Хирургическое лечение детей с обширными дефектами костной ткани (обзор литературы)
- Авторы: Шабунин А.С.1,2, Асадулаев М.С.1, Виссарионов С.В.1, Федюк А.М.1,3, Рыбинских Т.С.3, Макаров А.Ю.3, Пушкарев Д.А.3, Согоян М.В.1, Маевская Е.Н.2, Фомина Н.Б.1
-
Учреждения:
- Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера
- Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
- Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
- Выпуск: Том 9, № 3 (2021)
- Страницы: 353-366
- Раздел: Обзоры литературы
- URL: https://ogarev-online.ru/turner/article/view/65071
- DOI: https://doi.org/10.17816/PTORS65071
- ID: 65071
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Реконструкция обширных повреждений костной ткани является одной из актуальных проблем ортопедии и травматологии. Особенно остро стоит вопрос, связанный с восстановлением костной ткани в условиях ее дефицита у пациентов детского возраста.
Цель — проанализировать современные способы хирургического лечения детей с обширными повреждениями костной ткани на основе литературных данных.
Материалы и методы. В статье представлен обзор литературы, посвященный методам хирургического лечения обширных дефектов костной ткани. Поиск литературы осуществляли в базах данных PubMed, ScienceDirect, eLibrary, GoogleScholar за период с 2005 по 2020 г. по ключевым словам. Были выявлены 105 иностранных и 37 отечественных источников. После исключения проанализированы 56 статей, все представленные работы опубликованы в последние 15 лет.
Результаты. Золотым стандартом замещения костных дефектов по-прежнему остается использование аутотрансплантатов, в том числе с применением технологий на сосудистой ножке. Различные виды ксенотрансплантатов и аллотрансплантатов костной ткани все активнее вытесняются различного рода синтетическими имплантатами.
Заключение. На сегодняшний день не существует единого общепринятого стандарта хирургического лечения обширных дефектов костной ткани. Крайне интересным и перспективным представляется вариант хирургического лечения обширных дефектов костной ткани с использованием тканеинженерных костных имплантатов с осевым кровоснабжением.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Антон Сергеевич Шабунин
Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Email: anton-shab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8883-0580
SPIN-код: 1260-5644
Scopus Author ID: 57191623923
научный сотрудник
Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68; Санкт-ПетербургМарат Сергеевич Асадулаев
Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера
Автор, ответственный за переписку.
Email: marat.asadulaev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1768-2402
SPIN-код: 3336-8996
Scopus Author ID: 0000-0002-1768-2402
аспирант
Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68Сергей Валентинович Виссарионов
Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера
Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048
SPIN-код: 7125-4930
Scopus Author ID: 6504128319
д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН
Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68Андрей Михайлович Федюк
Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Email: andrej.fedyuk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2378-2813
SPIN-код: 3477-0908
студент 5-го курса
Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68; Санкт-ПетербургТимофей Сергеевич Рыбинских
Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Email: timofey1999r@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4180-5353
SPIN-код: 7739-4321
студент 5-го курса
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Юрьевич Макаров
Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Email: makarov.alexandr97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1546-8517
SPIN-код: 1039-1096
студент 5-го курса
Россия, Санкт-ПетербургДаниил Алексеевич Пушкарев
Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Email: dan2402@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1531-7310
студент 4-го курса
Россия, Санкт-ПетербургМарина Ваниковна Согоян
Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера
Email: sogoyanmarina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5723-8851
SPIN-код: 2856-3854
научный сотрудник
Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68Екатерина Николаевна Маевская
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Email: ma.eka@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9316-7197
Scopus Author ID: 57203990196
аспирант
Россия, Санкт-ПетербургНаталья Борисовна Фомина
Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера
Email: natal.fomi@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6779-9740
научный сотрудник
Россия, 196603, Санкт-Петербург, Пушкин, ул. Парковая, д. 64–68Список литературы
- Богосьян А.Б., Мусихина И.В., Тенилин Н.А., и др. Хирургическое лечение детей с патологией опорно-двигательного аппарата // Медицинский альманах. 2010. № 2. С. 201–204.
- Базаров Н.И., Нарзулоев В.А., Усмонов Х.С., Курбанов Д.М. Некоторые аспекты костной аутотрансплантации при костных новообразованиях и опухолеподобных процессах // Вестник Авиценны. 2009. № 4. doi: 10.25005/2074-0581-2009-11-4-34-40
- Roddy E., DeBaun M.R., Daoud-Gray A., et al. Treatment of critical-sized bone defects: clinical and tissue engineering perspectives // Eur. J. Orthop. Surg. Traumatol. 2018. Vol. 28. No. 3. P. 351–362. doi: 10.1007/s00590-017-2063-0
- Ананьева А.Ш., Бараева Л.М., Быков И.М., и др. Моделирование повреждений костных структур в экспериментах на животных // Инновационная медицина Кубани. 2021. № 1. С. 47–55. doi: 10.35401/2500-0268-2021-21-1-47-55
- Khalifeh J.M., Zohny Z., MacEwan M., et al. Electrical stimulation and bone healing: a review of current technology and clinical applications // IEEE Rev. Biomed. Eng. 2018. Vol. 11. P. 217–232. doi: 10.1109/RBME.2018.2799189
- Подгайский В.Н., Ладутько Д.Ю., Мечковский С.Ю., и др. Аутотрансплантация васкуляризованных костных лоскутов как метод лечения дефектов костей различной этиологии // Хирургия. Восточная Европа. 2012. № 2. С. 102–113.
- Khan S.N., Cammisa F.P. Jr, Sandhu H.S., et al. The biology of bone grafting // J. Am. Acad. Orthop. Surg. 2005. Vol. 13. No. 1. P. 77–86.
- Bracey D.N., Cignetti N.E., Jinnah A.H., et al. Bone xenotransplantation: A review of the history, orthopedic clinical literature, and a single-center case series // Xenotransplantation. 2020. Vol. 27. No. 5. P. e12600. doi: 10.1111/xen.12600
- Kubiak C.A., Etra J.W., Brandacher G., et al. Prosthetic rehabilitation and vascularized composite allotransplantation following upper limb loss // Plast. Reconstr. Surg. 2019. Vol. 143. No. 6. P. 1688–1701. doi: 10.1097/PRS.0000000000005638
- Виссарионов С.В., Асадулаев М.С., Шабунин А.С., и др. Экспериментальная оценка эффективности хитозановых матриц в условиях моделирования костного дефекта in vivo (предварительное сообщение) // Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2020. Т. 8. № 1. C. 53–62. doi: 10.17816/PTORS16480
- Frosch K.H., Drengk A., Krause P., et al. Stem cell-coated titanium implants for the partial joint resurfacing of the knee // Biomaterials. 2006. Vol. 27. No. 12. P. 2542–2549. doi: 10.1016/j.biomaterials.2005.11.034
- Clem W.C., Chowdhury S., Catledge S.A., et al. Mesenchymal stem cell interaction with ultra-smooth nanostructured diamond for wear-resistant orthopaedic implants // Biomaterials. 2008. Vol. 29. No. 24–25. P. 3461–3468. doi: 10.1016/j.biomaterials.2008.04.045
- Dong Q.S., Shang H.T., Wu W., et al. Prefabrication of axial vascularized tissue engineering coral bone by an arteriovenous loop: a better model // Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2012. Vol. 32. No. 6. P. 1536–1541. doi: 10.1016/j.msec.2012.04.039
- Kneser U., Polykandriotis E., Ohnolz J., et al. Engineering of vascularized transplantable bone tissues: induction of axial vascularization in an osteoconductive matrix using an arteriovenous loop // Tissue. Eng. 2006. Vol. 12. No. 7. P. 1721–1731. doi: 10.1089/ten.2006.12.1721
- Ma D., Ren L., Cao Z., et al. Prefabrication of axially vascularized bone by combining -tricalciumphosphate, arteriovenous loop, and cell sheet technique // Tissue. Eng. Regen. Med. 2016. Vol. 13. No. 5. P. 579–584. doi: 10.1007/s13770-016-9095-0
- Myeroff C., Archdeacon M. Autogenous bone graft: donor sites and techniques // J. Bone. Joint. Surg. Am. 2011. Vol. 93. No. 23. P. 2227–2236. doi: 10.2106/JBJS.J.01513
- Леонова С.Н., Данилов Д.Г., Рехов А.В. Применение костной аутотрансплантации при хроническом остеомиелите // Acta. Biomedica Scientifica. 2007. № 5. С. 125–126.
- Azi M.L., Aprato A., Santi I., et al. Autologous bone graft in the treatment of post-traumatic bone defects: a systematic review and meta-analysis // BMC Musculoskelet. Disord. 2016. Vol. 17. No. 1. P. 465. doi: 10.1186/s12891-016-1312-4
- Capanna R., Campanacci D.A., Belot N., et al. A new reconstructive technique for intercalary defects of long bones: the association of massive allograft with vascularized fibular autograft. Long-term results and comparison with alternative techniques // Orthop. Clin. North Am. 2007. Vol. 38. No. 1. P. 51-vi. doi: 10.1016/j.ocl.2006.10.008
- Estrella E.P., Wang E.H. A comparison of vascularized free fibular flaps and nonvascularized fibular grafts for reconstruction of long bone defects after tumor resection // J. Reconstr. Microsurg. 2017. Vol. 33. No. 3. P. 194–205. doi: 10.1055/s-0036-1594299
- Izadpanah A., Moran S.L. Pediatric microsurgery: A global overview // Clin. Plast. Surg. 2020. Vol. 47. No. 4. P. 561–572. doi: 10.1016/j.cps.2020.06.008
- Yildirim S., Calikapan G.T., Akoz T. Reconstructive microsurgery in pediatric population – a series of 25 patients // Microsurgery. 2008. Vol. 28. No. 2. P. 99–107. doi: 10.1002/micr.20458
- Aldekhayel S., Govshievich A., Neel O.F., Luc M. Vascularized proximal fibula epiphyseal transfer for distal radius reconstruction in children: A systematic review // Microsurgery. 2016. Vol. 36. No. 8. P. 705–711. doi: 10.1002/micr.22521
- Boyer M.I., Bowen C.V. Microvascular transplantation of epiphyseal plates: studies utilizing allograft donor material // Orthop. Clin. North Am. 2007. Vol. 38. No. 1. P. 103-vii. doi: 10.1016/j.ocl.2006.10.002
- McCullough M.C., Arkader A., Ariani R., et al. Surgical outcomes, complications, and long-term functionality for free vascularized fibula grafts in the pediatric population: A 17-year experience and systematic review of the literature // J. Reconstr. Microsurg. 2020. Vol. 36. No. 5. P. 386–396. doi: 10.1055/s-0040-1702147
- Schwarz G.S., Disa J.J., Mehrara B.J., et al. Reconstruction of oncologic tibial defects in children using vascularized fibula flaps // Plast. Reconstr. Surg. 2012. Vol. 129. No. 1. P. 195–206. doi: 10.1097/PRS.0b013e318230e463
- Konttila E., Koljonen V., Kauhanen S., et al. Microvascular reconstruction in children-a report of 46 cases // J. Trauma. 2010. Vol. 68. No. 3. P. 548–552. doi: 10.1097/TA.0b013e3181a5f42c
- Ozols D., Blums K., Krumins M., et al. Entire calcaneus reconstruction with pedicled composite fibular growth plate flap in a pediatric patient // Microsurgery. 2021. Vol. 41. No. 3. P. 280–285. doi: 10.1002/micr.30691
- Taylor G.I., Corlett R.J., Ashton M.W. The evolution of free vascularized bone transfer: A 40-Year experience // Plast. Reconstr. Surg. 2016. Vol. 137. No. 4. P. 1292–1305. doi: 10.1097/PRS.0000000000002040
- Allsopp B.J., Hunter-Smith D.J., Rozen W.M. Vascularized versus nonvascularized bone grafts: what Is the evidence? // Clin. Orthop. Relat. Res. 2016. Vol. 474. No. 5. P. 1319–1327. doi: 10.1007/s11999-016-4769-4
- Venkatesan J., Kim S.K. Nano-hydroxyapatite composite biomaterials for bone tissue engineering – a review // J. Biomed. Nanotechnol. 2014. Vol. 10. No. 10. P. 3124–3140. doi: 10.1166/jbn.2014.1893
- Wen Y., Xun S., Haoye M., et al. 3D printed porous ceramic scaffolds for bone tissue engineering: a review // Biomater. Sci. 2017. Vol. 5. No. 9. P. 1690–1698. doi: 10.1039/c7bm00315c
- Lokmic Z., Stillaert F., Morrison W.A., et al. An arteriovenous loop in a protected space generates a permanent, highly vascular, tissue-engineered construct // FASEB J. 2007. Vol. 21. No. 2. P. 511–522. doi: 10.1096/fj.06-6614com
- Santos M.I., Reis R.L. Vascularization in bone tissue engineering: physiology, current strategies, major hurdles and future challenges // Macromol. Biosci. 2010. Vol. 10. No. 1. P. 12–27. doi: 10.1002/mabi.200900107
- Zheng L., Lv X., Zhang J., et al. Deep circumflex iliac artery perforator flap with iliac crest for oromandibular reconstruction // J. Craniomaxillofac. Surg. 2018. Vol. 46. No. 8. P. 1263–1267. doi: 10.1016/j.jcms.2018.04.021
- Schreiber M., Dragu A. Free temporal fascia flap to cover soft tissue defects of the foot: a case report // GMS Interdiscip. Plast. Reconstr. Surg DGPW. 2015. Vol. 4. P. Doc01. doi: 10.3205/iprs000060
- Polykandriotis E., Arkudas A., Beier J.P., et al. Intrinsic axial vascularization of an osteoconductive bone matrix by means of an arteriovenous vascular bundle // Plast. Reconstr. Surg. 2007. Vol. 120. No. 4. P. 855–868. doi: 10.1097/01.prs.0000277664.89467.14
- Weigand A., Beier J.P., Hess A., et al. Acceleration of vascularized bone tissue-engineered constructs in a large animal model combining intrinsic and extrinsic vascularization // Tissue. Eng. Part. A. 2015. Vol. 21. No. 9–10. P. 1680–1694. doi: 10.1089/ten.TEA.2014.0568
- Tanaka Y., Sung K.C., Tsutsumi A., et al. Tissue engineering skin flaps: which vascular carrier, arteriovenous shunt loop or arteriovenous bundle, has more potential for angiogenesis and tissue generation? // Plast. Reconstr. Surg. 2003. Vol. 112. No. 6. P. 1636–1644. doi: 10.1097/01.PRS.0000086140.49022.AB
- Yuan Q., Arkudas A., Horch R.E., et al. Vascularization of the arteriovenous loop in a rat isolation chamber model-quantification of hypoxia and evaluation of its effects // Tissue. Eng. Part A. 2018. Vol. 24. No. 9–10. P. 719–728. doi: 10.1089/ten.TEA.2017.0262
- Schmidt V.J., Hilgert J.G., Covi J.M., et al. High flow conditions increase connexin 43 expression in a rat arteriovenous and angioinductive loop model // PLoS One. 2013. Vol. 8. No. 11. P. e78782. doi: 10.1371/journal.pone.0078782
- Arkudas A., Tjiawi J., Bleiziffer O., et al. Fibrin gel-immobilized VEGF and bFGF efficiently stimulate angiogenesis in the AV loop model // Mol. Med. 2007. Vol. 13. No. 9–10. P. 480–487. doi: 10.2119/2007-00057
- Arkudas A., Beier J.P., Heidner K., et al. Axial prevascularization of porous matrices using an arteriovenous loop promotes survival and differentiation of transplanted autologous osteoblasts // Tissue. Eng. 2007. Vol. 13. No. 7. P. 1549–1560. doi: 10.1089/ten.2006.0387
- Beier J.P., Horch R.E., Hess A., et al. Axial vascularization of a large volume calcium phosphate ceramic bone substitute in the sheep AV loop model // J. Tissue. Eng. Regen. Med. 2010. Vol. 4. No. 3. P. 216–223. doi: 10.1002/term.229
- Horch R.E., Beier J.P., Kneser U., Arkudas A. Successful human long-term application of in situ bone tissue engineering // J. Cell. Mol. Med. 2014. Vol. 18. No. 7. P. 1478–1485. doi: 10.1111/jcmm.12296
- Arkudas A., Lipp A., Buehrer G., et al. Pedicled transplantation of axially vascularized bone constructs in a critical size femoral defect // Tissue. Eng. Part A. 2018. Vol. 24. No. 5–6. P. 479–492. doi: 10.1089/ten.TEA.2017.0110
- Buehrer G., Balzer A., Arnold I., et al. Combination of BMP2 and MSCs significantly increases bone formation in the rat arterio-venous loop model // Tissue. Eng. Part A. 2015. Vol. 21. No. 1–2. P. 96–105. doi: 10.1089/ten.TEA.2014.0028
- Eweida A.M., Nabawi A.S., Abouarab M., et al. Enhancing mandibular bone regeneration and perfusion via axial vascularization of scaffolds // Clin. OralInvestig. 2014. Vol. 18. No. 6. P. 1671–1678. doi: 10.1007/s00784-013-1143-8
- Kim H.Y., Lee J.H., Lee H.A.R., et al. Sustained release of BMP-2 from porous particles with leaf-stacked structure for bone regeneration // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. Vol. 10. No. 25. P. 21091–21102. doi: 10.1021/acsami.8b02141
- Boos A.M., Loew J.S., Weigand A., et al. Engineering axially vascularized bone in the sheep arteriovenous-loop model // J. Tissue. Eng. Regen. Med. 2013. Vol. 7. No. 8. P. 654–664. doi: 10.1002/term.1457
- Jones A.L., Bucholz R.W., Bosse M.J., et al. Recombinant human BMP-2 and allograft compared with autogenous bone graft for reconstruction of diaphyseal tibial fractures with cortical defects. A randomized, controlled trial // J. Bone Joint Surg. Am. 2006. Vol. 88. No. 7. P. 1431–1441. doi: 10.2106/JBJS.E.00381
- Hokugo A., Sawada Y., Sugimoto K., et al. Preparation of prefabricated vascularized bone graft with neoangiogenesis by combination of autologous tissue and biodegradable materials // Int. J. Oral. Maxillofac. Surg. 2006. Vol. 35. No. 11. P. 1034–1040. doi: 10.1016/j.ijom.2006.06.003
- Eweida A., Fathi I., Eltawila A.M., et al. Pattern of bone generation after irradiation in vascularized tissue engineered constructs // J. Reconstr. Microsurg. 2018. Vol. 34. No. 2. P. 130–137. doi: 10.1055/s-0037-1607322
- Polykandriotis E., Drakotos D., Arkudas A., et al. Factors influencing successful outcome in the arteriovenous loop model: a retrospective study of 612 loop operations // J. Reconstr. Microsurg. 2011. Vol. 27. No. 1. P. 11–18. doi: 10.1055/s-0030-1267385
- Weigand A., Boos A.M., Ringwald J., et al. New aspects on efficient anticoagulation and antiplatelet strategies in sheep // BMC Vet. Res. 2013. Vol. 9. P. 192. doi: 10.1186/1746-6148-9-192
- Dong Q.S., Lin C., Shang H.T., et al. Modified approach to construct a vascularized coral bone in rabbit using an arteriovenous loop // J. Reconstr. Microsurg. 2010. Vol. 26. No. 2. P. 95–102. doi: 10.1055/s-0029-1243293
Дополнительные файлы
