Введение
Пересадка кости
Костная пластика – это хирургическая процедура, заменяющая недостающий костный материал для восстановления сложных костных переломов, представляющих значительный риск для здоровья пациента или неправильно срастающихся. Некоторые небольшие или острые переломы можно вылечить без костной пластики, однако риск выше при крупных переломах, таких как открытые переломы. Костная ткань обычно способна к полной регенерации, но для этого требуется очень небольшое пространство перелома или определенный каркас. Костные трансплантаты могут быть аутологичными (кость, взятая из тела самого пациента, часто из подвздошного гребня), аллогенными (кость от донора, обычно полученная из банка костей) или синтетическими (часто изготовленными из гидроксиапатита или других природных и биосовместимых веществ) с механическими свойствами, схожими с костью. Большинство костных трансплантатов ожидаемо резорбируются и замещаются новой костной тканью в процессе заживления, который занимает несколько месяцев. Принципы, обеспечивающие успешную костную пластику, включают остеокондукцию (направление роста новой костной ткани), остеоиндукцию (стимуляцию недифференцированных клеток к превращению в активные остеобласты) и остеогенез (участие живых костных клеток в трансплантате в ремоделировании кости). Остеогенез происходит только при использовании аутотрансплантата и клеточных костных матриц аллотрансплантата.
Остеокондукция
Остеокондукция определяется как способность материала поддерживать врастание тканей, рост остеопрогениторных клеток и развитие, необходимое для формирования кости. В контексте костной пластики это происходит, когда материал костного трансплантата служит каркасом для роста новой кости, поддерживаемым собственной костной тканью. Остеобласты, расположенные по краю дефекта, используют материал трансплантата в качестве основы для распространения и генерации новой кости. Правильное соединение биоактивных веществ (бета-трикальция фосфата) в имплантатах, применяемых при хирургической костной пластике, способствует усилению остеокондукции в области дефекта.
Остеогенез
Остеогенез происходит, когда жизнеспособные остеобласты, происходящие из материала костного трансплантата, участвуют в формировании новой костной ткани наряду с ростом кости, возникающим посредством двух других механизмов.
Автотрансплантация
Автологичная (или автогенная) костная трансплантация предполагает использование кости, полученной от того же пациента, которому выполняется трансплантация. Кость можно взять из нежизненно важных костей, например, из гребня подвздошной кости, или, что более распространено в челюстно-лицевой хирургии, из подбородка или переднего отростка нижней челюсти (короноидного отростка); это особенно актуально для блочных трансплантатов, когда небольшой блок кости помещается целиком в область, требующую трансплантации. При выполнении блочной трансплантации автогенная кость является наиболее предпочтительной, поскольку риск отторжения трансплантата минимален, так как кость взята из тела самого пациента. Как показано на схеме выше, такой трансплантат обладает остеоиндуктивными, остеогенными и остеокондуктивными свойствами. Недостатком аутологичных трансплантатов является необходимость дополнительного хирургического вмешательства, что создает еще одну потенциальную область для послеоперационной боли и осложнений. Автологичную кость обычно берут из внутриротовых источников, таких как подбородок, или из внеротовых источников, таких как гребень подвздошной кости, малоберцовая кость, ребра, нижняя челюсть и даже части черепа. Любая кость требует кровоснабжения в месте трансплантации. В зависимости от расположения места трансплантации и размера трансплантата может потребоваться дополнительное кровоснабжение. Для таких трансплантатов необходимо извлечение части надкостницы и сопровождающих кровеносных сосудов вместе с донорской костью. Такой вид трансплантации называется витальным костным трансплантатом. Автотрансплантацию можно также выполнить без цельной костной структуры, например, используя кость, полученную путем выскабливания из передневерхней подвздошной ости. В этом случае наблюдается остеоиндуктивное и остеогенное действие, однако остеокондуктивное действие отсутствует, поскольку нет цельной костной структуры. Подбородок предоставляет большое количество кортико-губчатого аутотрансплантата и обеспечивает легкий доступ среди всех внутриротовых источников. Его можно легко получить в условиях кабинета под местной анестезией в амбулаторном порядке. Близость донорской и реципиентной областей сокращает время операции и ее стоимость. Удобный хирургический доступ, низкая травматичность, отсутствие необходимости в госпитализации, минимальный дискомфорт в области донорского участка и отсутствие кожных рубцов – дополнительные преимущества.
Денттин-присадка
Дентин зуба, полученный из удаленных зубов, составляет более 85% структуры зуба, а эмаль, состоящая из минерала HA, – 10% структуры зуба. По химическому составу дентин схож с костью: по объему он содержит 70–75% минерала HA и 20% органической матрицы, преимущественно волокнистого коллагена I типа. Дентин, подобно кости, способен высвобождать факторы роста и дифференцировки при резорбции остеокластами. Для обеспечения пригодности дентинного трансплантата к использованию и его стерильности некоторые компании разработали клинические протоколы, включающие измельчение, сортировку и очистку зубов для немедленного или последующего применения. В Корее, в период с января 2009 года по октябрь 2012 года, Корейский банк зубов осуществил биологическую переработку зубов 38 000 пациентов.
Аллопластические трансплантаты
Аллопластические трансплантаты могут быть изготовлены из гидроксиапатита – природного минерала, который также является основным минеральным компонентом костной ткани. Они могут быть изготовлены из биоактивного стекла. Гидроксиапатит является синтетическим костным трансплантатом, который в настоящее время наиболее широко используется среди других синтетических материалов благодаря своей остеокондуктивности, твердости и хорошей переносимости костью. Трикальцийфосфат, который сейчас используется в комбинации с гидроксиапатитом, обеспечивает как остеокондукцию, так и резорбцию. Полимеры, такие как некоторые микропористые марки ПММА и различные другие акрилаты (например, полигидроксиэтилметакрилат, также известный как PHEMA), покрытые гидроксидом кальция для улучшения адгезии, также используются в качестве аллопластических трансплантатов благодаря их способности подавлять инфекцию, механической прочности и биосовместимости. Кальцифицирующие морские водоросли, такие как Corallina officinalis, имеют фторгидроксиапатитный состав, структура которого схожа с человеческой костью и обеспечивает постепенную резорбцию, поэтому они обрабатываются и стандартизируются как "ФГА (фторгидроксиапатитный) биоматериал" для аллопластических костных трансплантатов.
Синтетические варианты
Искусственную кость можно создать из керамики, такой как фосфаты кальция (например, гидроксиапатит и трикальцийфосфат), биостекло и сульфат кальция; все они обладают различной степенью биологической активности в зависимости от растворимости в физиологической среде. Эти материалы могут быть легированы факторами роста, ионами, такими как стронций, или смешаны с аспиратом костного мозга для увеличения биологической активности. Некоторые авторы считают, что этот метод уступает автотрансплантации кости, однако он может быть использован для лечения посттравматических дефектов кости и других видов коралловых ксенотрансплантатов. Ксенотрансплантаты на основе кораллов в основном состоят из карбоната кальция (и значительной доли фторидов, полезных для стимуляции развития кости при трансплантации), в то время как естественная человеческая кость состоит из гидроксиапатита, а также фосфата и карбоната кальция: коралловый материал либо промышленно преобразуется в гидроксиапатит посредством гидротермального процесса, в результате чего получается нерезорбируемый ксенотрансплантат, либо процесс пропускается, и коралловый материал остается в состоянии карбоната кальция для лучшей резорбции трансплантата естественной костью. Затем коралловый ксенотрансплантат насыщают гелями и растворами, стимулирующими рост.
Опасность для здоровья
Исследования показывают, что ксенотрансплантаты могут быть использованы, однако они находятся под строгим контролем из-за риска отторжения. Зоонозы – заболевания, возникающие при передаче от животных к человеку, представляют угрозу для успешной имплантации ксенотрансплантатов. Эти заболевания конкретно обозначаются как «ксенозоонозы». Их можно классифицировать на три группы: вирусные инфекции, инфекции, обусловленные прионами, и бактериальные инфекции. Они потенциально могут создать угрозу общественному здоровью, если не будут тщательно отслеживаться, поскольку могут способствовать более лёгкой передаче заболеваний между разными видами.
Факторы роста
Улучшенные факторы роста трансплантаты производятся с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Они состоят из факторов роста человека или морфогенов (костно-морфогенетических белков в сочетании с носителем, например, коллагеном).
Восстановление и последующий уход
Время восстановления зависит от тяжести травмы и может составлять от двух недель до двух месяцев, при этом интенсивные физические нагрузки могут быть противопоказаны до шести месяцев. Заживление трансплантата дистального отдела бедренной кости занимает до шести месяцев. У пациентов, длительное время остававшихся беззубыми, может быть недостаточно костной ткани в необходимых областях. В таких случаях аутологичную кость можно взять из подбородка, из направляющих отверстий для имплантатов или даже из гребня подвздошной кости таза и пересадить в полость рта под новый имплантат. Альтернативно, можно использовать экзогенную кость: наиболее часто применяется ксенотрансплантат, благодаря его исключительной стабильности объема с течением времени. Аллотрансплантат обеспечивает наилучшее качество регенерации, но обладает меньшей стабильностью объема. Часто используется комбинация различных видов костных трансплантатов. Как правило, костный трансплантат используется либо в виде блока (например, из подбородка или области восходящей ветви нижней челюсти), либо в гранулированном виде, для лучшей адаптации к дефекту. Зубочелюстная костная пластика – это специализированная хирургическая процедура, разработанная для восстановления утраченной костной ткани челюсти. Эта потеря может быть вызвана зубной инфекцией, абсцессом, пародонтитом, травмой или естественным процессом старения. Существуют различные показания для восстановления утраченной костной ткани и стимуляции естественного роста кости, и каждая техника направлена на устранение дефектов челюсти по-разному. Причины, по которым может потребоваться костная пластика, включают синус-лифтинг, сохранение лунки после удаления зуба, увеличение объема гребня или регенерацию кости. В настоящее время имеются данные, подтверждающие эффективность использования аутологичных концентратов тромбоцитов (клеточных фрагментов, содержащих факторы роста для стимуляции регенерации тканей) при костной пластике для лечения заболеваний десен.
Сосновая ветвь
Другой распространенный костный трансплантат, который более значителен, чем используемые для зубных имплантатов, – это трансплантат из диафиза малоберцовой кости. После удаления сегмента диафиза малоберцовой кости обычная активность, такая как бег и прыжки, разрешена на ноге с дефектом кости. Васкуляризированные трансплантаты из малоберцовой кости используются для восстановления целостности скелета длинных костей конечностей при врожденных дефектах костей, а также для замещения костных сегментов после травм или инвазии злокачественных опухолей. Надкостница и питающая артерия обычно удаляются вместе с фрагментом кости, чтобы трансплантат оставался жизнеспособным и рос после пересадки в новое ложе. После фиксации пересаженной кости в новом месте обычно восстанавливается кровоснабжение кости, к которой она была прикреплена.
Другое
Костные трансплантаты используются с надеждой на заживление или регенерацию дефектной кости с минимальным риском отторжения. Кроме того, костные трансплантаты или их заменители широко применяются для аугментации при операциях спондилодеза.
Риски
Как и любая процедура, связана с определенными рисками, включая реакции на лекарственные препараты, затрудненное дыхание, кровотечение и инфекцию.
Расходы
Процедуры пересадки костной ткани состоят не только из самой операции. Полная стоимость комплексной постеролатеральной спондилодезии поясничного отдела позвоночника с использованием костного трансплантата и расширителей трансплантата в течение трех месяцев варьируется в среднем от 33 860 до 37 227 долларов США. Эта цена включает в себя все посещения больницы и амбулаторные приемы в течение трех месяцев. Помимо стоимости самого костного трансплантата (от 250 до 900 долларов США), другие расходы на процедуру включают: амбулаторную реабилитацию (от 5 000 до 7 000 долларов США), винты и стержни (7 500 долларов США), проживание и питание (5 000 долларов США), операционную (3 500 долларов США), стерильные материалы (1 100 долларов США), физиотерапию (1 000 долларов США), гонорар хирурга (в среднем 3 500 долларов США), гонорар анестезиолога (примерно от 350 до 400 долларов США в час), стоимость лекарств (1 000 долларов США) и дополнительные расходы на услуги, такие как медицинские расходные материалы, диагностические процедуры, плата за использование оборудования и т.д.