Аугментация транспедикулярных винтов с применением костной пластики у пациентов с остеопорозом позвоночника

А.Е. Боков, А.А. Булкин, И.С. Братцев, С.Я. Калинина, С.Г. Млявых, D.G. Anderson

Ключевые слова: транспедикулярная фиксация; нестабильность транспедикулярной фиксации; аугментация позвонков; костный цемент; нарушение костной плотности; полиметилметакрилат.

2021, том 13, номер 5, стр. 6.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2021.13.5.01

Полный текст статьи

html pdf

1567

1409

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — разработка нового способа аугментации позвонков на основе применения аутологичной и аллогенной костной крошки при транспедикулярной фиксации и оценка его эффективности в сравнении с техникой на основе полиметилметакрилата (ПММА).

Материалы и методы. В проспективное нерандомизированное исследование включено 164 пациента с дегенеративной патологией поясничного отдела позвоночника или травматическими повреждениями поясничного отдела позвоночника и переходной грудопоясничной области, результаты в течение 18 мес прослежены у 153 пациентов. Радиоденсивность губчатой костной ткани по шкале Хаунсфилда была ниже 110 HU. Пациентам с дегенеративной патологией позвоночника выполнялась транспедикулярная фиксация с трансфораминальным межтеловым спондилодезом, пациентам с травматическими повреждениями позвоночника — промежуточная транспедикулярная фиксация, а при потере высоты тела позвонка более чем на 50% — передний спондилодез.

Пациенты были разделены на три группы: в 1-й группе (n=39) выполнена аугментация костной ткани с применением ПММА; во 2-й группе (n=21) — с применением костной крошки; в 3-й (n=93) аугментация не выполнялась. Срок наблюдения составил 12 мес, регистрировались случаи с поломкой или расшатыванием фиксатора.

Результаты. После аугментации с применением ПММА выявлено 11 случаев (28,2%) дестабилизации фиксатора, при использовании костной крошки нестабильность фиксатора развилась у 2 пациентов (9,5%), без выполнения аугментации осложнения наблюдались у 43 человек (46,2%). При аугментации ПММА не отмечено значимого снижения частоты дестабилизации фиксатора (р=0,0801), в то время как использование костной крошки привело к статистически значимому снижению частоты осложнения (р=0,0023). Результаты логистического регрессионного анализа подтвердили связь снижения частоты дестабилизации фиксатора с разработанной методикой.

Заключение. Применение костной крошки при аугментации позвонков обеспечивает статистически значимое снижение частоты дестабилизации транспедикулярного фиксатора. За счет уменьшения риска проксимального расшатывания и устранения риска дренирования костного цемента в позвоночный канал и сосудистое русло предложенный способ наиболее эффективен у пациентов с нарушением плотности костной ткани.

Li B., Sun C., Zhao C., Yao X., Zhang Y., Duan H., Hao J., Guo X., Fan B., Ning G., Feng S. Epidemiological profile of thoracolumbar fracture (TLF) over a period of 10 years in Tianjin, China. J Spinal Cord Med 2019; 42(2): 178–183, https://doi.org/10.1080/10790268.2018.1455018.
Jensen R.K., Jensen T.S., Koes B., Hartvigsen J. Prevalence of lumbar spinal stenosis in general and clinical populations: a systematic review and meta-analysis. Eur Spine J 2020; 29(9): 2143–2163, https://doi.org/10.1007/s00586-020-06339-1.
Wu Z.X., Gong F.T., Liu L., Ma Z.S., Zhang Y., Zhao X., Yang M., Lei W., Sang H.X. A comparative study on screw loosening in osteoporotic lumbar spine fusion between expandable and conventional pedicle screws. Arch Orthop Trauma Surg 2012; 132(4): 471–476, https://doi.org/10.1007/s00402-011-1439-6.
Rollinghoff M., Schluter-Brust K., Groos D., Sobottke R., Michael J.W., Eysel P., Delank K.S. Mid-range outcomes in 64 consecutive cases of multilevel fusion for degenerative diseases of the lumbar spine. Orthop Rev (Pavia) 2010; 2(1): e3, https://doi.org/10.4081/or.2010.e3.
Zou D., Sun Z., Zhou S., Zhong W., Li W. Hounsfield units value is a better predictor of pedicle screw loosening than the T-score of DXA in patients with lumbar degenerative diseases. Eur Spine J 2020; 29(5): 1105–1111, https://doi.org/10.1007/s00586-020-06386-8.
Shea T.M., Laun J., Gonzalez-Blohm S.A., Doulgeris J.J., Lee W.E., Aghayev K., Vrionis F.D. Designs and techniques that improve the pullout strength of pedicle screws in osteoporotic vertebrae: current status. Biomed Res Int 2014; 2014: 748393, https://doi.org/10.1155/2014/748393.
Krueger A., Bliemel C., Zettl R., Ruchholtz S. Management of pulmonary cement embolism after percutaneous vertebroplasty and kyphoplasty: a systematic review of the literature. Eur Spine J 2009; 18(9): 1257–1265, https://doi.org/10.1007/s00586-009-1073-y.
Donaldson A.J., Thomson H.E., Harper N.J., Kenny N.W. Bone cement implantation syndrome. Br J Anaesth 2009; 102(1): 12–22, https://doi.org/10.1093/bja/aen328.
Guo H.Z., Tang Y.C., Guo D.Q., Zhang S.C., Li Y.X., Mo G.Y., Luo P.J., Zhou T.P., Ma Y.H., Liang D., Jiang X.B. The cement leakage in cement-augmented pedicle screw instrumentation in degenerative lumbosacral diseases: a retrospective analysis of 202 cases and 950 augmented pedicle screws. Eur Spine J 2019; 28(7): 1661–1669, https://doi.org/10.1007/s00586-019-05985-4.
Leone A., Guglielmi G., Cassar-Pullicino V.N., Bonomo L. Lumbar intervertebral instability: a review. Radiology 2007; 245(1): 62–77, https://doi.org/10.1148/radiol.2451051359.
Galbusera F., Volkheimer D., Reitmaier S., Berger-Roscher N., Kienle A., Wilke H.J. Pedicle screw loosening: a clinically relevant complication? Eur Spine J 2015; 24(5): 1005–1016, https://doi.org/10.1007/s00586-015-3768-6.
Gothard D., Smith E.L., Kanczler J.M., Rashidi H., Qutachi O., Henstock J., Rotherham M., El Haj A., Shakesheff K.M., Oreffo R.O. Tissue engineered bone using select growth factors: a comprehensive review of animal studies and clinical translation studies in man. Eur Cell Mater 2014; 28: 166–208, https://doi.org/10.22203/ecm.v028a13.
Schwaiger B.J., Gersing A.S., Baum T., Noel P.B., Zimmer C., Bauer J.S. Bone mineral density values derived from routine lumbar spine multidetector row CT predict osteoporotic vertebral fractures and screw loosening. AJNR Am J Neuroradiol 2014; 35(8): 1628–1633, https://doi.org/10.3174/ajnr.A3893.
Zaidi Q., Danisa O.A., Cheng W. Measurement techniques and utility of Hounsfield unit values for assessment of bone quality prior to spinal instrumentation: a review of current literature. Spine (Phila Pa 1976) 2019; 44(4): E239–E244, https://doi.org/10.1097/brs.0000000000002813.
Kueny R.A., Kolb J.P., Lehmann W., Puschel K., Morlock M.M., Huber G. Influence of the screw augmentation technique and a diameter increase on pedicle screw fixation in the osteoporotic spine: pullout versus fatigue testing. Eur Spine J 2014; 23: 2196–2202, https://doi.org/10.1007/s00586-014-3476-7.
Bostelmann R., Keiler A., Steiger H.J., Scholz A., Cornelius J.F., Schmoelz W. Effect of augmentation techniques on the failure of pedicle screws under cranio-caudal cyclic loading. Eur Spine J 2017; 26(1): 181–188, https://doi.org/10.1007/s00586-015-3904-3.
Weiser L., Huber G., Sellenschloh K., Viezens L., Puschel K., Morlock M.M., Lehmann W. Time to augment?! Impact of cement augmentation on pedicle screw fixation strength depending on bone mineral density. Eur Spine J 2018; 27(8): 1964–1971, https://doi.org/10.1007/s00586-018-5660-7.
Choy W.J., Walsh W.R., Phan K., Mobbs R.J. Technical note: pedicle cement augmentation with proximal screw toggle and loosening. Orthop Surg 2019; 11(3): 510–515, https://doi.org/10.1111/os.12467.
Pfeifer B.A., Krag M.H., Johnson C. Repair of failed transpedicle screw fixation. A biomechanical study comparing polymethylmethacrylate, milled bone, and matchstick bone reconstruction. Spine (Phila Pa 1976) 1994; 19(3): 350–353, https://doi.org/10.1097/00007632-199402000-00017.
Jia C., Zhang R., Xing T., Gao H., Li H., Dong F., Zhang J., Ge P., Song P., Xu P., Zhang H., Shen C. Biomechanical properties of pedicle screw fixation augmented with allograft bone particles in osteoporotic vertebrae: different sizes and amounts. Spine J 2019; 19(8): 1443–1452, https://doi.org/10.1016/j.spinee.2019.04.013.
Боков А.Е., Млявых С.Г., Алейник А.Я., Булкин А.А., Кулакова К.В. Способ стабилизации позвоночно-двигательного сегмента транспедикулярным инструментарием у пациентов с остеопорозом позвоночника. Патент РФ 2663940. 2018.

Bokov A.E., Bulkin A.A., Bratsev I.S., Kalinina S.Ya., Mlyavykh S.G., Anderson D.G. Augmentation of Pedicle Screws Using Bone Grafting in Patients with Spinal Osteoporosis. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(5): 6, https://doi.org/10.17691/stm2021.13.5.01