Спицевые аппараты внешней фиксации (АВФ)

Следующий этап развития аппаратов внешней фиксации ( АВФ ) связан с использованием иной биомеханической идеологии, разработанной в 1951 г. Г.А. Илизаровым. Он предложил и внедрил в клиническую практику метод компрессионно-дистракционного остеосинтеза, осуществляемого посредством спицевых аппаратов внешней фиксации, в которых роль внешней рамки выполняют кольца (Илизаров 1971, 1983, 1986, 1996). Интересно, что самые ранние сообщения о дистракционном остеогенезе могут быть приписаны профессору A. Codivilla, который еще на рубеже XIX и XX веков использовал метод скелетного вытяжения после остеотомии с целью получения удлинения бедренной кости (цит. по Codivilla, 1994). Однако автор и его последователи не увидели все перспективы своего метода, и он на долгие годы остался на уровне занимательного феномена. Использование кольцевых систем в аппаратах внешней фиксации предлагалось и ранее. Так, А.С. Перцовский еще в 1938 году предложил аппарат, состоящий из двух цилиндров, соединенных стержнями, а спицы Киршнера широко использовали в травматологии до появления аппарата Илизарова (Девятов, 1990; Caldwell, 1933). Тем не менее, несмотря на то, что отдельные элементы и принципы работы, используемые в аппаратах внешней фиксации Илизарова, были уже известны, гениальность ученого и практика позволили объединить их в единую логичную систему лечения разнообразных заболеваний опорно-двигательного аппарата, в том числе связанных с удлинением конечностей, устранением дефектов и деформаций, тяжелых открытых переломов и т.д., которая нашла широкое применение во всем мире (Ирьянов, 1998; Gavriel, Golyakhovsky, 1997; Gugenheim, 1998; Sato et al., 1999).

К достоинствам метода и аппарата Илизарова можно отнести:

1. Универсальность системы при использовании в широком диапазоне ортопедических и травматологических ситуаций;
2. Доступность, многообразие вариантов компоновки аппарата, несложная техника изготовления элементов;
3. Установка металлических спиц является более простой операцией по сравнению с внутримедуллярным соединением или наложением пластин;
4. Минимальное хирургическое вмешательство;
5. Использование тонких металлических спиц диаметром 1,5-1,8 мм сокращает количество воспалительных повреждений кожи, мышц, нервов и костей;
6. Сравнительно небольшое количество противопоказаний;
7. Подвижность и устойчивость - факторы, допускающие немедленное послеоперационное восприятие нагрузки;
8. Трехмерная коррекция: использование дозированных механических перемещений позволяет проводить аксиальную дистракцию или компрессию, угловую или трансляционную коррекцию;
9. Вторичные трофические эффекты, язвы, фистулы, дефекты кожи можно исцелить без использования имплантатов или кожных лоскутов;
10. Отпадает необходимость в пересадке костей; возможность внешнего запуска процесса восстановительного остеогенеза составляет биологическое достоинство метода;
11. Простое снятие аппарата;
12. Сокращение времени пребывания в стационаре, большая часть лечения проводится на амбулаторной основе.

Вместе с тем в процессе эксплуатации были выявлены и многочисленные недостатки:

1. Трудности сборки аппарата. Трудоемкость и длительность процессов сборки и наложения, замены элементов на больном. Внешние опоры затрудняют использование микрохирургической техники в случаях восстановления сосудисто-нервных стволов.
2. Многопредметность комплекта. Аппарат сделан из стали, а спицы - с упорными площадками из биметаллов.
3. Трудности устранения ротационных смещений, ограниченность возможности точно управляемой и строго дозированной аппаратной репозиции, возможность фиксированных смещений в аппарате.
4. Частое и тщательное мониторирование аппарата. Пациент должен переносить очищение от десяти до двадцати площадок для спиц и заворачивание от шести до шестнадцати гаек четыре раза в день. Врач обязан мониторировать натяжение спиц, устойчивость фиксатора, жесткость болтов, правильность дистракции или компрессии многочисленных стержней. Для контроля за состоянием костной мозоли необходимо проведение радиографического мониторинга.
5. Возможность повреждения нервов и сосудов, даже при наличии опыта и знания топографической анатомии. Повреждение нервов заметно только после операции и во время дистракции.
6. Боль. Растяжение нервов, мышц и кожи может быть болезненно, препятствовать нормальному сну и провоцировать психологическое сопротивление восстановлению активных функций.
7. Отек. Процедуры на нижней конечности часто вызывают отек и цианоз, что приводит к беспокойству и препятствует воспринимать вес тела.
8. Жесткость суставов. При использовании аппарата Илизарова ротационные движения невозможны на протяжении всего периода фиксации из-за повреждения мышц, сухожилий, бурсы, надсуставных связок, сумок. Однако эта жесткость временна и подвижность возвращается после снятия аппарата, не требуя специальной реабилитации.
9. Все внешние фиксаторы создают опасность внесения локальной поверхностной инфекции через спицы и стержни.
10. Длительное ношение аппарата сопровождается рядом ограничений в общественной жизни.

Более 90% всех конструкций аппаратов внешней фиксации в нашей стране применяют идеологию или технические решения, разработанные Г.А. Илизаровым (перекрещивающиеся спицы, спицы с упором, шарниры и др.) (Ткаченко, 1983; Девятов, 1990; Попова, 1993; Дьячкова, 1998).

Так, в 1953 г. О.Н. Гудушаури предложил аппарат внешней фиксации с одноплоскостным проведением спиц для фиксации отломков костей голени, плеча и предплечья, требовавший дополнительной иммобилизации гипсовой лангетой. К его достоинствам относятся: простота наложения и устройства для спиц, возможность управляемой аппаратной коррекции боковых и угловых смещений во фронтальной плоскости, тарирование стержней. Однако в аппарате имеют место и недостатки: трудность устранения угловых смещений в сагиттальной плоскости, недостаточная стабильность фиксации, ограниченность возможностей управляемой аппаратной репозиции в одной плоскости.

B.К. Калнберз (1973) разработал «стресс»-аппараты и «ригид»-аппараты, представляющие собой динамические конструкции, в которых кольца соединены цилиндрическими пружинами. Жесткая система обеспечивает высокую стабильность фиксации. Аппарат Калнберза обладает следующими достоинствами: легкость монтажа и выполнения отдельных этапов вручную; возможность осуществления постоянной и функциональной компрессии и дистракции; малая масса и минимальная металлоемкость; частичная рентгенопрозрачность узлов; возможность соединения стержней и колец круглого сечения под разными углами; легкость замены спицезажимов и стержней. Однако в аппарате имеют место и недостатки: многопредметнось комплекта, длительность монтажа и невозможность фиксирования смещений, трудность устранения ротационных смещений, невозможность дозированной управляемой аппаратной коррекции, недостаточно жесткая фиксация стержней и спицезажимов кольцами кругового сечения, недостаточная прочность пластмассовых колец.

C.С. Ткаченко изобрел аппарат ЦВМУ МО СССР с перекрещивающимися спицами, включающий 3/4 и 1/4 кольца, фиксаторы спиц со спиценатягивающим устройством, стержнями, пластинами и приспособлением для устранения смещения отломков. Аппарат имеет 5 типоразмеров колец, технически не сложен, предназначен для лечения переломов костей, ложных суставов, удлинения сегментов конечностей, артродеза суставов (Ткаченко, 1983).

М.В. Волков и О.В. Оганесян в 1971 г. создали аппарат внешней фиксации для внеочагового чрескостного остеосинтеза с перекрещивающимися спицами, что позволило увеличить прочность конструкции и жесткость фиксации костных отломков. В дальнейшем в них были использованы шарниры и регулировочные элементы, направляющие перемещение опор по заданным траекториям. Эти аппараты широко используются для устранения контрактур и артропластики суставов (Волков, Оганесян, 1977, 1986). Аппарат Волкова-Оганесяна имеет следующие достоинства: компактность, простота натяжения спиц за счет штуцерного устройства, возможность точно управляемой строго дозированной аппаратной коррекции всех видов смещений и наложения без помощников, ластичная рентгенопрозрачность узлов, тарирование соединительных стержней, возможность использования репозиционного узла. К недостаткам можно отнести значительную металлоемкость, ограниченный выбор направления спиц при проведении и высокую стоимость.

Более подробное описание многочисленных разнообразных модификаций спицевых аппаратов внешней фиксации, в основе которых лежат принципы, заложенные Илизаровым, можно найти в многочисленных монографиях (Ткаченко, 1983; Девятов, 1990; Ли, 1992; Шевцов и др., 1995; Paley, 1990).


А.В. Карпов, В.П. Шахов
Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики