Peculiarities of spinopelvic fixation in deformations and traumatic injuries of the spine

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

AIM: to evaluate the effectiveness of spinal pelvic fixation with screws inserted through the S2 vertebra into the ilium (S2AIS technique) and the use of individual pelvic support plates.

METHODS. The analysis of the results of performing spinal-pelvic fixation in 74 patients with various pathologies of spine column and traumatic injuries (66 patients — S2AIS technique, 8 patients — fixation with individually made implants) was carried out.

RESULTS. The long-term follow-up period for the patient averaged 23.5 months (from 6 to 48 months). In the group of patients with fixation using the S2AIS method, the absence of complications, requiring repeated treatment, and stable fixation in the long-term follow-up period was noted in 53 cases (78.7%). The overall incidence of malpositions out of the total number of screws established was 4.3%; only one case (0.7%) required reoperation. Fracture of the metal implant rod at the L5-S1 level (15.2%), fracture of the screws in the ilium (5%) and instability of fixation with resorption of bone tissue around the screws in the S1 vertebra and in the ilium (3%). With fixation using individual support plates, stable fixation of spinopelvic fixation in the long-term period was achieved in 5 cases; in three cases, the implants had to be removed.

CONCLUSION. Installation of iliac screws using the S2AIS technique is the optimal method of spinopelvic fixation, allowing reliable fixation with minimal complications. In cases where traditional methods of spinopelvic fixation are impossible or technically difficult, fixation with customized implants is possible.

About the authors

Marchel S. Vetrile

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: vetrilams@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0000-0001-6689-5220
SPIN-code: 9690-5117

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

Alexander A. Kuleshov

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: cito-spine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9526-8274
SPIN-code: 7052-0220

PhD

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

Sergey N. Makarov

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: moscow.makarov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0406-1997
SPIN-code: 2767-2429

PhD, traumatologist-orthopedist

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

Igor N. Lisyansky

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: lisigornik@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-2479-4381
SPIN-code: 9845-1251

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

Alexey I. Kokorev

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: leo-strelec@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5829-6372
SPIN-code: 7734-8476

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

Nikolay A. Aganesov

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: kolyanzer@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5383-6862
SPIN-code: 1805-5790

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

Vitaly R. Zakharin

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: zakhvit@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1553-2782

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, 10 Priorova str., Moscow, 127299

References

  1. Lombardi JM, Shillingford JN, Lenke LG, Lehman RA. Sacropelvic fixation: when, why, how? Neurosurg Clin N Am. 2018;29(3):389–397. doi: 10.1016/j.nec.2018.02.001
  2. Martin CT, Kebaish KM. Sacropelvic fixation techniques. Oper Tech Spine Surg. 2014;35(25):267–277. doi: 10.1016/j.jcot.2020.07.022
  3. Moshirfar A, Rand FF, Sponseller PD, et al. Pelvic fixation in spine surgery. J Bone Jt Surg. 2005;87 Suppl 2:89–106. doi: 10.2106/JBJS.E.00453
  4. Santos ERG, Rosner MK, Perra JH, Polly DW Jr. Spinopelvic fixation in deformity: a review. Neurosurg Clin N Am. 2007;18(2):373–384. doi: 10.1016/j.nec.2007.02.009
  5. El Dafrawy MH, Raad M, Okafor L, Kebaish KM. Sacropelvic fixation: a comprehensive review. Spine Deform. 2019;7(4):509–516. doi: 10.1016/j.jspd.2018.11.009
  6. Esmende SM, Shah KN, Daniels AH. Spinopelvic fixation. J Am Acad Orthop Surg. 2018;26(11):396–401. doi: 10.5435/JAAOS-D-15-00738
  7. Kornblatt MD, Casey MP, Jacobs RR. Internal fixation in lumbosacral spine fusion. A biomechanical and clinical study. Clin Orthop Relat Res. 1986;(203):141–150.
  8. Asher MA, Strippgen WE. Anthropometric studies of the human sacrum relating to dorsal transsacral implant designs. Clin Orthop Relat Res. 1986;(203):58–62.
  9. Mirkovic S, Abitbol JJ, Steinman J, et al. Anatomic consideration for sacral screw placement. Spine (Phila Pa 1976). 1991;16(6 Suppl):S289–294.
  10. McCord DH, Cunningham BW, Shono Y, et al. Biomechanical analysis of lumbosacral fixation. Spine. 1992;17(203):235–243. doi: 10.1097/00007632-199208001-00004
  11. Chang TL, Sponseller PD, Kebaish KM, Fishman EK. Low profile pelvic fixation. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34(5):436–440. doi: 10.1097/BRS.0b013e318194128c
  12. O’Brien JR, Yu WD, Bhatnagar R, et al. An anatomic study of the S2 iliac technique for lumbopelvic screw placement. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34(12):439–442. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181a4e3e4
  13. Kebaish KM. A new low profile sacro-pelvic fixation using S2 alar iliac (S2AI) Screws in adult deformity fusion to the sacrum: a prospective study with minimum two-year follow-up. E-Poster #21. SRS 44th Annual Meeting and Course; 2009 Sep 23–26; San Diego, Texas. San Diego; 2009. P. 170.
  14. Kebaish KM, Pullter Gunne AF, Mohamed AS, et al. A new low profile sacro-pelvic fixation using S2 alar iliac (S2AI) screws in adult deformity fusion to the sacrum: a prospective study with minimum two-year follow-up. North American Spine Society Annual Meeting; 2009 Nov 10–14; San Francisco, CA. San Francisco; 2009.
  15. Sponseller PD, Zimmerman RM, Ko PS, et al. Low profile pelvic fixation with the sacral alar iliac technique in the pediatric population improves results at two-year minimum follow-up. Spine (Phila Pa 1976). 2010;35(20):1887–1892. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181e03881
  16. Jain A, Kebaish KM, Sponseller PD. Sacral-alar-iliac fixation in pediatric deformity: radiographic outcomes and complications. Spine Deform. 2016;4(3):225–229. doi: 10.1016/j.jcot.2020.07.022
  17. Elder BD, Ishida W, Lo SL, et al. Use of S2-Alar-iliac screws associated with less complications than iliac screws in adult lumbosacropelvic fixation. Spine (Phila Pa 1976). 2017;42(3):E142–E149. doi: 10.1097/BRS.0000000000001722
  18. Ishida W, Elder BD, Holmes C, et al. Comparison between S2-Alar-iliac screw fixation and iliac screw fixation in adult deformity surgery: reoperation rates and spinopelvic parameters. Glob Spine J. 2017;7(7):672–680. doi: 10.1177/2192568217700111
  19. Shillingford JN, Laratta JL, Tan LA, et al. The free-hand technique for S2-alar-iliac screw placement. J Bone Jt Surg Am. 2018;100(4):334–342. doi: 10.2106/JBJS.17.00052
  20. Cottrill E, Margalit A, Brucker C, Sponseller PD. Comparison of sacral-alar-iliac and iliac-only methods of pelvic fixation in early-onset scoliosis at 5.8 years’ mean follow-up. Spine Deform. 2019;7(2):364–370. doi: 10.1016/j.jspd.2018.08.007
  21. Shabtai L, Andras LM, Portman M, et al. Sacral alar iliac (SAI) screws fail 75% less frequently than iliac screws in neuromuscular scoliosis. J Pediatr Orthop. 2017;37(8):e470–e475. doi: 10.1097/BPO.0000000000000720
  22. Keorochana G, Arirachakaran A, Setrkraising K, Kongtharvonskul J. Comparison of complications and revisions after sacral 2 alar iliac screw and iliac screw fixation for sacropelvic fixation in pediatric and adult populations: systematic review and meta-analysis. World Neurosurg. 2019;132:408–420.e1. doi: 10.1016/j.wneu.2019.08.104
  23. Kim D, Lim JY, Shim KW, et al. Sacral reconstruction with a 3D-printed implant after hemisacrectomy in a patient with sacral osteosarcoma: 1-year follow-up result. Yonsei Med J. 2017;58(2):453–457. doi: 10.3349/ymj.2017.58.2.453
  24. Wei R, Guo W, Ji T, et al. One-step reconstruction with a 3D-printed, custom-made prosthesis after total en bloc sacrectomy: a technical note. Eur Spine J. 2017;26(7):1902–1909. doi: 10.1007/s00586-016-4871-z
  25. Kuleshov AA, Vetrile MS, Shkarubo AN, et al. Additive technologies in surgical treatment of spinal deformities. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2018;25(3–4):19–29. (In Russ.) doi: 10.17116/vto201803-04119

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Patient K., 21 years old. Diagnosis: Congenital left-sided thoracolumbar kyphoscoliosis. Operation: resection of the T12-L1 hemivertebra, dorsal deformity correction and spinopelvic fixation using the S2AIS method: a — radiographs before surgery; b — CT reconstruction after surgery

Download (178KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Patient O., 9 years old. Neurofibromatosis. Deformation of the lumbosacral spine and pelvis: a — X-ray and CT reconstruction before surgery; b — computer model, design of an individual implant; c — a sterolithographic model with an installed custom design; d — X-ray and CT-reconstruction after performing spinopelvic fixation with an individual implant

Download (299KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Unilateral malposition of the screw in the ilium according to CT with penetration of the inner wall, which did not affect the clinical outcome of the operation and did not require reoperation

Download (125KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Patient 55 years old, idiopathic scoliosis: a — satisfactory position of screws in the ilium according to CT with insignificant unilateral penetration of the outer wall; b — fracture of the metal rods at the L5-S1 level one year after the operation, which required repeated surgery

Download (116KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».