Список сокращений
КОМ — краниоорбитальная менингиома
ПММА — полиметилметакрилат
ПЭЭК — полиэфирэфиркетон
ПЭ — полиэтилен
DBM — Demineralized Bone Matrix, деминерализованный костный матрикс
Введение
Краниоорбитальные менингиомы (КОМ), илисфеноорбитальные менингиомы, — подгруппа опухолей основания черепа с мягкотканным компонентом в глазнице и передней и/или средней черепной ямкой.
По данным различных авторов, КОМ составляют 2—12% среди всех интракраниальных менингиом [1—4]. Среди менингиом основания черепа распространение мягкотканного компонента в глазницу встречается в 16—20% [5, 6].
В лечении КОМ применяются различные хирургические доступы: разнообразные транскраниальные микрохирургические, трансназальные эндоскопические, трансорбитальные чрескожные и трансконъюнктивальные. Однако в большинстве случаев для удаления опухоли на данный момент используется транскраниальный микрохирургический подход.
Основными этапами при транскраниальном удалении КОМ являются:
1) хирургический доступ;
2) экстрадуральный этап: максимально радикальное удаление гиперостоза (при его наличии) и экстракраниальной мягкотканной части опухоли;
3) интраорбитальный этап: удаление интраорбитальной мягкотканной части опухоли;
4) интрадуральный этап: удаление интрадуральной части опухоли вместе с пораженной твердой мозговой оболочкой;
5) реконструкция мягких тканей и костных структур краниоорбитальной области [7].
На сегодняшний день «золотым стандартом» в хирургии КОМ является костно-пластическая, а при гиперостотический формах — резекционная лобно-височная краниотомия. В зависимости от клинического случая и степени распространения опухоли дополнительно формируются орбитозигоматический или латеральный орбитальный лоскуты, которые выделяются с минимальной потерей костных структур, позволяют значительно расширить углы обзора, а в конце операции восстановить контуры лицевого скелета [7—9].
В 40% случаев КОМ сопровождаются гиперостозом в области крыльев основной кости, крыши глазницы (орбитальной части лобной кости), чешуи лобной или височной кости [6—9]. Гиперостоз является частью опухоли, в связи с чем требуется его резекция с помощью высокоскоростного бора и костных кусачек. Вблизи сосудисто-нервных пучков работа производится алмазными фрезами с постоянной ирригацией физиологическим раствором для минимизации рисков термического повреждения тканей. При медиальном распространении опухоли на заключительном этапе хирургического доступа выполняется резекция переднего наклоненного отростка малого крыла основной кости, который является пораженным в 5—56% случаев [10—12]. В зависимости от «хирургических традиций» клиники, в которой проводится вмешательство, передний наклоненный отросток резецируется рутинно, несмотря на наличие или отсутствие гиперостоза и зрительных нарушений, с учетом клинических или рентгенологических показаний [13].
Реконструкция дефектов после удаления краниофациальных опухолей имеет свою специфику. Наряду с нарушением целостности мозгового черепа на первый план часто выходят значимые косметические дефекты при вовлечении костей лицевого скелета, офтальмологическая симптоматика при формировании дефектов глазницы, стоматологические и функциональные проблемы, связанные с открыванием рта, при включении в патологический процесс верхней и нижней челюсти. Распространенность опухолевого поражения и частое формирование больших костных дефектов, вовлекающих различные анатомические области, требуют изготовления множественных имплантов или имплантов со сложной геометрией, а контакт области имплантации с полостью носа и ее придаточными пазухами диктует дополнительные условия к инертности используемых материалов.
Поиск в базе данных PubMed по ключевым словам: meningioma, orbit, spenoorbital, spheno-orbital и reconstruction — в различных сочетаниях выявил 1320 публикаций на английском языке с доступными полными текстами. В результате предварительного анализа названий и абстрактов были отобраны 32 статьи, полные тексты которых использованы при подготовке данного обзора (рис. 1).
Рис. 1. Дизайн исследования на основании блок-схемы PRISMA flow diagram.
Материал и методы восстановления костной ткани
Материалы, используемые для костной реконструкции, можно разделить на биологического происхождения, искусственные неорганические (сульфаты, фосфаты, металлы, искусственные полимеры и композиты) и аутотрансплантаты (см. таблицу).
Клинические исследования материалов, применяемых для реконструкции костных дефектов
| Материал | Число публикаций, включенных в анализ | Тип исследований | Общее число пациентов | Частота развития осложнений, % | Источники |
| Аутокость | 2 | Ретроспективное | 70 | 1,4 | 14, 16 |
| Титан | 3 | Ретроспективное, обзор литературы, клинический случай | 255 | 3,9 | 17, 18, 21 |
| ПММА | 4 | Ретроспективное | 98 | 10,2 | 22, 23, 24, 25 |
| ПЭЭК | 4 | Ретроспективное | 159 | 6,2 | 21, 25, 26, 27 |
| Реперен | 1 | Проспективное | 40 | 5 | 28 |
| ПЭ | 1 | Проспективное | 8 | 0 | 29 |
| Гидроксиапатит | 2 | Ретроспективное | 72 | 22 | 21, 27 |
| Деминерализованный костный матрикс | 2 | Проспективное | 6 | 15,7 | 31, 32 |
Примечание. ПММА — полиметилметакрилат; ПЭЭК — полиэфирэфиркетон; ПЭ — полиэтилен.
Аутоткани
Аутокость, используемая для реконструкции дефектов может быть получена путем расщепления костных пластинок в области свода черепа, из фрагментов ребер и подвздошных костей, а также путем консервации костных лоскутов, формируемых при краниотомии в ходе выполнения предыдущих хирургических вмешательств.
Основными преимуществами аутокости являются меньшая склонность к инфицированию и отсутствие дополнительных затрат на материалы для реконструкции. В связи с этим традиционно при вовлечении в процесс воздухоносных пазух преимущественно применялись аутоткани [7]. Отрицательными сторонами данного метода представляются дополнительная инвазивность и формирование хирургических дефектов в ходе забора аутодонорского материала, значительное увеличение продолжительности хирургического вмешательства, частый лизис перемещенных костных фрагментов [14—16] и высокий процент инфекционных осложнений [17]. Помимо этого, использование расщепленных лоскутов невозможно при сложных, гигантских и косметически значимых дефектах.
Искусственные материалы
Искусственные материалы — наиболее востребованная группа в реконструктивной нейрохирургической практике.
К современным искусственным материалам предъявляется широкий ряд требований, среди них:
— биосовместимость;
— прочность;
— пластичность;
— низкий риск инфекционно-воспалительных осложнений;
— оптимальная стоимость.
Также имеют значение такие факторы, как исходная стерильность или возможность стерилизации материала, совместимость с существующими методами нейровизуализации, возможность использования в сочетании с аддитивными технологиями, низкий уровень тепло- и электропроводности и другие.
Металлы
Различные драгоценные металлы и металлические сплавы были первой группой искусственных материалов, применявшейся для краниопластики. Однако на данный момент удовлетворяет современным требованиям и широко применяется в практике только 1 сплав — титан. Данный металл прочный, пластичный, не подвергается значимой деформации за период жизни человека, биологически инертный, демонстрирует минимальные инфекционные осложнения по сравнению с прочими металлическими имплантатами, не токсичен и при текущем уровне технологий недорог в изготовлении [18, 19]. Титановые сетки современных модификаций со специальным паттерном ячеек легко моделируются накануне или непосредственно в момент хирургического вмешательства, принимая, при необходимости, сложные формы.
K.M. Schebesch и B. Zanotti и соавт. в 2013 и 2016 г. соответственно в своих работах описали проблемы, связанные с данным материалом: высокая теплопроводность титана, частый неоптимальный косметический результат, особенно при краниоорбитальных опухолях из-за сложной конфигурации дефекта, умеренно-высокие риски инфицирования и перфорации кожи [20, 21]. В настоящее время производство титановых сетчатых пластин является одной из наиболее доступных технологий среди материалов, используемых для краниопластики, а многие компании (Stryker, ООО «КОНМЕТ», Медбиотех) изготавливают индивидуальные титановые импланты, в том числе с применением технологий 3D-печати.
Искусственные полимеры
Основными преимуществами имплантов из искусственных полимеров являются структурная целостность и однородность в сочетании с высокой прочностью. На данный момент в практике краниофациальной реконструкции наиболее распространены полиметилметакрилат (ПММА), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и полиэтилен (ПЭ).
ПММА обладает рядом достоинств: легкость в моделировании имплантата любой конфигурации и размеров, относительно низкие стоимость и теплопроводность, инертность. Однако из-за состава и плотной гомогенной структуры имплантаты из ПММА не прорастают новой костной тканью, препятствуют вторичному остеогенезу, достаточной васкуляризации и за счет этого более подвержены инфицированию, особенно при контакте с придаточными пазухами или полостью носа [22—25]. Комбинация полимера с различными антибиотиками (ванкоминином или гентамицином) незначительно меняет ситуацию в лучшую сторону [21].
Импланты из ПЭЭК из-за высокой температуры плавления полимера не могут быть изготовлены интраоперационно. Необходимо предварительное моделирование, производство и стерилизация импланта [26]. К положительным свойствам ПЭЭК можно отнести химическую и биологическую инертность, высокую прочность, низкую теплопроводность, возможность проведения современных нейровизуализационных исследований после осуществленной имплантации. Среди недостатков материала стоит выделить сложность производства, высокую частоту деформации и разрушения импланта в ходе стерилизации, повышенная стоимость и отсутствие каких-либо биоинтегративных свойств [27].
В 1996 г. в практику был введен синтетический материал реперен, который поначалу применялся во время офтальмологических операций при протезировании хрусталика и радужной оболочки. Однако с 2006 г. материал начали использовать и в реконструктивной нейрохирургии. Реперен представляет собой пространственно сшитый полимер из олигомеров метакрилового ряда. Материал поставляется в форме пластин различного размера. В ходе хирургического вмешательства пластины реперена нагревают, опуская их в стерильный физиологический раствор, нагретый до 80°C, что делает материал пластичным и позволяет придать пластинам любую конфигурацию [28].
ПЭ — биоиинертный, не резорбируется и не способствует интеграции тканей. В то же время он дешев, в ряде работ отмечено, что ПЭ (Medpor; Porex Surgical) за счет пористой структуры способствует ранней васкуляризации [20, 21].
Материалы биологического происхождения
Гидроксиапатит является естественным компонентом кости, улучшает восстановление костной ткани, обладает высокой биосовместимостью благодаря чему такие материалы со временем замещаются новообразованной костной тканью. В чистом виде гидроксиапатитный цемент используется при размерах дефекта до 30 см2. При обширных дефектах с целью придания более высокой прочности целесообразно использование материала в сочетании с каркасной титановой или полимерной основой. Главным положительным качеством гидроксиапатита является практически полная остеоинтеграция, т. е. при реконструкции небольших дефектов гидроксиапатит полностью резорбируется и замещается костной тканью за 18 мес. К недостаткам этого материала следует отнести повышенную стоимость по сравнению с другими искусственными материалами, низкую пластичность и, как следствие, необходимость армирования имплантов при закрытии дефектов большой площади, высокие в сравнении с другими пластическими материалами риски инфекционных осложнений [29]. B. Zanotti и соавт. в своей работе описали еще 1 существенный недостаток материала: у ряда пациентов при первоначально хорошем косметическом результате операции в сроки наблюдения до 6 мес развивалась прогрессирующая асимметрия в результате резорбции импланта [21].
Деминерализованный костный матрикс (Demineralized Bone Matrix, DBM). При обработке кислотой минеральный матрикс удаляется, но органический матрикс и факторы роста сохраняются. Таким образом DBM представляет собой коллагеновую матрицу, содержащую около 5% факторов роста, способствующих остеоиндукции. Благодаря технологии получения материал не вызывает иммунологического отторжения. DBM получают из кости человека. В сравнении с костным аутотрансплантатом, получаемым из гребня подвздошной кости, он более дорогой, имеет худшие механические характеристики, что позволяет использовать его преимущественно для закрытия небольших дефектов черепа или как «наполнитель» в комбинации с каркас-образующими имплантами [30, 31]. По данным G. Fernandez de Grado и соавт. (2018 г.), DBM используется в 50% аллотрансплантатов, имплантируемых ежегодно в США [32].
Выбор материала для костной реконструкции
Особенности костных дефектов краниоорбитальной локализации диктуют необходимость изготовления имплантов сложной формы с тонкими стенками. Прочностные характеристики менее значимы из-за малых статистических и динамических нагрузок. В то же время к материалам предъявляются дополнительные требования по устойчивости к инфицированию (рис. 2).
Рис. 2. Выбор материала для реконструкции краниоорбитальных костных дефектов.
МБП — материалы биологического происхождения.
Анализ литературы позволяет сделать следующие выводы:
1. В большинстве случаев с целью одномоментной реконструкции костного дефекта, не контактирующего с придаточными пазухами и полостью носа, целесообразно применение ПММА.
2. При повторных нейрохирургических вмешательствах, вовлечении придаточных пазух и полости носа оптимальным выбором является титан.
3. Применение существующих резорбируемых материалов и композитов на их основе не обеспечивает достаточную прогнозируемость результата и демонстрирует более высокий уровень осложнений.
3D-технологии в реконструктивной хирургии
Технологии 3D-моделирования применяются в современной хирургии КОМ преимущественно для лучшей визуализации и планирования хода хирургического вмешательства и с целью изготовления индивидуальных костнозамещающих имплантов.
Методика реконструкции костных дефектов черепа с использованием 3D-моделирования и 3D-принтинга — довольно молодое направление, тем не менее с середины 80-х годов по настоящее время она прошла большой путь от технологий, основанных на принципах вычитания (удаления) материала (фрезерование) или изменения формы заготовки (штамповка) до прямого преобразования виртуальных моделей в физический объект.
На данный момент наиболее часто используются 2 концепции изготовления имплантов. Изготовление непосредственно имплантируемого объекта возможно из таких полимерных субстанций, как ПЭЭК и ПЭ. Технологии спекания гранул позволяют изготавливать импланты сложной геометрической формы и пористой структуры из титана, а негативных пресс-форм производить их из материалов, с использованием которых не разработана прямая 3D-печать. Применение форм из медицинского силикона в последние годы значительно расширило возможности по производству имплантов сложных геометрических форм. Наиболее актуальна данная технология для создания имплантов из ПММА и костно-замещающих материалов биологического происхождения.
Заключение
Несмотря на значительный интерес к проблеме, большое число публикаций, посвященных методам восстановления костных структур после удаления краниоорбитальных опухолей, общепринятые стандарты реконструкции хирургических дефектов после удаления КОМ на данный момент отсутствуют. Реконструкция костных дефектов черепа с применением 3D-печати и 3D-принтинга позволяет выполнить закрытие дефектов костей черепа любых размеров и конфигураций, а в послеоперационном периоде достигать лучших косметических и функциональных результатов, тем не менее технология не отработана, не вошла в широкую практику и постоянно модифицируется.
Совершенствование хирургической техники, разработка актуальных материалов и появление новых технологий реконструкции повышают качество косметических и функциональных результатов. Однако большой процент негативных офтальмологических исходов и высокий процент осложнений в хирургии КОМ требуют дальнейшего совершенствования существующих методик.
Участие авторов:
Написание текста — Ласунин Н.В., Абдуллаев А.Н.
Статистическая обработка данных — Ласунин Н.В., Абдуллаев А.Н.
Редактирование — Черекаев В.А., Григорьева Н.Н., Окишев Д.Н., Козлов А.В.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Комментарий
Статья посвящена обзору методов и материалов для реконструкции костных краниоорбитальных дефектов. Авторы подробно описывают актуальность данной проблемы, этапы хирургического вмешательства и акцентируют внимание читателя на этапе реконструкции. В статье подробно описаны существующие материалы и применяемые методики. Статья написана как традиционный обзор литературы с элементами систематического обзора, в который вошли 32 релевантных библиографических источника. Работа написана хорошим языком, с включением обобщающей таблицы и понятна читателю.
В статье озвучены относительно новые методы реконструкции краниоорбитальной области с применением 3D технологий. В то же время реконструкция хирургического дефекта индивидуальным имплантом непосредственно после удаления опухоли — неоднозначно позитивная практика. Имплантация всегда повышает риски осложнений, а опубликованные большие серии наблюдений пациентов, демонстрируют хороший функциональный результат без излишнего усложнения операции.
Помимо указания характеристик материалов, авторы описали алгоритм выбора материала в зависимости от локализации и особенностей дефекта, это ценная с практической точки зрения часть работы.
В обобщающей таблице, возможно, стоило более подробно указать осложнения, описанные в используемых источниках.
В целом, статья представляет интерес для потенциально широкой аудитории нейрохирургов, челюстно-лицевых хирургов и других специалистов, занимающихся разработкой материалов для реконструкции костных дефектов или их применением в медицине.
А.Х. Бекяшев (Москва)