Эффективность применения аллогенного костно-пластического материала при трепанации черепа

Актуальность. При проведении костно-пластической трепанации черепа возникает необходимость в заполнении диастаза между костями свода черепа и выпиленным костным фрагментом. Трансплантаты на основе аллогенной костной крошки и аллогенного коллагена (костно-пластический материал) представляются перспективными для репарации плоских костей свода черепа в области диастаза.

Цель. Оценить безопасность и клиническую эффективность костно-пластического материала при проведении костно-пластической трепанации черепа.

Материал и методы. Ретроспективное и проспективное клиническое исследование проводилось в НИИ СП им. Н.В. Склифосовского с участием 12 пациентов, находившихся на лечении в отделении неотложной нейрохирургии, которым была выполнена костно-пластическая трепанация черепа. Аллогенный костно-пластический материал готовили с использованием 0,7–0,9% раствора коллагена I типа и костной крошки с размером фракции 315–630 мкм. Костно-пластический материал применяли интраоперационно на краниопластическом этапе операции после выполнения основных этапов. Эффективность и безопасность применения костно-пластического материала оценивали в раннем и позднем послеоперационном периодах клинически и рентгенологически.

Результаты. У обследованных пациентов в раннем послеоперационном периоде не было гнойных осложнений, болевого синдрома и выраженной отечности мягких тканей. При оценке компьютерной томографии пациентов группы сравнения (без костно-пластического материала) в раннем послеоперационном периоде визуализировались линии диастаза вдоль линии костного лоскута, у пациентов основной группы между костным фрагментом и черепом отчетливо визуализировался костно-пластический материал. На компьютерной томографии черепа через 6–9 месяцев и 12–18 месяцев в основной группе визуализировались признаки консолидации костной ткани. Рентгеновская плотность аутологичного костного лоскута в обеих группах не претерпевала видимых изменений на всех сроках наблюдения. В области диастаза значение рентгеновской плотности в основной группе было статистически значимо выше, чем в группе сравнения. Через 1–1,5 года у пациентов основной группы значения относительной рентгеновской плотности в области диастаза увеличивались в среднем в 1,95 раза (р<0,05), в то время как у пациентов без костно-пластического материала этот параметр значимо не менялся в течение всего срока наблюдения.

Выводы. При проведении костно-пластической трепанации черепа с применением костно-пластического материала на основе аллогенных материалов у пациентов не было осложнений в раннем и позднем послеоперационном периоде. Наличие костно-пластического материала способствовало консолидации аутологичного костного лоскута и здоровой кости.

1. Andrabi S, Sarmast AH, Kirmani AR, Bhat AR. Cranioplasty: Indications, procedures, and outcome – an institutional experience. Surg Neurol Int. 2017;8:91. PMID: 28607825 https://doi.org/10.4103/sni.sni_45_17eCollection 2017

2. Corliss B, Gooldy T, Vaziri S, Kubilis P, Murad G, Fargen K. Complications after in vivo and ex vivo autologous bone flap storage for cranioplasty: a comparative analysis of the literature. World Neurosurg. 2016;96:510–515. PMID: 27647038 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2016.09.025

3. Liu L, Lu ST, Liu AH, Hou WB, Cao WR, Zhou C, et al. Comparison of complications in cranioplasty with various materials: a systematic review and meta-analysis. Br J Neurosurg. 2020;34(4):388–396. PMID: 32233810 https://doi.org/10.1080/02688697.2020.1742291

4. Alkhaibary A, Alharbi A, Alnefaie N, Oqalaa Almubarak A, Aloraidi A, Khairy S. Cranioplasty: a comprehensive review of the history, materials, surgical aspects, and complications. World Neurosurgery. 2020;139:445–452. PMID: 32387405 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2020.04.211

5. Morton RP, Abecassis IJ, Hanson JF, Barber J, Nerva JD, Emerson SN, et al. Predictors of infection after 754 cranioplasty operations and the value of intraoperative cultures for cryopreserved bone flaps. J Neurosurg. 2016;3(125):766– 770. PMID: 26771856 https://doi.org/10.3171/2015.8.JNS151390

6. van de Vijfeijken SE, Münker TJ, Spijker R, Karssemakers LH, Vandertop WP, Becking AG, et al. Autologous bone is inferior to alloplastic cranioplasties: safety of autograft and allograft materials for cranioplasties, a systematic review. World Neurosurgery. 2018;117:443–452.e8. PMID: 29879511 https://doi.org/10.1016/j.wneu.2018.05.193

7. Офицеров А.А., Макаров М.С., Сторожева М.В., Боровкова Н.В., Пономарев И.Н. Оптимизация методики изготовления костно-пластического материала на основе коллагена человека 1-го типа и аллогенной костной крошки. Трансплантология. 2023;15(2):177–187. https:// doi.org/10.23873/2074-0506-2023-15-2177-187

8. Jain G, Blaauw D, Chang SJ. A comparative study of two bone graft Substitutes-InterOss® collagen and OCS-B collagen®. J Funct Biomater. 2022;13(1):28. PMID: 35323228 https://doi.org/10.3390/jfb13010028

9. Fan Q, Zeng H, Fan W, Wu T, Sun J, Yan Q, et al. Ridge preservation of a novel extraction socket applying Bio-Oss® collagen: an experimental study in dogs. J Dent Sci. 2021;16(3):831–839. PMID: 34141096 https://doi.org/10.1016/j.jds.2021.03.005

10. Li J, von Campe G, Pepe A, Gsaxner C, Wang E, Chen X, et al. Automatic skull defect restoration and cranial implant generation for cranioplasty. Med Image Anal. 2021;73:102171. PMID: 34340106 https://doi.org/10.1016/j.media.2021.102171

11. Ryan A, Gleeson JP, Matsiko A, Thompson EM, O’Brien FJ. Effect of different hydroxyapatite incorporation methods on the structural and biological properties of porous collagen scaffolds for bone repair. J Anat. 2015;227(6):732– 745. PMID: 25409684 https://doi.org/10.1111/joa.12262

12. Walsh W, Oliver RA, Christou C, Lovric V, Walsh ER, Prado GR, et al. Critical Size Bone Defect Healing Using Collagen–Calcium Phosphate Bone Graft Materials. PLoS ONE. 2017;12(1):e0168883. PMID: 28045946 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168883eCollection 2017

13. Degidi M, Daprile G, Nardi D, Piattelli A. Buccal bone plate in immediately placed and restored implant with Bio-Oss® collagen graft: a 1-year follow-up study. Clin Oral Implant Res. 2012;24(11):1201–1205. PMID: 22882574 https://doi.org/10.1111/j.16000501.2012.02561.x

14. Wong R, Rabie A. Effect of BioOss® collagen and collagen matrix on bone formation. Open Biomed Eng J. 2010;4:71–76. PMID: 20461225 https://doi.org/10.2174/1874120701004010071

15. Barou O, Mekraldi S, Vico L, Boivin G, Alexandre C, Lafage-Proust MH. Relationships between trabecular bone remodeling and bone vascularization: a quantitative study. Bone. 2002;30(4):604– 612. PMID: 11934653 https://doi.org/10.1016/S8756-3282(02)00677-4

16. Zhang C, Liu J, Yao Y, Yu ECJ, Javier ML, Zhao Z, et al. Nano porous polycarbonate membranes stimulating cell adhesion and promoting osteogenic differentiation and differential mRNA expression. Biochem Biophys Res Commun. 2023;638:147–154. PMID: 36459878 https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2022.11.022

17. Shirosaki Y, Furuse M, Asano T, Kinoshita Y, Kuroiwa T. Skull bone regeneration using chitosan-siloxane porous hybrids-long-term implantation. Pharmaceutics. 2018;10(2):70. PMID: 29890682 https://doi.org/10.3390/pharmaceutics10020070

18. Sugimori E, Shintani S, Ishikawa K, Hamakawa H. Effects of apatite foam combined with platelet-rich plasma on regeneration of bone defects. Dent Mater J. 2006;25(3):591–596. PMID: 17076332 https://doi.org/10.4012/dmj.25.591

19. Zaed I, Cardia A, Stefini R. From reparative surgery to regenerative surgery: state of the art of porous hydroxyapatite in cranioplasty. Int J Mol Sci. 2022;23(10):5434. https://doi.org/10.3390/ijms2310543

20. Stefini R, Esposito G, Zanotti B, Iaccarino C, Fontanella MM, Servadei F. Use of “custom made” porous hydroxyapatite implants for cranioplasty: postoperative analysis of complications in 1549 patients. Surg Neurol Int. 2013;4:12. PMID: 23493459 https://doi.org/10.4103/2152-7806.106290