Влияние трансфизарного интрамедуллярного стержня на формирование дистракционного регенерата голени и ее последующий рост у ягнят

Введение. При удлинении конечностей у детей сочетание эластичного интрамедуллярного армирования и внешней фиксации имеет преимущества перед стандартными методиками, но требует удаления эластичных стержней и не предусматривает возможности блокирования, что могло бы существенно сократить период фиксации наружными конструкциями.

Цель работы — определить особенности формирования дистракционного регенерата большеберцовой кости и резидуального роста удлиненного сегмента у ягнят в условиях внешнего остеосинтеза с использованием трансфизарного ригидного титанового стержня.

Материалы и методы. Выполнили эксперименты in vivo на ягнятах (n = 7) в периоде роста. В контрольной группе удлиняли правую большеберцовую кость методом чрескостного дистракционного остеосинтеза 28 сут. В основной группе сегмент дополнительно армировали интрамедуллярным ригидным стержнем. На рентгенограммах измеряли высоту диастаза между отломками, поперечные размеры дистракционного регенерата, высоту костных отделов регенерата и зоны роста, длину большеберцовых костей; рентгенанатомические углы проксимального суставного конца большеберцовой кости. Для определения собственной динамики роста оперированного сегмента из значений длины большеберцовой кости вычитали величину дистракционного регенерата.

Результаты. В основной группе поперечные размеры дистракционного регенерата были больше, а высота зоны роста — меньше, чем в контрольной группе. Консолидация регенерата в основной группе происходила через 30 сут., а в контрольной — через 60 сут. после прекращения удлинения. Не отмечено замедления продольного роста удлиненного сегмента в сравнении с контралатеральным, не изменялись углы ориентации наклона проксимальных суставных поверхностей.

Обсуждение. Трансфизарные имплантаты для снижения риска эпифизиодезов должны располагаться центрально, их площадь не должна превышать 7 % ростковой зоны. Эти условия соблюдены в выполненном исследовании. Сокращение сроков кортикализации дистракционного регенерата и раннего прекращения наружной фиксации связано с выраженным периостальным остеогенезом и повышенной стабильностью положения костных фрагментов. Расположение стержня в пластинке роста не приводит к эпифизеодезу и не препятствует нормальному росту сегмента.

Заключение. Выраженный периостальный остеогенез и дополнительная стабилизация положения костных фрагментов при использовании трансфизарного ригидного титанового стержня способствуют быстрейшему формированию и созреванию костного регенерата. Отсутствуют признаки угнетения спонтанного роста удлиняемого сегмента и формирования рентгеновских признаков эпифизиодеза на уровне расположения трансфизарной конструкции. Центральное расположение трансфизарного стержня относительно плоскости ростковой зоны и его площади сечения менее 5 % площади физиса можно считать условиями, при которых эпифизиодез не развивается.

1. Fuller CB, Shannon CE, Paley D. Lengthening Reconstruction Surgery for Fibular Hemimelia: A Review. Children (Basel). 2021;8(6):467. doi: 10.3390/children8060467

2. Lazović M., Леончук С.С., Ducić S. и др. Удлинение и коррекция деформаций конечности у пациентов с тяжелыми формами малоберцовой гемимелии: опыт детской университетской больницы Белграда. Гений ортопедии. 2024;30(1):38-45. doi: 10.18019/1028-4427-2024-30-1-38-45

3. Antoci V, Ono CM, Antoci V Jr, Raney EM. Bone lengthening in children: how to predict the complications rate and complexity? J Pediatr Orthop. 2006;26(5):634-640. doi: 10.1097/01.bpo.0000229977.31931.69

4. Moraal JM, Elzinga-Plomp A, Jongmans MJ, et al. Long-term psychosocial functioning after Ilizarov limb lengthening during childhood. Acta Orthop. 2009;80(6):704-710. doi: 10.3109/17453670903473024

5. Popkov A, Foster P, Gubin A, et al. The use of flexible intramedullary nails in limb lengthening. Expert Rev Med Devices. 2017;14(9):741-753. doi: 10.1080/17434440.2017.1367284

6. Popkov D, Popkov A, Haumont T, et al. Flexible intramedullary nail use in limb lengthening. J Pediatr Orthop. 2010;30(8):910-918. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181f0eaf9

7. Launay F, Jouve JL, Guillaume JM, et al. Progressive forearm lengthening in children: 14 cases. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2001;87(8):786-795. (In French.)

8. Клышников К.А., Сазонова Н.В., Попков А.В. Комбинированный остеосинтез при лечении диафизарных переломов большеберцовой кости. Гений ортопедии. 2023;29(6):635-639. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-6-635-639

9. Kononovich N, Mingazov E, Gorbach E, et al. Impact of telescopic intramedullary rodding on the growth of tibia: Comparative experimental study in dogs. Orthop Traumatol Surg Res. 2024;110(6):103645. doi: 10.1016/j.otsr.2023.103645

10. Meyers AB. Physeal bridges: causes, diagnosis, characterization and post-treatment imaging. Pediatr Radiol. 2019;49(12):1595-1609. doi: 10.1007/s00247-019-04461-x

11. Langenhan R, Baumann M, Hohendorff B, et al. Arthroscopically assisted reduction and internal fixation of a femoral anterior cruciate ligament osteochondral avulsion fracture in a 14-year-old girl via transphyseal inside-out technique. Strategies Trauma Limb Reconstr. 2013;8(3):193-197. doi: 10.1007/s11751-013-0175-6

12. Yung PS, Lam CY, Ng BK, et al. Percutaneous transphyseal intramedullary Kirschner wire pinning: a safe and effective procedure for treatment of displaced diaphyseal forearm fracture in children. J Pediatr Orthop. 2004;24(1):7-12. doi: 10.1097/00004694-200401000-00002

13. Nicolaou N, Bowe JD, Wilkinson JM, et al. Use of the Sheffield telescopic intramedullary rod system for the management of osteogenesis imperfecta: clinical outcomes at an average follow-up of nineteen years. J Bone Joint Surg Am. 2011;93(21):1994-2000. doi: 10.2106/JBJS.J.01893

14. Petersen W, Bierke S, Stöhr A, et al. A systematic review of transphyseal ACL reconstruction in children and adolescents: comparing the transtibial and independent femoral tunnel drilling techniques. J Exp Orthop. 2023;10(1):7. doi: 10.1186/s40634-023-00577-0

15. Peterson DC, Ayeni OR. Pediatric anterior cruciate ligament reconstruction outcomes. Curr Rev Musculoskelet Med. 2016;9(4):339-347. doi: 10.1007/s12178-016-9358-3

16. Wu C, Zheng G, Wang D, et al. Combination Treatment by Cross-Union of the Tibia and Fibula, Autogenic Iliac Bone Grafting, Reliable Fixation and Bone Morphogenetic Proteins for the Treatment of Refractory Congenital Pseudarthrosis of the Tibia. J Pediatr Orthop. 2022;42(6):e623-e629. doi: 10.1097/BPO.0000000000002138

17. Guzzanti V, Falciglia F, Gigante A, Fabbriciani C. The effect of intra-articular ACL reconstruction on the growth plates of rabbits. J Bone Joint Surg Br. 1994;76(6):960-963.

18. Ono T, Wada Y, Takahashi K, et al. Tibial deformities and failures of anterior cruciate ligament reconstruction in immature rabbits. J Orthop Sci. 1998;3(3):150-155. doi: 10.1007/s007760050035

19. Seil R, Pape D, Kohn D. The risk of growth changes during transphyseal drilling in sheep with open physes. Arthroscopy. 2008;24(7):824-833. doi: 10.1016/j.arthro.2008.02.007

20. Abood AA, Møller-Madsen B, Shiguetomi-Medina JM, et al. Autologous cartilage and fibrin sealant may be superior to conventional fat grafting in preventing physeal bone bridge formation - a pilot study in porcines. J Child Orthop. 2020;14(5):459-465. doi: 10.1302/1863-2548.14.200024

21. Madry H, Ochi M, Cucchiarini M, et al. Large animal models in experimental knee sports surgery: focus on clinical translation. J Exp Orthop. 2015;2(1):9. doi: 10.1186/s40634-015-0025-1

22. Bernard C. Experimental Pathology-Rational Principles of Therapeutics: Lecture XII. Delivered at the College of France, during the Winter Session, 1859-60. Chic Med J. 1860;17(8):487-493.

23. Mizuta T, Benson WM, Foster BK, et al. Statistical analysis of the incidence of physeal injuries. J Pediatr Orthop. 1987;7(5):518-523. doi: 10.1097/01241398-198709000-00003

24. Mann DC, Rajmaira S. Distribution of physeal and nonphyseal fractures in 2,650 long-bone fractures in children aged 0-16 years. J Pediatr Orthop. 1990;10(6):713-716. doi: 10.1097/01241398-199011000-00002

25. Horn J, Kristiansen LP, Steen H. Partial physeal arrest after temporary transphyseal pinning--a case report. Acta Orthop. 2008;79(6):867-869. doi: 10.1080/17453670810016975

26. Garrett BR, Hoffman EB, Carrara H. The effect of percutaneous pin fixation in the treatment of distal femoral physeal fractures. J Bone Joint Surg Br. 2011;93(5):689-694. doi: 10.1302/0301-620X.93B5.25422

27. Song MH, Yoo WJ, Cho TJ, et a;. In Vivo Response of Growth Plate to Biodegradable Mg-Ca-Zn Alloys Depending on the Surface Modification. Int J Mol Sci. 2019;20(15):3761. doi: 10.3390/ijms20153761

28. van Eck CF, Gravare-Silbernagel K, Samuelsson K, et al. Evidence to support the interpretation and use of the Anatomic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Checklist. J Bone Joint Surg Am. 2013;95(20):e153. doi: 10.2106/JBJS.L.01437

29. Zantop T, Wellmann M, Fu FH, Petersen W. Tunnel positioning of anteromedial and posterolateral bundles in anatomic anterior cruciate ligament reconstruction: anatomic and radiographic findings. Am J Sports Med. 2008;36(1):65-72. doi: 10.1177/0363546507308361

30. Seil R, Pape D, Kohn D. The risk of growth changes during transphyseal drilling in sheep with open physes. Arthroscopy. 2008;24(7):824-833. doi: 10.1016/j.arthro.2008.02.007

31. Janarv PM, Wikström B, Hirsch G. The influence of transphyseal drilling and tendon grafting on bone growth: an experimental study in the rabbit. J Pediatr Orthop. 1998;18(2):149-154.

32. Nguyen CV, Makarewich CA, Poon SC, et al. Long-term Outcomes of Intramedullary Nails in Osteogenesis Imperfecta: Fewer Surgeries and Longer Survival Times With Telescoping Rods in Patients With Over Ten Years Follow-up. J Pediatr Orthop. 2024. doi: 10.1097/BPO.0000000000002810

33. Мингазов Э.Р., Гофман Ф.Ф., Попков А.В. и др. Первый опыт применения титанового телескопического стержня при коррекции деформаций конечностей у детей с несовершенным остеогенезом. Гений ортопедии. 2019;25(3):297-303. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-3-297-303

34. Mingazov E, Gvozdev N, Popkov A, et al. Preliminary Results of Bone Lengthening over Telescopic Titanium Intramedullary Rod. Case Rep Orthop. 2023;2023:4796006. doi: 10.1155/2023/4796006

35. Mäkelä EA, Vainionpää S, Vihtonen K, et al. The effect of trauma to the lower femoral epiphyseal plate. An experimental study in rabbits. J Bone Joint Surg Br. 1988;70(2):187-191. doi: 10.1302/0301-620X.70B2.3346285

36. Попков Д.А., Кононович Н.А., Мингазов Э.Р. и др. Интрамедуллярный эластичный трансфизарный остеосинтез большеберцовой кости и его влияние на рост сегмента. Вестник Российской академии медицинских наук. 2015;70(4):441-449. doi: 10.15690/vramn.v70.i4.1410

37. Abood AA, Rahbek O, Olesen ML, et al. Does Retrograde Femoral Nailing through a Normal Physis Impair Growth? An Experimental Porcine Model. Strategies Trauma Limb Reconstr. 2021;16(1):8-13. doi: 10.5005/jp-journals-10080-1515

38. Caton J, Rubini J, Panisset JC, et al. Progressive limb lengthening with a centromedullary nail versus an external fixator: experimental study in sheep. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2001;87(3):237-247. (In French.)

39. Lin CC, Huang SC, Liu TK, Chapman MW. Limb lengthening over an intramedullary nail. An animal study and clinical report. Clin Orthop Relat Res. 1996;(330):208-216. doi: 10.1097/00003086-199609000-00028

40. Kojimoto H, Yasui N, Goto T, et al. Bone lengthening in rabbits by callus distraction. The role of periosteum and endosteum. J Bone Joint Surg Br. 1988;70(4):543-549. doi: 10.1302/0301-620X.70B4.3403595

41. Popkov DA, Popkov AV, Kononovich NA, et al. Experimental study of progressive tibial lengthening in dogs using the Ilizarov technique. Comparison with and without associated intramedullary K-wires. Orthop Traumatol Surg Res. 2014;100(7):809-814. doi: 10.1016/j.otsr.2014.06.021

42. Черкашин А. Механические способы стимуляции дистракционного регенерата: мини-обзор современных концепций. Гений ортопедии. 2023;29(6):656-661. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-6-656-661.