Факторы, влияющие на стабильность транспедикулярной фиксации у пациентов с нестабильными повреждениями поясничного отдела позвоночника и переходной грудопоясничной области

Обоснование. Одной из причин отсутствия унифицированных подходов к лечению травматических повреждений позвоночника на уровне поясничного отдела и переходной грудопоясничной зоны является недостаток информации о вкладе различных факторов в стабильность транспедикулярной фиксации.

Цель. Оценить факторы, влияющие на стабильность транспедикулярной фиксации у пациентов с нестабильными травматическими повреждениями поясничного отдела позвоночника и грудопоясничного перехода.

Материал и методы. Исследование является ретроспективным, изучены результаты хирургического лечения 192 пациентов с травматическими повреждениями типа А3, А4, В1, В2 и С на уровне поясничного отдела позвоночника и грудопоясничного перехода. Транспедикулярная фиксация использовалась или изолированно, или в сочетании с реконструкцией передней колонны. По показаниям выполнялась передняя или задняя декомпрессия спинного мозга или его корешков. Регистрировались случаи с нарушением стабильности транспедикулярного фиксатора. Использовался логистический регрессионный анализ для оценки прогностической значимости предполагаемых факторов риска.

Результаты. Частота осложнения увеличивалась при снижении радиоденсивности костной ткани, при экстенсивной резекции костных структур и связок задней опорной колонны, люмбосакральной фиксации и остаточной кифотической деформации. При реконструкции передней колонны и промежуточной фиксации частота осложнения уменьшалась, в то время как передняя декомпрессия и протяженность фиксации не влияли на частоту осложнения.

Заключение. Дестабилизацию транспедикулярных систем чаще всего связывают с нарушением качества костной ткани, однако хирургическая тактика также может существенно влиять на частоту осложнения, что необходимо учитывать при планировании оперативного вмешательства. Промежуточная фиксация и реконструкция передней колонны в равной степени снижают частоту осложнений. При рисках развития нестабильности фиксатора передняя декомпрессия предпочтительна, поскольку она не влияет на стабильность транспедикулярного фиксатора.

1. Melton LJ, Kallmes DF. Epidemiology of vertebral fractures: implications for vertebral augmentation. Acad Radiol. 2006;13:538–45. PMID: 16627192. doi:10.1016/j.acra.2006.01.005

2. Sebaaly A, Rizkallah M, Riouallon G, et al. Percutaneous fixation of thoracolumbar vertebral fractures. EFORT Open Rev. 2018;3:604–13. PMID: 30595846. PMCID: PMC6275852. doi:10.1302/2058-5241.3.170026

3. Ye C, Luo Zh, Yu X, Liu H, Zhang B, Dai M. Comparing the efficacy of short-segment pedicle screw instrumentation with and without intermediate screws for treating unstable thoracolumbar fractures. Medicine (Baltimore). 2017;96:e7893. PMID: 28834906. PMCID: PMC5572028. doi:10.1097/MD.0000000000007893

4. Mohi Eldin MM, Ali AM. Lumbar transpedicular implant failure: a clinical and surgical challenge and its radiological assessment. Asian Spine J. 2014;8:281–97. PMID: 24967042. PMCID: PMC4068848. doi:10.4184/asj.2014.8.3.281

5. Galbusera F, Volkheimer D, Reitmaier S, Berger-Roscher N, Kienle A, Wilke H-J. Pedicle screw loosening: a clinically relevant complication? Eur Spine J. 2015;24:1005–16. PMID: 25616349. doi:10.1007/s00586-015-3768-6

6. Sodhi HBS, Savardekar AR, Chauhan RB, Patra DP, Singla N, Salunke P. Factors predicting long-term outcome after short-segment posterior fixation for traumatic thoracolumbar fractures. Surg Neurol Int. 2017;8:233. PMID: 29026669. PMCID: PMC5629846. doi:10.4103/sni.sni_244_17

7. Gumussuyu G, Islam NC, Kose O, Gungor M, Ozcan H. Comparison of two segment combined instrumentation and fusion versus three segment posterior instrumentation in thoracolumbar burst fractures: a randomized clinical trial with 10 years of follow up. Turk Neurosurg. 2019;29:555–63. PMID: 30900733. doi:10.5137/1019-5149.JTN.25025-18.3

8. Wang J, Liu P. Analysis of surgical approaches for unstable thoracolumbar burst fracture: minimum of five year follow-up. J Pak Med Assoc. 2015;65:201–5. PMID: 25842559.

9. Joaquim AF, Maslak JP, Patel AA. Spinal reconstruction techniques for traumatic spinal injuries: a systematic review of biomechanical studies. Global Spine J. 2019;9:338–47. PMID: 31192103. PMCID: PMC6542174. doi:10.1177/2192568218767117

10. Schnake KJ, Stavridis SI, Kandziora F. Five-year clinical and radiological results of combined anteroposterior stabilization of thoracolumbar fractures. J Neurosurg Spine. 2014;20:497–504. PMID: 24606000. doi:10.3171/2014.1.SPINE13246

11. Norton RP, Milne EL, Kaimrajh DN, Eismont FJ, Latta LL, Williams SK. Biomechanical analysis of four- versus six-screw constructs for short-segment pedicle screw and rod instrumentation of unstable thoracolumbar fractures Spine J. 2014;14:1734–9. PMID: 24462814. doi:10.1016/j.spinee.2014.01.035

12. Bisschop A, van Engelen SJ, Kingma I, et al. Single level lumbar laminectomy alters segmental biomechanical behavior without affecting adjacent segments. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2014;29:912–7. PMID: 25028214. doi:10.1016/j.clinbiomech.2014.06.016

13. Lee MJ, Bransford RJ, Bellabarba C, et al. The effect of bilateral laminotomy versus laminectomy on the motion and stiffness of the human lumbar spine: a biomechanical comparison. Spine (Phila Pa 1976). 2010;35:1789–93. PMID: 20562732. doi:10.1097/BRS.0b013e3181c9b8d6

14. Weiser L, Huber G, Sellenschloh K, et al. Insufficient stability of pedicle screws in osteoporotic vertebrae: biomechanical correlation of bone mineral density and pedicle screw fixation strength. Eur Spine J. 2017;26:2891–7. PMID: 28391382. doi:10.1007/s00586-017-5091-x

15. Zaidi Q, Danisa OA, Cheng W. Measurement techniques and utility of hounsfield unit values for assessment of bone quality prior to spinal instrumentation: a review of current literature. Spine (Phila Pa 1976). 2019;44:E239–E244. PMID: 30063528. doi:10.1097/BRS.0000000000002813

16. Bredow J, Boese CK, Werner CM, et al. Predictive validity of preoperative CT scans and the risk of pedicle screw loosening in spinal surgery. Arch Orthop Trauma Surg. 2016;136:1063–7. PMID: 27312862. doi:10.1007/s00402-016-2487-8

17. Афаунов А.А., Басанкин И.В., Мишагин А.В., Кузьменко А.В., Тахмазян К.К. Ревизионные операции в хирургическом лечении повреждений грудного и поясничного отделов позвоночника. Хирургия позвоночника. 2015;12(4): 8–16. doi:10.14531/ss2015.4.8-16.

18. Yu BS, Zhuang XM, Zheng ZM, Zhang JF, Li ZM, Lu WW. Biomechanical comparison of 4 fixation techniques of sacral pedicle screw in osteoporotic condition. J Spinal Disord Tech. 2010;23:404–9. PMID: 20087222. doi:10.1097/BSD.0b013e3181b63f4d

19. Reinhold M, Knop C, Beisse R, et al. Operative treatment of 733 patients with acute thoracolumbar spinal injuries: comprehensive results from the second, prospective, internetbased multicenter study of the Spine Study Group of the German Association of Trauma Surgery. Eur Spine J. 2010;19:1657–76. PMID: 20499114. PMCID: PMC2989217. doi:10.1007/s00586-010-1451-5

20. Sait A, Prabhav NR, Sekharappa V, Rajan R, Raj NA, David KS. Biomechanical comparison of short-segment posterior fixation including the fractured level and circumferential fixation for unstable burst fractures of the lumbar spine in a calf spine model. J Neurosurg Spine. 2016;25:602–9. PMID: 27285665. doi:10.3171/2016.4.SPINE1671

21. Altay M, Ozkurt B, Aktekin CN, Ozturk AM, Dogan O, Tabak AYa. Treatment of unstable thoracolumbar junction burst fractures with short- or long-segment posterior fixation in magerl type a fractures. Eur Spine J. 2007;16:1145–55. PMID: 17252216. PMCID: PMC2200786. doi:10.1007/s00586-007-0310-5

22. McDonnell M, Shah KN, Paller DJ, et al. Biomechanical analysis of pedicle screw fixation for thoracolumbar burst fractures. Orthopedics. 2016;39:e514–18. PMID: 27135451. doi:10.3928/01477447-20160427-09

23. Bolesta MJ, Caron T, Chinthakunta SR, Vazifeh PN, Khalil S. Pedicle screw instrumentation of thoracolumbar burst fractures: biomechanical evaluation of screw configuration with pedicle screws at the level of the fracture. Int J Spine Surg. 2012;6:200–5. PMID: 25694892. PMCID: PMC4300899. doi:10.1016/j.ijsp.2012.09.002

24. Seo DK, Kim ChH, Jung SK, Kim MK, Choi SJ, Park JH. Analysis of the risk factors for unfavorable radiologic outcomes after fusion surgery in thoracolumbar burst fracture: what amount of postoperative thoracolumbar kyphosis correction is reasonable? J Korean Neurosurg Soc. 2019;62:96–105. PMID: 29940722. PMCID: PMC6328790. doi:10.3340/jkns.2017.0214

25. Mizuno T, Kasai Yu, Sakakibara T, Yoshikawa T, Inaba T. Biomechanical study of rotational micromovement of the pedicle screw. Springerplus. 2016;5:1016. PMID: 27441135. PMCID: PMC4938808. doi:10.1186/s40064-016-2694-3

26. Mehmanparast H, Petit Y, Mac-Thiong JM. Comparison of pedicle screw loosening mechanisms and the effect on fixation strength. J Biomech Eng. 2015;137:121003. PMID: 26502116. doi:10.1115/1.4031821

27. Schreiber JJ, Hughes AP, Taher F, Girardi FP. An association can be found between hounsfield units and success of lumbar spine fusion. HSS J. 2014;10:25–9. PMID: 24482618. PMCID: PMC3903949. doi:10.1007/s11420-013-9367-3

28. Булкин А.А., Боков А.Е., Млявых С.Г. Факторы, влияющие на формирование костного блока у пациентов с дегенеративной патологией поясничного отдела позвоночника. Российский нейрохирургический журнал им. профессора А.Л. Поленова. 2019;11(2):12–16.