Background. Reconstruction of post-osteomyelitis defects of the long bones and foot remains a complex clinical and surgical challenge for which no universal approach has been established.
The aim of the study — to evaluate the osteoplastic properties of an antibiotic-impregnated polymeric bone substitute material in the treatment of chronic osteomyelitis of the calcaneus and tibia.
Methods. Surgical material from 6 patients (5 males, 1 female, age 57.0 [32.5; 62.3] years) with chronic osteomyelitis of the leg and foot was studied. All patients underwent sequesternecrectomy with subsequent filling of the cavitary defect with a polymeric bone substitute material impregnated with antibiotics. When relapse of chronic osteomyelitis occurred, repeated surgical treatment was performed with tissue sampling for morphological examination, which was carried out on paraffin sections.
Results. Following reconstruction of osteomyelitic cavities in the tibia with the polymeric bone substitute, the median bone tissue proportion at 7.8 and 16.5 months after surgery was 15.45% and 28.64%, respectively. In cases with osteomyelitic cavities of the tibia, the relapse-free period exceeded 1.5 years. Following reconstruction of osteomyelitic cavities in the calcaneus with the partially bioresorbable material, approximately half of its volume consisted of blood cells, granulation tissue, and connective tissue at 3.5-6.2 months. The maximum median bone tissue proportion at 6.2 months post-implantation was 5.45%. At 9.9 months post-implantation, granulation tissue and dense fibrous connective tissue predominated in the material cavities within the calcaneus, while newly formed bone trabeculae were encountered only occasionally. With longer implantation periods, the median proportion of the polymer decreased in both the calcaneus and the tibia. Histological signs of an inflammatory process were noted in 83% of cases. A diffuse lymphohistiocytic infiltrate, focal accumulations of neutrophils, and multinucleated giant cells of the foreign body type were observed.
Conclusions. The non-overlapping ranges of bone tissue proportion within the antibiotic-impregnated polymeric bone substitute material used to fill osteomyelitic defects in the tibia and calcaneus point to substantial differences in reparative bone formation and suggest that osteoplastic properties are more pronounced in the tibia. The inflammatory infiltrate was predominantly composed of lymphocytes, macrophages, plasma cells, and focal accumulations of neutrophils. In all cases, slow degradation of the polymer was observed, accompanied by a pronounced giant cell reaction.
Актуальность. Замещение постостеомиелитических дефектов длинных костей и костей стопы остается сложной задачей, к решению которой до настоящего времени не разработан универсальный подход.
Цель исследования – оценить остеопластические свойства импрегнированного антибиотиком полимерного костнозамещающего материала в условиях хронического остеомиелита пяточной и большеберцовой костей.
Материал и методы. Исследован операционный материал, взятый от 6 пациентов (5 мужчин, 1 женщина, возраст 57,0 [32,5; 62,3] лет) с хроническим остеомиелитом голени и стопы, которым производили секвестрнекрэктомию, после чего полостной дефект замещали полимерным костнозамещающим материалом с добавлением антибиотиков. При рецидиве хронического остеомиелита осуществляли повторное оперативное лечение с забором тканей для морфологического исследования, которое выполняли на парафиновых срезах.
Результаты. При замещении остеомиелитических полостей большеберцовой кости полимерным костнозамещающим материалом через 7,8 и 16,5 мес. медиана процентной доли костной ткани составила 15,45% и 28,64% соответственно. В наблюдениях с остеомиелитическими полостями большеберцовой кости безрецидивный период превысил 1,5 года. При замещении остеомиелитических полостей пяточной кости частично биорезорбируемым материалом через 3,5–6,2 мес. около половины его объема было представлено клетками крови, грануляционной и соединительной тканью, максимальное медианное значение процентной доли костной ткани через 6,2 мес. имплантации составило 5,45%. Через 9,9 мес. после имплантации в полостях материала в пяточной кости преобладала грануляционная и плотная волокнистая соединительная ткань, новообразованные костные трабекулы встречались единично. С увеличением периода имплантации медианные значения процентной доли полимера в пяточной и большеберцовой костях снижались. Гистологические признаки воспалительного процесса отмечены в 83% наблюдений, регистрировали диффузный лимфогистиоцитарный инфильтрат, очаговые скопления нейтрофилов, гигантские многоядерные клетки типа инородных тел.
Заключение. Непересекающиеся диапазоны процентной доли костной ткани в составе импрегнированного антибиотиком полимерного костнозамещающего материала при замещении остеомиелитических полостей в большеберцовой и пяточной костях указывают на существенные различия в процессах репаративного остеогенеза и свидетельствуют о том, что остеопластические свойства в большеберцовой кости проявляются сильнее. Воспалительный инфильтрат представлен преимущественно лимфоцитами, макрофагами, плазматическими клетками и очаговыми скоплениями нейтрофилов. Во всех наблюдениях отмечена медленная деградация полимера, сопровождавшаяся выраженной гигантоклеточной реакцией.