Осложнения у пациентов с опухолями костей, получавших углерод

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 18969 (2022) Цитировать эту статью

1578 Доступов

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Пластины из углеродного волокна (CF) являются многообещающей альтернативой металлическим пластинам. Однако сообщаемый опыт в ортопедической онкологии остается ограниченным. Целью данного исследования было выявление осложнений у пациентов с опухолями костей, получавших лечение пластинами CF. С февраля 2015 г. по май 2021 г. в 13 центрах ретроспективно регистрировались пациенты с опухолями костей, реконструированными с использованием пластин CF. Выявлены осложнения, отмечены сроки и этиология осложнений. Подобные осложнения были сведены в таблицы и классифицированы на основе механических, немеханических и педиатрических осложнений. Механические осложнения включали: (1) асептическое расшатывание или несращение трансплантата с хозяином и (2) структурные осложнения. Немеханические осложнения включали: (3) осложнения мягких тканей, (4) инфекцию и (5) прогрессирование опухоли. Специфические педиатрические осложнения включали (6) остановку роста, приводящую к продольной или угловой деформации. В исследование были включены 96 пациентов со средним сроком наблюдения 35 месяцев. Всего осложнения возникли у 22 (23%) пациентов. Механические осложнения включали: 1 (1%) асептическое расшатывание, 2 (2%) несращения и 7 (7%) структурные осложнения. Немеханические осложнения включали 1 (1%) осложнение мягких тканей, 4 (4%) инфекции и 5 (5%) опухолевые прогрессии. Детские осложнения возникли у 2 (2%) пациентов. Это исследование показывает, что пластины CF безопасно использовать при сложных реконструкциях после резекций опухолей костей, демонстрируя, по-видимому, низкий профиль осложнений.

Металл был основой ортопедических имплантатов. К преимуществам относятся высокая прочность и жесткость, простота обработки и низкая стоимость1. Многие металлы также обладают хорошей пластичностью, что позволяет их вручную сгибать во время операции для соответствия поверхностной анатомии кости или реконструкции1,2. Однако основным недостатком для онкологического пациента является его радиоплотность, которая вызывает появление металлических артефактов на рентгенографических изображениях. Это исключает точную рентгенографическую визуализацию для последующего онкологического наблюдения или сращивания костей и затрудняет точное планирование лучевой терапии3,4. Кроме того, жесткость металла (200 гигапаскаль [ГПа] для нержавеющей стали и 110 ГПа для титана) намного выше, чем жесткость кортикальной кости человека (12 ГПа), что может защитить подлежащую кость от напряжения и привести к снижению качества кости5,6 . Другие недостатки металлических имплантатов включают ограниченный усталостный срок службы, возможность образования остатков износа, холодную сварку и коррозию1,6,7. Следовательно, существует потребность в улучшенных ортопедических имплантатах.

Углеродное волокно (CF), армированное полиэфирэфиркетоном, является одним из перспективных инновационных материалов для имплантатов в области ортопедической онкологии. Пластины CF используются все чаще и имеют ряд преимуществ по сравнению с металлом. Во-первых, рентгенопрозрачность CF позволяет точно планировать лучевую терапию и лучше рентгенологическую визуализацию местных рецидивов опухоли и заживления костей, тем самым способствуя улучшению послеоперационного наблюдения и наблюдения за онкологическими пациентами (рис. 1)8,9,10,11. Во-вторых, модуль упругости КФ (13 ГПа) ближе к кортикальному костному материалу (12 ГПа)12. В-третьих, CF обладает способностью выдерживать длительную усталостную прочность по сравнению с современными металлическими пластинами12. Таким образом, биомеханические свойства МВ теоретически должны улучшать заживление костей и снижать риск осложнений. Наконец, к другим преимуществам конкретного материала относятся более легкое удаление имплантата благодаря металлическим винтам и полимерной пластине (без холодной сварки) и отсутствие аллергии на металл13.

Гигантоклеточная опухоль в дистальном отделе правой бедренной кости, обработанная костным цементом во время выскабливания с использованием металлической пластины (а) и пластины из углеродного волокна (б).

Несмотря на эти преимущества, композиты CF показали хрупкое разрушение при испытаниях на растяжение и изгиб14. Когда это происходит, материал распадается на множество твердых фрагментов вместо того, чтобы деформироваться или деформироваться под нагрузкой. Об этом сообщалось при сверхфизиологической нагрузке in vitro в 2 из 12 смоделированных оскольчатых переломов дистального отдела малоберцовой кости, обработанных пластинами CF15. Кроме того, интраоперационный перелом пластины произошел при введении винта для репозиции перелома путем прижатия пластины к кости у 3 из 78 пластин CF проксимального отдела плечевой кости у неонкологических пациентов16. Интраоперационный перелом пластины также был зарегистрирован в 5 из 110 переломов дистального отдела лучевой кости, обработанных ладонной пластиной CF13. Что касается онкологических больных, то через 4 месяца после имплантации у 75-летнего пациента с лимфомой был зарегистрирован отказ одной пластины CF, тогда как послеоперационное течение двух пластин CF протекало без осложнений (77-летний мужчина с метастазами рака простаты в плечевую кость и Больной 17 лет с внутрикостной шванномой большеберцовой кости на сроке наблюдения 6 и 8 мес соответственно)17,18.