компрессионно-дистракционного остеосинтеза предлагаются аппараты О.Н. Гудушаури, (1973) (Приложение 13), К.М. Сиваша, (1968) (Приложение 14), Волкова М.В., Оганесяна О.В., (1973) (Приложение 15), Ткаченко С.С., Демьянова В.М., (1974) (Приложение 16)и др.

Развитие травматологии второй половины ХХ века неразрывно связано с именем Г.А. Илизарова, предложившего аппарат внешней фиксациии разработавшего метод чрескостного остеосинтеза (Приложение 17). Он же выявил и закономерности управления репаративными процессами.

Набор деталей аппарата можно считать универсальным, благодаря чему можно решить множество задач: удлинение голени, исправление дефектов и псевдоартрозов, лечение при остеомиелите; исправление патологии костей стопы, устранение деформации и недоразвитие костей кисти; лечение патологии тазобедренного сустава; скелетных структур, спиральных переломов.

Совершенствуя дальше методику внешнего спицевого остеосинтеза, некоторые исследователи предлагают шатровое расположение спиц; разноплоскостное проведение спиц и замену колец на дуги [3], упорные площадки на спицах для усиления репозиционных возможностей.

Учитывая преимущества и недостатки спицевого и стержневого остеосинтезов, в 1975 году предлагается спицестержневая фиксация бедренной кости (Введенский С.П., 1975), а позже - плечевой (Калнберз В.К., 1981).