1. Βιολογικη Οστεοσυνθεση με Εσωτερικη Ναρθηκοποιηση.

1. Βιολογικη Οστεοσυνθεση με Εσωτερικη Ναρθηκοποιηση. 11 Φώτιος Νικολόπουλος, Δημήτριος Κλαψάκης, Παπαμερκουρίου Yβόννη, Απόστολος Πουλιλιός, Θεόδωρος Τσαρουχάς, Θεόδωρος Β. Γρίβας Τμήμα Ορθοπαιδικής και Τραυματολογίας, Γενικό Νοσοκομείο Πειραιά "Τζάνειο" ΠΕΡΙΛΗΨΗ Την τελευταία δεκαετία νέα υλικά και νέες τεχνικές οστεοσύνθεσης έχουν πάρει τη θέση τους στη χειρουργική φαρέτρα της ορθοπαιδικής. Η εισαγωγή της μεθόδου με το σύστημα LISS, βασιζόμενη στις αρχές της βιολογικής οστεοσύνθεσης άλλαξε τον τρόπο σκέψης μας όπως και κάποιες από τις παγιωμένες αρχές που είχαμε τα προηγούμενα χρόνια στην θεραπεία των καταγμάτων. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να περιγράψουμε την φιλοσοφία της μέθοδου, τα υλικά, την εμβιομηχανική της, ως και να αναδείξουμε, στο μέτρο του εφικτού, τις δυνατότητες, τα πλεονεκτήματα ή μειονεκτήματα και τις δυσκολίες που προκύπτουν από την χρήση της. Λέξεις Κλειδιά: Βιολογική οστεοσύνθεση, MIPO, σχετική σταθερότητα, πλάκες LCP ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παλιότερα είχε επικρατήσει ο όρος της «οστικής νόσου» το λεγόμενο αγγλοσαξονικά «Fracture disease». Έτσι, κάποιος που είχε ένα κάταγμα, περιμέναμε να παρουσιάσει μια σειρά συμπτωμάτων όπως χρόνιο οίδημα, ατροφία μαλακών μορίων, βαρειά οστεοπόρωση, λέπτυνση του αρθρικού χόνδρου, βαρειά δυσκαμψία αρθρώσεων και ενίοτε χρόνια περιοχικά σύνδρομα πόνου. Όλα αυτά συμπεριλαμβάνονταν στον όρο της οστικής νόσου και προέκυπταν σχεδόν πάντα από την παρατεταμένη ακινητοποίηση του μέλους προκειμένου να επιτευχθεί οστική πώρωση. Θα λέγαμε ότι ο όρος αυτός αποτέλεσε μια τροχοπέδη στην εξέλιξη της οστεοσύνθεσης των καταγμάτων, αφού εμπόδιζε την ανάπτυξη άλλων μεθόδων θεραπείας και κινητοποίησης των καταγμάτων. Σήμερα έχει γίνει μία σημαντική πρόοδος στο θέμα της ίασης των καταγμάτων και έτσι όσον αφορά στην οστεοσύνθεση με πλάκες εξελιχθήκαμε από την σταθερή, απόλυτα σταθερή, (absolutely stability) οστεοσύνθεση στην εύκαμπτη (relatively stability) και από την συμπιεστική οστεοσύνθεση στην κλειδούμενη εσωτερική οστεοσύνθεση. Φιλοσοφία και Εμβιομηχανική της μεθόδου της βιολογικής Οστεοσύνθεσης Την σύλληψη της πλάκας γεφύρωσης πρώτοι εισήγαγαν οι Brunner και Weber [1]. Κατ επέκταση ο νόμος του Wolff («stress protection» hypothesis) σύμφωνα με τον οποίο η οστική δομή και ανακατασκευή επάγεται καλύτερα στο σημείο εκείνο που φορτίζεται το οστό αντιστεκόμενο σε αυτά τα φορτία, φάνηκε ως «λάθος» από την ανακάλυψη του Perren et al [2] ότι οι πλάκες παρεμβαίνουν σημαντικά στην αιμάτωση του υποκείμενου κάτω από την πλάκα οστού. Σύμφωνα με την θεωρία τάσεως (Strain theory) για ένα ορισμένο ποσό παρεκτόπισης το πλάτος του οστικού χάσματος (width of the gap) καθορίζει το strain στο οποίο θα υποβληθεί ο ιστός που ανακατασκευάζεται, δηλαδή ο ιστός που επικάθεται μεταξύ των κατεογότων άκρων. Όταν το strain αυτό υπερβαίνει τo strain ανεκτικότητας (strain tolerance) του ιστού επιδιόρθωσης τότε τα κύτταρα διαρρηγνύονται και δεν οδηγούμαστε στα στάδια μεταμόρφωσης του ινώδη ιστού σε οστίτη άρα δεν οδηγούμαστε σε πώρωση. Το strain tolerance για τον ινώδη ιστό έχει υπολογιστεί στο 100%, ενώ για τον οστίτη είναι κατά πολύ μικρότερο (2%). Πιο συγκεκριμένα για ένα μικρό καταγματικό κενό μια μικρή κίνηση θα οδηγήσει σε μεγάλο strain τον ιστό επιδιόρθωσης, ενώ ένα μεγάλο καταγματικό κενό υποβαλλόμενο στην ίδια κίνηση θα οδηγήσει σε μικρό strain στον ιστό επιδιόρθωσης. Επιπλέον, κάποιος θα αναρωτηθεί γιατί δημιουργείται εξωτερικός πώρος με την τεχνική της βιολογικής οστεοσύνθεσης (internal splinting); H απάντηση δίδεται πάλι από τον Perren [2] που αποδεικνύει ότι η σταθερότητα αυξάνει τοποθετώντας τον ιστό επιδιόρθωσης μακριά από τον άξονα των κατεογότων άκρων και συγκεκριμένα η σταθερότητα (stability) αυξάνει στην 3η δύναμη της απόστασης από το κέντρο περιστροφής ή κάμψης και η ακαμψία του (rigidity) αυξάνεται στην 4η δύναμη. Μ αυτόν τον τρόπο, ο εξωτερικός πώρος μεγεθύνει τον μοχλοβραχίονα

12 δύναμης μεταξύ επιδιορθωμένου ιστού και δύναμης παραμόρφωσης αυξάνοντας το strain tolerance. Έτσι, η μικροκίνηση που υπάρχει στην βιολογική οστεοσύνθεση με πλάκες γεφύρωσης δεν οδηγούν σε διάσχιση του ιστού και άρα επιτυγχάνεται η πώρωση. Για αυτό όσο μεγαλύτερο το καταγματικό κενό είναι, τόσο περισσότερες πιθανότητες να οδηγηθούμε σε δευτερογενή πώρο «the larger the gap, the better the chance that secondary bone healing will occur». Οι τεχνικές της απόλυτης σταθερότητας (absolute stability) οδηγούν γενικά σε άμεσο πώρο ενώ οι τεχνικές ελαστικής οστεοσύνθεσης (flexible fixation) σε έμμεση πώρωση με εξωτερικό πώρο [3]. Τέλος, η ιδιαιτερότητα της εμβιομηχανικής της πλάκας LCP σε σχέση με τις παλαιότερες στηρίζεται στο γεγονός ότι ενώ στις προηγούμενες πλάκες το φορτίο του ασθενούς αποφορτιζόνταν στην επιφάνεια επαφής βίδας + πλάκας οστού οδηγώντας στην χαλάρωση των βιδών λόγω τριβής, αλλά και παραβλάπτοντας την αιμάτωση του περιοστέου, οι νέες πλάκες αποφορτίζουν στο υλικό των βιδών (Εικόνα 1) και φυσικά δεν παραβλάπτουν την αιμάτωση, αφού δεν ακουμπούν στο oστό. [4, 5, 6, 7, 8] Οι πλάκες που χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή της μεθόδου είναι ειδικού τύπου, οι οποίες εξελίχθηκαν (Εικόνα 2), με βίδες που μπορούν να κλειδώνουν στην πλάκα με σπείραμα. Οι βίδες είναι διαμέτρων 2.7 mm, 3.5 mm, 5 mm. Για τις 2.7 mm βίδες χρησιμοποιείται φρέζα 2 mm, για τις 3.5 mm 2.8 mm και για τις 5 mm 4.3 mm. Εικόνα 2: Η εξέλιξη των πλακών και η LCP. Οι πλάκες διατίθενται σε LCP broad 4,5/5 mm για το μηριαίο και κνήμη και LCP 3,5 mm για το βραχιόνιο. Tα εργαλεία είναι πολλά, με το βασικότερο το σκόπευτρο της ΑΟ (Εικόνα 3). Εικόνα 1: Στις προηγούμενες πλάκες το βάρος του ασθενούς αποφορτιζόταν στο σημείο επαφής πλάκας + βίδας οστού και η συμπίεση παράβλαπτε την αιμάτωση. Στις LCP αποφορτίζεται μόνο στο υλικό βίδα πλάκα, ενώ δεν παραβλάπτεται η αιμάτωση, αφού η πλάκα δεν ακουμπά στο οστό. Ανάλυση της μεθόδου της βιολογικής Οστεοσύνθεσης: Οι ενδείξεις της μεθόδου περιγράφονται συνοπτικώς στον κάτωθι πίνακα: Εικόνα 3: Επάνω αριστερά: Η αυτοκόπτουσα βίδα με το σπείραμα στην κεφαλή Επάνω δεξιά: Το σκόπευτρο είναι βασικό εργαλείο Κάτω αριστερά: Ιδανική μέθοδος στα περιπροθετικά κατάγματα Κάτω δεξιά: Εφαρμογή με το σκόπευτρο Το πιο σημαντικό είναι η τεχνική ανάταξης του κατάγματος. Η ανάταξη του κατάγματος πρέπει να είναι πάντα έμμεση (indirect reduction). Ο χειρουργός στον τύπο αυτό της ανάταξης

μεταχειρίζεται τους ιστούς με μεγάλη προσοχή και σεβασμό. Το περιόστεο σε καμιά περίπτωση δεν πρέπει να αποκολλάται [9,10]. Όταν λέμε έμμεση ανάταξη εννοούμε περιορισμένη (μικρή) τομή μακριά από το κάταγμα όπου με κατάλληλους χειρισμούς και ειδικά εργαλεία, χωρίς να έχουμε οπτική επαφή με το κάταγμα, προσπαθούμε να το ανατάξουμε (no touch technique) (Εικόνα 4). Εικόνα 4: Μικρή τομή μακριά από το κάταγμα (no touch technique) Στην τεχνική αυτή πρέπει να θυμόμαστε συνοπτικά ότι το δέρμα προστατεύει το κάταγμα από τον χειρουργό (Christoph Sommer). H ανάταξη απαιτεί καλό εξοπλισμό εργαλείων, C- arm, υπομονή και εμπειρία (Εικόνα 5). Εικόνα 5: Η έμμεση ανάταξη απαιτεί καμιά φορά ποικιλία εργαλειων και τεχνικών Το μέγεθος της πλάκας καθορίζεται από την τιμή της αναλογίας του ανοίγματος της πλάκας (plate span ratio). Η τιμή αυτή ορίζεται ως η αναλογία του μήκους της πλάκας προς το μήκος του κατάγματος. Η αναλογία αυτή πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 2:1 ή 3:1 για τα συντριπτικά και μεγαλύτερη από 8:1, 9:1, ή 10:1 για τα απλά κατάγματα. Πιο σημαντικό από το μέγεθος της πλάκας είναι ο αριθμός και η θέση τοποθέτησης των βιδών. Ο αριθμός των βιδών καθορίζεται από την τιμή της πυκνότητας των βιδών σε σχέση με την πλάκα 13 (plate screw density) [11]. Η τιμή αυτή ορίζεται ως η αναλογία του αριθμού των βιδών σε σχέση με τον αριθμό των οπών που έχει η πλάκα και η οποία καθορίζεται σε 0.5 έως 0.4. Στη διάφυση, 2 μονοφλοιϊκές εκατέρωθεν του κατάγματος είναι η ελάχιστη απαίτηση σε βίδες. Όταν όμως η μία αστοχήσει εξαιτίας απορρόφησης του οστού γύρω από τη βίδα και χαλαρώσει (screw pullout) ή σπάσει, λόγω καταπόνησης, τότε η κατασκευή θα οδηγηθεί σε αποτυχία. Η χρήση 2 διφλοιϊκών εκατέρωθεν του κατάγματος δεν βελτιώνει την κατάσταση σε σχέση με την καταπόνηση των βιδών όμως βελτιώνει το ενεργό μήκος αγκυροβόλησης των βιδών στο οστό στην επιφάνεια βίδας οστού [12]. Αυτό ισχύει για τα μη οστεοπορωτικά οστά. Πάντως, γενικά, ο αριθμός των βιδών που τοποθετούνται είναι το λιγότερο 4 φλοιοί για τα συντριπτικά κατάγματα και το λιγότερο 3 φλοιοί για τα απλά κατάγματα. Τοποθέτηση των βιδών Στη συμπιεστική οστεοσύνθεση, ως γνωστό, οι βίδες τοποθετούνται κοντά στα κατεογότα τμήματα, αφού γίνει ακριβής ανάταξη. Με την τεχνική της βιολογικής οστεοσύνθεσης οι βίδες πρέπει να τοποθετούνται κοντά και εκατέρωθεν του κατάγματος, αν υπάρχει συντριβή, γιατί έτσι ελαττώνεται το strain. Αν δεν υπάρχει συντριβή ή αυτή είναι μικρή αποφεύγουμε τις κοντινές βίδες προς το κάταγμα, για να ελαττώσουμε το strain. Στο οστεοπορωτικό οστό μπαίνουν βίδες 2 φλοιών [13,14]. Στη μετάφυση, χρησιμοποιούνται και βίδες ενός φλοιού. Τα πλεονεκτήματα της MIPO είναι : 1) Ταχύτερη οστική πώρωση 2) Χαμηλό ποσοστό λοιμώξεων, καθόλου ή μικρή ανάγκη για οστικό μόσχευμα 3) Λιγότερος μετεγχειρητικός πόνος 4) Ταχύτερη αποκατάσταση (μικρός τραυματισμός μαλακών μορίων) 5) Καλύτερο αισθητικό αποτέλεσμα Τα μειονεκτήματα και οι επιπλοκές της MIPO είναι: 1) Δυσκολίες στην έμμεση κλειστή ανάταξη 2) Αυξημένη έκθεση στην ακτινοβολία του C-arm 3) Πώρωση σε πλημμελή θέση 4) Ψευδάρθρωση λόγω διάστασης του κατάγματος 5) Καθυστερημένη πώρωση, ιδίως σε απλά κατάγματα Ειδικά για την τελευταία επιπλοκή πρέπει να πούμε ότι μπορεί να συμβεί όπως αναφέραμε όταν η πλάκα τοποθετηθεί χωρίς επαρκή σταθερότητα των καταγματικών άκρων. Η κίνηση στα καταγματικά άκρα, σε συνδυασμό με την διάσταση την οποία συντηρεί η πλάκα, οδηγεί σε

14 αυξημένα strain στην καταγματική εστία διάσχιση των οστεόνων και αποτυχία της οστεοσύνθεσης ή ψευδάρθρωση. Η επιπλοκή αυτή, αντιθέτως, στην ολισθαίνουσα κλειδούμενη γεφύρωση, δηλαδή την ενδομυελική ήλωση, προλαμβάνεται. Αφαιρώντας την μία από τις 2 βίδες επιτρέπεται στο κάταγμα να ολισθήσει. Έτσι, υποβάλλεται σε συμπίεση, ερχόμενο τελικά σε θέση σταθερότητος. Στην MIPO κάτι τέτοιο δεν μπορεί να γίνει. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ H τεχνική μέσω του συστήματος LISS φαίνεται να είναι ιδανική για τα συντριπτικά μεταφυσιακά ή διαφυσιακά κατάγματα, ιδιαίτερα των οστεοπορωτικών οστών. Η προστασία της καταγματικής εστίας αποτελεί σημαντική παράμετρο της μεθόδου. Αυτό την καθιστά απαιτητική κυρίως κατά την προσπάθεια έμμεσης ανάταξης του κατάγματος. Συμπερασματικά, η εισαγωγή νέων τεχνικών βασιζόμενων στις αρχές της βιολογικής οστεοσύνθεσης των καταγμάτων είναι πολλά υποσχόμενες όπως προκύπτει από τις αναφορές της διεθνούς βιβλιογραφίας. SUMMARY Last decade new implants and new techniques in the fracture osteosynthesis have been developed. The introduction of the biological osteosynthesis with the Less Invasive Stabilization System(LISS) have change thoroughly the way of thinking and some already consolidate knowledge began to revised. The purpose of this work is to describe the philosophy, the matetial, the biomechanics and the implementation, concerning that method. It has been made an effort to make known the advantages and disadvantages, the abilities and the difficulties who derived with the use of Minimal Invasive Plate Osteosynthesis(MIPO). Key words: Biological osteosynthesis, MIPO, relatively stability, LCP plates ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Brunner CF,Weber BG(1981) Besondere Osteosynthesetechniken.Berlin Heildeberg New York:Springer-Verlag 2. Perren SM (1979) Physical and biological aspects of fracture healing with special reference ti ubtebak fixation. Clin Orthop; (138):175-196 3. Leunig M, Hertel R, Siebenrock KA et al(2000) The evolution of indirect reduction techniques for the treatment of fractures. Clin Orthop Relat Res;375:7-14 4. O. Farouk et al; Minimally Invasive Plate Osteosynthesis: Does Percutaneous Plating Disrupt Femoral Blood Supply Less Than Traditional Technique? Jouranl of Otrhopaedic Trauma, Vol 13, No 6,pp.401-406,1999 5. C Frankhauser er al ; A Comparative Biomechanical Evaluation of three Systems for the internal fixation of Distal Femur Fractures; Poster presented 45 Annual Meeting ORS, Analeim,CA,1999, Abstract in Transactions, p.498 6. P. Sxhandelmaier et al; Stabilization of Distal Femoral Fractures Using the Liss;Techniques in Orthopaedics 14(3):230-246,1999 7. P. A Cole, et al; Prospective Clinical Trial of the Less Invasive Stabilization System (LISS) for Proximal Tibia fractures; OTA 2000 Poster #90 8. P.J. Kregor, et al; Prospective Clinical Trial of the Less Invasive Stabilization System (LISS) for Supracondylar Femur Fractures; OTA 1999, Session IV, Paper #33 9. Leunig M, Hertel R, Siebenrock KA, et al(2000) The evolution of indirect reduction techniques for the treatment of fractures Clin Orthop Relat Res;(375):7-14 10. Ruedi T, Sommer C,Leutenegger A(1998) New techniques in indirect reduction of long bone fractures Clin Orthop Relat Res;(347):27-34 11. Rozbruh sr, Muller U, Gautier E, et al(1998) The evolution of femoral shaft plating technique Clin Orthop Relat Res;354:195-208 12. Wagner M, Frigg R, Buckley R et al. Internal fixators Concepts and Cases using LCP and LISS Ch;3(2.1)136 13. Schutz M, Muller M,Kaab M,et al(2003) Less invasive stabilization system(liss) in the treatment of distal femoral fractures. Acta Chir Orthop Traumatol Cech;70(2):74-84 14. Kolb W, Guhlmann H, Friedel R, et al(2003) Fixation of periprosthetic femur fractures with the less invasive stabilization system(liss)- a new minimally invasive treatment with locked fixedangled screws. Zentralbl Chir; 128(1): 53-59