Использование промежуточной транспедикулярной фиксации при оскольчатых переломах позвонков переходного грудопоясничного отдела

Введение. Короткосегментарная транспедикулярная фиксация (ТПФ) – стандарт хирургии повреждений переходного грудопоясничного отдела позвоночника. Недостаток этой методики – частое развитие нестабильности металлоконструкции (МК), сопровождающееся рецидивом деформации и боли. Известна промежуточная ТПФ, дополненная введением двух дополнительных винтов в поврежденный позвонок. Описания результатов ТПФ, дополненной одним промежуточным винтом, обеспечивающей возможность в дальнейшем осуществить корпородез без перемонтажа МК, в литературе нет.

Методы. Проведён ретроспективный моноцентровой нерандомизированный анализ результатов хирургического лечения 109 пациентов (71 мужчина, 38 женщин) с переломами Th12, L1, L2 тип А3 (78) или А4 (31) по AOSpine. Возраст 36 (29; 43,5) лет. I группа – 58 пациентов со стандартной 4-винтовой ТПФ; группа II – 51 пациент, ТПФ с дополнительным введением одного винта в поврежденный позвонок. Оценивали динамику изменения интенсивности боли, выраженности кифоза, высоту передней колонны, нестабильность МК и потерю коррекции. На основании данных компьютерной томографии построены твердотельные компьютерные модели позвоночника и компоновок ТПФ. Проведено компьютерное биомеханическое моделирование системы кость-металлоконструкция. Моделировались варианты нагружений инструментируемой зоны, соответствующие физиологическим.

Результаты. Группы больных сопоставимы по параметрам возраста и роста, распределение пациентов осуществлялось по уровню и типу повреждений, высоте передней колонны поврежденного позвонка, дефициту просвета позвоночного канала и интенсивности болевого синдрома. После операции значимые (p<0,05) позитивные различия в отношении результатов лечения больных выявлены у прооперированных с применением промежуточных винтов. Биомеханически 4-винтовая ТПФ менее стабильна, чем 5-винтовая. Костная ткань позвонков менее нагружена при 5-винтовой системе. Компоновка ТПФ, обеспечивающая меньшие напряжения, более предпочтительна.

Заключение. Для достижения положительного эффекта промежуточной ТПФ возможно унилатеральное введение винта в поврежденный позвонок. В отличие от применения двух промежуточных винтов, возможна корпорэктомия и корпородез без перемонтажа МК.

1. Leucht P., Fischer K., Muhr G., Mueller E.J. Epidemiology of traumatic spine fractures. Injury. 2009;40(2):166-72. DOI: 10.1016/j.injury.2008.06.040.

2. Tian Y., Zhu Y., Yin B., Zhang F., Liu B., Chen W., Zhang Y. Age- and gender-specific clinical characteristics of acute adult spine fractures in China. Int Orthop. 2016;40(2):347-53. DOI: 10.1007/s00264-015-3025-y.

3. Лихачев С.В., Зарецков В.В., Шульга А.Е., Грамма С.А., Щаницын И.Н., Бажанов С.П., Зарецков А.В., Донник А.М. Повреждения переходного грудопоясничного отдела позвоночника: библиометрический анализ англоязычной литературы. Хирургия позвоночника. 2018;15(4): 52-69.

4. Rosenthal B.D., Boody B.S., Jenkins T.J., Hsu W.K., Patel A.A., Savage J.W. Thoracolumbar Burst Fractures. Clin Spine Surg. 2018;31(4):143-151. DOI: 10.1097/BSD.0000000000000634.

5. Афаунов А.А., Чайкин Н.С. Анализ технических вариантов декомпрессивно-стабилизирующих операций при повреждениях нижнегрудного и поясничного отделов позвоночника: систематический обзор литературы. Хирургия позвоночника. 2022;19(3):22-37.

6. McDonnell M., Shah K.N., Paller D.J., Thakur N.A., Koruprolu S., Palumbo M.A., Daniels A.H. Biomechanical Analysis of Pedicle Screw Fixation for Thoracolumbar Burst Fractures. Orthopedics. 2016;39(3):514-518. DOI: 10.3928/01477447-20160427-09.

7. Couvertier M., Germaneau A., Saget M., Dupré J.C., Doumalin P., Brémand F., Hesser F., Brèque C., Roulaud M., Monlezun O., Vendeuvre T., Rigoard P. Biomechanical analysis of the thoracolumbar spine under physiological loadings: Experimental motion data corridors for validation of finite element models. Proc Inst Mech Eng H. 2017; 231(10):975-981. DOI: 10.1177/0954411917719740.

8. Wang H., Zhao Y., Mo Z., Han J., Chen Y., Yu H., Wang Q., Liu J., Li C., Zhou Y., Xiang L. Comparison of short-segment monoaxial and polyaxial pedicle screw fixation combined with intermediate screws in traumatic thoracolumbar fractures: a finite element study and clinical radiographic review. Clinics (Sao Paulo). 2017;72(10):609-617. DOI: 10.6061/clinics/2017(10)04.

9. Bolesta M.J., Caron T., Chinthakunta S.R., Vazifeh P.N., Khalil S. Pedicle screw instrumentation of thoracolumbar burst fractures: Biomechanical evaluation of screw configuration with pedicle screws at the level of the fracture. Int J Spine Surg. 2012;6:200-5. DOI: 10.1016/j.ijsp.2012.09.002.

10. Liao J.C., Chen W.P., Wang H. Treatment of thoracolumbar burst fractures by short-segment pedicle screw fixation using a combination of two additional pedicle screws and vertebroplasty at the level of the fracture: a finite element analysis. BMC Musculoskelet Disord. 2017;18(1):262. DOI: 10.1186/s12891-017-1623-0.

11. Донник А.М., Иванов Д.В., Коссович Л.Ю., Левченко К.К., Киреев С.И., Морозов К.М., Островский Н.В., Зарецков В.В., Лихачев С.В. Создание трехмерных твердотельных моделей позвоночника с транспедикулярной фиксацией c использованием специализированного программного обеспечения. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2019;19(4):424-438.

12. Putzer M., Auer S., Malpica W., Suess F., Dendorfer S.. A numerical study to determine the effect of ligament stiffness on kinematics of the lumbar spine during flexion. BMC Musculoskelet Disord. 2016;17:95. DOI: 10.1186/s12891-016-0942-x.

13. Maknickas A., Alekna V., Ardatov O., Chabarova O., Zabulionis D., Tamulaitienė M., Kačianauskas R. FEM-Based Compression Fracture Risk Assessment in Osteoporotic Lumbar Vertebra L1. Appl. Sci. 2019;9(15):3013. DOI: 10.3390/app9153013.

14. Manickam P.S., Roy S. The biomechanical study of cervical spine: A Finite Element Analysis. Int J Artif Organs. 2022;45(1):89-95. DOI: 10.1177/0391398821995495.

15. Sasso R.C., Best N.M., Reilly T.M., McGuire R.A. Jr. Anterior-only stabilization of three-column thoracolumbar injuries. J Spinal Disord Tech. 2005;18 Suppl:S7-14. DOI: 10.1097/01.bsd.0000137157.82806.68.

16. Dai L.Y., Jiang L.S., Jiang S.D. Anterior-only stabilization using plating with bone structural autograft versus titanium mesh cages for two- or three-column thoracolumbar burst fractures: a prospective randomized study. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34(14):1429-35. DOI: 10.1097/BRS.0b013e3181a4e667.

17. Haiyun Y., Rui G., Shucai D., Zhanhua J., Xiaolin Z., Xin L., Xue W., Gongyi L., Jiankun L. Three-column reconstruction through single posterior approach for the treatment of unstable thoracolumbar fracture. Spine (Phila Pa 1976). 2010;35(8):E295-302. DOI: 10.1097/BRS.0b013e3181c392b9.

18. Scholl B.M., Theiss S.M., Kirkpatrick J.S. Short segment fixation of thoracolumbar burst fractures. Orthopedics. 2006;29(8):703-708. DOI: 10.3928/01477447-20060801-14.

19. Mahar A.K.C., Wedemeyer M., Mitsunaga L., Odell T., Johnson B., Garfin S. Shortsegment fixation of lumbar burst fractures using pedicle fixation at the level of the fracture. Spine (Phila Pa 1976). 2007;32(14):1503-1507. DOI: 10.1097/BRS.0b013e318067dd24.

20. Dick J.C., Jones M.P., Zdeblick T.A., Kunz D.N., Horton W.C. A biomechanical comparison evaluating the use of intermediate screws and cross-linkage in lumbar pedicle fixation. J Spinal Disord. 1994;7(5):402-407.

21. Guven O., Kocaoglu B., Bezer M., Aydin N., Nalbantoglu U. The use of screw at the fracture level in the treatment of thoracolumbar burst fractures. J Spinal Disord Tech. 2009;22(6):417-421. DOI: 10.1097/BSD.0b013e3181870385.

22. Norton R.P., Milne E.L., Kaimrajh D.N., Eismont F.J., Latta L.L., Williams S.K. Biomechanical analysis of fourversus six-screw constructs for short-segment pedicle screw and rod instrumentation of unstable thoracolumbar fractures. Spine J. 2014;14(8):1734-1739. DOI: 10.1016/j.spinee.2014.01.035.

23. Xiong C., Huang B., Wei T., Kang H., Xu F. Effect of the short-segment internal fixation with intermediate inclined-angle polyaxial screw at the fractured vertebra on the treatment of Denis type B thoracolumbar fracture. J Orthop Surg Res. 2020;15(1):182. DOI: 10.1186/s13018-020-01686-7.

24. Cho D.Y., Lee W.Y., Sheu P.C. Treatment of thoracolumbar burst fractures with polymethyl methacrylate vertebroplasty and short-segment pedicle screw fixation. Neurosurgery. 2003;53(6):1354-1360; discussion 1360-1361. DOI: 10.1227/01.neu.0000093200.74828.2f.

25. Elmasry S.S., Asfour S.S., Travascio F. Finite Element Study to Evaluate the Biomechanical Performance of the Spine After Augmenting Percutaneous Pedicle Screw Fixation With Kyphoplasty in the Treatment of Burst Fractures. J Biomech Eng. 2018;140(6). doi: 10.1115/1.4039174.

26. Formica M., Zanirato A., Cavagnaro L., Basso M., Divano S., Lamartina C., Berjano P., Felli L., Formica C. Vertebral body osteonecrosis: proposal of a treatment-oriented classification system. Eur Spine J. 2018;27(Suppl 2):190-197. DOI: 10.1007/s00586-018-5600-6.

27. Knop C., Fabian H.F., Bastian L., Blauth M. Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting. Spine (Phila Pa 1976). 2001;26(1):88-99. DOI: 10.1097/00007632-200101010-00016.

28. Shen Y.X., Zhang P., Zhao J.G., Xu W., Fan Z.H., Lu Z.F., Li L.B. Pedicle screw instrumentation plus augmentation vertebroplasty using calcium sulfate for thoracolumbar burst fractures without neurologic deficits. Orthop Surg. 2011;3(1):1-6. DOI: 10.1111/j.1757-7861.2010.00114.x.

29. Marco R.A., Kushwaha V.P. Thoracolumbar burst fractures treated with posterior decompression and pedicle screw instrumentation supplemented with balloon-assisted vertebroplasty and calcium phosphate reconstruction. J Bone Joint Surg Am. 2009;91(1):20-8. DOI: 10.2106/JBJS.G.01668.

30. Jindal R., Jasani V., Sandal D., Garg S.K. Current status of short segment fixation in thoracolumbar spine injuries. J Clin Orthop Trauma. 2020;11(5):770-777. DOI: 10.1016/j.jcot.2020.06.008.

31. Chokshi J.J., Shah M. Outcomes of Including Fracture Level in Short-Segment Fixation for Thoracolumbar Fracture Dislocation. Asian Spine J. 2019;13(1):56-60. DOI: 10.31616/asj.2018.0064.

32. Norton R.P., Milne E.L., Kaimrajh D.N., Eismont F.J., Latta L.L., Williams S.K. Biomechanical analysis of fourversus six-screw constructs for short-segment pedicle screw and rod instrumentation of unstable thoracolumbar fractures. Spine J. 2014;14(8):1734-1739. DOI: 10.1016/j.spinee.2014.01.035.

33. Baaj A.A., Reyes P.M., Yaqoobi A.S., Uribe J.S., Vale F.L., Theodore N., Sonntag V.K., Crawford N.R. Biomechanical advantage of the index-level pedicle screw in unstable thoracolumbar junction fractures. J Neurosurg Spine. 2011;14(2):192-197. DOI: 10.3171/2010.10.SPINE10222.

34. Wang H., Li C., Liu T., Zhao W.D., Zhou Y. Biomechanical efficacy of monoaxial or polyaxial pedicle screw and additional screw insertion at the level of fracture, in lumbar burst fracture: An experimental study. Indian J Orthop. 2012;46(4):395-401. DOI: 10.4103/0019-5413.98827.

35. Kapoen C., Liu Y., Bloemers F.W., Deunk J. Pedicle screw fixation of thoracolumbar fractures: conventional short segment versus short segment with intermediate screws at the fracture level-a systematic review and meta-analysis. Eur Spine J. 2020;29(10):2491-2504. DOI: 10.1007/s00586-020-06479-4.