GOLOVINA I. Bioreconstruction with segmental bone allografts post-resection defects of long bones in case of their tumor lesions

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Science (DSc)

State registration number

0523U100173

Applicant for

Specialization

  • 14.01.21 - Травматологія та ортопедія

25-08-2023

Specialized Academic Board

Д 64.607.01

State Institute "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology National Academy of Medical Sciences of Ukraine"

Essay

For the first time, as a result of a comparative analysis and meta-analysis of the results of surgical treatment of patients with bone tumors, it was found that in the case of using the allograft-prosthesis composite technique to replace post-resection defects of long bones, better functional results of treatment and fewer infectious complications were observed than in the case of endoprosthetics, and the allograft-prosthesis composite method has a statistically significant advantage of these functional results according to the MSTS scale over the method ofmodular endoprosthesis replacement in the treatment of tumors of the proximal femur. For the first time, the most effective for the processes of bone allograft restructuring and vascularization is the use of a step osteotomy in the area of contact between the allograft and the recipient bone, the use of cementless fixation of the ceramic-coated endoprosthesis stem, as well as the additional use of bone autografts in the case of allocomposite arthroplasty. For the first time, the highest strength of the system "bone allograft - metal implant - recipient bone" was biomechanically proven in the case of step osteotomy in the contact zone of the allograft and recipient bone in allograft-prosthesis composite. For the first time, the effectiveness of the developed technique (step osteotomy in the contact zone of the allograft and recipient bone in the case of allograft-prosthesis composite, the use of cementless fixation of the endoprosthesis stem with a ceramic coating, as well as the additional use of bone autografts in the area of junction between the allograft and the recipient bone) by studying the optical radiological bone density in both experimental models and patients who underwent segmental bone allograft of long bones post-resection defects. For the first time, the negative effect of a cytostatic drug on osteogenesis, which leads to the absence of fusion of the allograft with the recipient's bone, was experimentally proven as a result of a study of the incorporation of bone allografts with postoperative administration of a cytostatic drug under different conditions of allograft sterilization. For the first time, the effectiveness of allograft-prosthesis composite technique and the use of step osteotomy in the area of the junction of the allograft and the recipient bone was proved on the basis of the developed mathematical models for different variants of allograft-prosthesis composite and at different stages of regenerate development between the allograft and the recipient bone. The developed experimental model of the method of fixation of the implanted allograft-prosthesis composite of the proximal femur allows to study the reparative osteogenesis of allografts and recipient bone under different conditions (patent No. 137301 Ukraine). A technique has been developed a method of allograft-prosthesis composite (patent No. 145498), which allows for limb-salvage surgical treatment of bone tumors. The application of the proposed technique will improve the results of surgical treatment of patients with bone tumors and large defects of long bones. An custom-made endoprosthesis for allograft-prosthesis composite of proximal femur post-resection defects has been developed. The use of this endoprosthesis allows for cementless fixation of the allograft and the recipient bone, which reduces the risk of complications such as instability of the endoprosthesis stem and its mechanical failure. A universal template for performing a step osteotomy has been developed, which allows performing an identical osteotomy of the recipient bone and the bone segmental allograft, which leads to the tightest contact of these bones and creates the best conditions for successful osteogenesis (fusion and restructuring of the allograft and the recipient bone). The methods of allograft-prosthesis composite and bone segmental allograft in the long bone tumors surgical treatment were proposed and improved. Indications and a system of surgical treatment of patients with tumor lesions of long bones using bone segmental allografts were developed and implemented in health care practice. The effectiveness of the developed system of surgical treatment of patients with long bone tumors using the developed methods of segmental bone allograft of long bones post-resection defects has been clinically proven. Keywords: segmental bone allograft, long bones malignant tumors, methods of surgical treatment with the use of allografts, bone allografts sterilization, system of surgical treatment of patients with bone tumors using segmental allografts. Traumatology and Orthopaedics.

Research papers

Вирва О. Є. Алокомпозитне ендопротезування в хірургічному лікуванні пацієнтів зі злоякісними пухлинами довгих кісток (огляд літератури) / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2015. — № 2 (599). — С. 120–125. — https://doi.org/10.15674/0030-598720152120- 125

Вирва О. Є. Експериментально-гістологічне дослідження репаративного остеогенезу за умов різних методів фіксації алотрансплантата під час алокомпозитного ендопротезування довгих кісток / Вирва, О. Е., Головіна, Я. О., Малик, Р. В., Данищук, З. М., & Нікольченко, О. А. // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2017. — № 2 (607). — С.70–77. — https://doi.org/10.15674/0030- 59872017270-77

Вырва О. Е. Костная аллопластика при хирургическом лечении пациентов с опухолями длинных костей / О. Е. Вырва, Я. А. Головина, Р. В. Малык // 28 Клиническая онкология. — 2017. — № 2 (26). — С. 12-17

Вирва О. Є. Адамантинома – рідкісна кісткова пухлина (клінічний випадок) / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, Н. О. Ашукіна, З. М. Данищук // Патологія. — 2019. — T. 16, № 2 (46). — С. 299-304. — http://doi.org/10.14739/2310-1237.2019.2.177202

. Вирва О. Є. Системний огляд і метааналіз результатів модульного й алокомпозитного ендопротезування за умов кістково-суглобових дефектів після резекції пухлин / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, О. О. Головіна // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2020. — № 2 (619). — С. 5–15. — https://doi.org/10.15674/0030-5987202025-15

Вирва О. Є. Комбіноване заміщення дефекту в разі комплексного лікування недиференційованої плеоморфної саркоми дистального відділу великогомілкової кістки / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, І. Г. Буць // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2020. — № 3 (620). — С. 93–98. — https://doi.org/10.15674/0030-59872020393-98

Вирва О. Є. Рентгенометричне дослідження щільності кісток у разі алокомпозитного ендопротезування (експеримент in vivo) / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, М. Ю. Карпінський, О. Д. Карпінська // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2020. — № 4 (621). — С. 18–24. — https://doi.org/10.15674/0030-59872020418-24

Вирва О. Є. Дослідження напружено-деформованого стану в системі «імплантат — кістка» на моделі алокомпозитного ендопротеза проксимального відділу стегнової кістки / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, М. Ю. Карпінський, О. В. Яресько, Р. В. Малик // Травма. — 2020. — Т. 21, № 1. — С. 38‒48. — https://doi.org/10.22141/1608-1706.1.21.2020.197797

Вирва О. Є. Біомеханічне експериментальне обґрунтування методики фіксації кісткового алоімплантата і кістки реципієнта / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, О. Д. Карпінська, М. Ю. Карпінський, // Ортопедия, 29 травматология и протезирование. — 2021. — № 1 (622). — С. 40–45. — https://doi.org/10.15674/0030-59872020140-45

Вирва О. Є. Дослідження біохімічних маркерів остеогенезу в разі інкорпорації кісткових алоімплантатів у щурів із післяопераційним введенням цисплатину за різних умов стерилізації алоімплантата / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Ф. С. Леонтьєва, Р. В. Малик // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2021. — № 4 (625). — С. 42–48. — https://doi.org/10.15674/0030-59872021442-48

Вирва О. Є. Вплив γ-випромінювання та післяопераційного введення цисплатину на інкорпорацію кісткових алоімплантатів у щурів / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Н. О. Ашукіна, Р. В. Малик, З. М. Данищук // Український радіологічний та онкологічний журнал. — 2021. — Т. 29, № 3. — С. 51‒62. — https://doi.org/10.46879/ukroj.3.2021.51-62

Вирва О. Є. Удосконалення методики алокомпозитного ендопротезування / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, О. О. Головіна // Клінічна онкологія. — 2021. — № 11(1). — С. 1-9. — https://doi.org/10.32471/clinicaloncology.2663-466X.41-1.27933

Vyrva O. Ye. Surgical treatment of bone tumors using segmental bone allografts / O. Ye. Vyrva, Ya. O. Holovina, R. V. Malyk, Z. M. Danishchuk, N. O. Ashukina, P. M. Vorontsov // Zaporozhye medical journal. — 2021. — Т. 23, № 1. —Р. 159-164. — https://doi.org/10.14739/2310-1210.2021.1.224965

Вирва, О. Є., Головіна, Я. О., Малик, Р. В., Карпінський, М. Ю., & Яресько, О. В. (2022). Порівняльний аналіз даних напружено-деформованого стану математичних моделей індивідуального ендопротеза й алокомпозитного ендопротеза у разі заміщення дефектів довгих кісток // Травма. — 2022. — Т. 22, № 4. — С. 37–45. — https://doi.org/10.22141/1608-1706.4.22.2021.239708

Вирва О. Є. Дослідження міцності великогомілкової кістки у разі заміщення післярезекційного дефекту сегментарним алоімплантатом із блоківним 30 інтрамедулярним остеосинтезом (експериментально-клінічне дослідження) / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, М. Ю. Карпінський, О. Д. Карпінська // Травма. — 2022. — Т. 22, № 5. — С. 25–32. — https://doi.org/10.22141/1608- 1706.5.22.2021.244464

Головіна Я. О. Системний підхід до хірургічного лікування пацієнтів із пухлинами довгих кісток зі застосуванням кісткових сегментарних алоімплантатів / Я. О. Головіна // Ортопедія, травматологія та протезування. — 2022. — № 1-2 (626-627). — С. 28-34. — http://dx.doi.org/10.15674/0030-598720221

Головіна Я. О. Аналіз результатів лікування пацієнтів із застосуванням різних методик сегментарної кісткової алопластики / Я. О. Головіна, Р. В. Малик, О. Є. Вирва // Запорізький медичний журнал. — 2022. — Т. 24, № 3. — С. 322-327. — https://doi.org/10.14739/2310-1210.2022.3.252811

Головіна Я. О. Дослідження рентгенологічної кісткової щільності у пацієнтів з кістковими пухлинами у разі застосування сегментарних кісткових алоімплантатів / Я. О. Головіна, Р. В. Малик, М. Ю. Карпінський, О. Д. Карпінська // Травма. — 2022. — Т. 23, № 1. — С. 43-50. — https://doi.org/10.22141/1608-1706.1.23.2022.881

Головіна Я. О. Східцеподібна остеотомія в разі алопластичного заміщення післярезекційних дефектів довгих кісток із застосуванням універсального інструмента / Я. О. Головіна, Р. В. Малик, О. Є. Вирва // Травма. — 2022. — Т. 23, № 3. — С. 36–42. — https://doi.org/10.22141/1608- 1706.3.23.2022.898

Пат. 137301 Україна. МПК G09B 23/28 (2006.01). Спосіб моделювання способу фіксації імплантованого алокомпозитного ендопротеза проксимального відділу стегнової кістки / Вирва О. Є., Головіна Я. О., Малик Р. В., Ашукіна Н. О., Нікольченко О. А.; заявник та патентовласник ДУ «ІПХС ім. проф. М.І.Ситенка НАМН». — № u201904212; Завл. 19.04.2019; Опубл. 10.10.2019; Бюл. № 19.

Пат. 145498 Україна. МПК A61B17/56 A61F2/38 (2006.01). Спосіб алокомпозитного ендопротезування / Вирва О. Є., Головіна Я. О., Малик Р. В.; 31 заявник та патентовласник ДУ «ІПХС ім. проф. М.І.Ситенка НАМН». — № u202004889; Завл. 30.07.2020; Опубл. 11.12.2020; Бюл. № 23.

Вирва О. Є. Експериментальне дослідження процесів остеорепарації в умовах застосування різних методик фіксації алотрансплантата до кісткиреципієнта у разі алокомпозитного ендопротезування / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Н. В. Дєдух, Р. В. Малик, О. А. Нікольченко : Тези доповідей всеукраїнської науково-практичної конференції з міжнародною участю [«Сучасні дослідження в ортопедії та травматології»] (Харків, 14–15 квітня, 2016) / НАМН України, ВГО «Українська асоціація ортопедів-травматологів», «ДУ «Інститут патології хребта та суглобів НАМН України». — Харків, 2016. — С. 35-38.

Вырва О. Е. Биореконструкции как альтернатива эндопротезированию при лечении костных опухолей / О. Е. Вырва, Я. О. Головина, Д. А. Михановский, А. О. Вырва, Ю. Г. Ютовец : Матеріали XIII зʼїзду онкологів та радіологів України (Київ, 26-28 травня, 2016) / МОЗ України, НАН України, НАМН України // Український радіологічний журнал. — 2016. — Додаток 1. — С. 94‒95.

Vyrva О. (2017). 60+ Years Sytenko Institute Historical Review of Structural Allograft Bone Tumor Reconstructions / O. Vyrva, Ya. Holovina, R. Malyk : 30th annual EMSOS meeting (Budapest, Hungary, 26-28 April, 2017) / European MusculoSkeletal Oncology Society. — Budapest, 2017. — P. 18.

Головіна Я. О. Алокомпозитне ендопротезування, як сучасний вид біореконструкції суглобів / Я. О. Головіна, П. М. Воронцов, Р. В. Малик : Збірник наукових праць XVIII з’їзду ортопедів-травматологів України (Івано-Франківськ, 9-11 жовтня 2019 р.) // МОЗ України, НАМН України, ВГО «Українська асоціація ортопедів-травматологів». — Івано-Франківськ, 2019. — С. 82

Вирва О. Є. Експериментальне обґрунтуванням методики фіксації кісткового алоімплантату та кістки реципієнта / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, О. Д. Карпінська, М. Ю. Карпінський : матеріали п’ятої всеукраїнської конференції [«Актуальні питання лікування патології суглобів та ендопротезування»] (Запоріжжя-Приморськ, 3-5 вересня, 2020) / Запорізький державний медичний університет, ДУ «Інститут патології хребта та суглобів НАМН України, ВГО «Українська асоціація ортопедів-травматологів». — Запоріжжя-Приморськ, 2020. — С. 19.

Вирва О. Є. Біореконструктивні хірургічні втручання у разі лікування пухлин довгих кісток / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик : Матеріали IX міжнародного конгресу [«Впровадження сучасних досягнень медичної науки у практику охорони здоров’я України»] (Київ, 16-18 вересня, 2020) / МОЗ України, НАМН України, Національна медична академія післядипломної освіти ім. П. Л. Щупика. — Київ, 2020. — С. 43

Вирва О. Є. Рентгенометричне дослідження кісткової щільності у разі алокомпозитного ендопротезування за умов експерименту / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Р. В. Малик, М. Ю. Карпінський, О. Д. Карпінська : Збірник наукових праць за матеріалами ІІ міжнародної конференції [«Передові методики лікування кульшового, колінного та плечового суглобів»] (Харків, 15-16 жовтня, 2021) / НАМН України, МОЗ України, ВГО «Українська асоціація ортопедівтравматологів», «ДУ «Інститут патології хребта та суглобів НАМН України». — Харків, 2021. — С. 16-17.

Головіна Я. О.. Біореконструкція післярезекційних дефектів кісток у разі злоякісних пухлин / Я. О. Головіна, Д. О. Міхановський, І. Г. Бець : Матеріали XIV з’їзду онкологів та радіологів України (Київ, 30 вересня-2 жовтня, 2021) / МОЗ України, НАН України, НАМН України. — Київ, 2021. — C. 165-167.

Vyrva O.. Allograft Tumor Reconstructions. Single Institution Historical Review / O. Vyrva, Ya. Golovina : Abstract book of 13th APMSTS Meeting — Asia Pasific Musculoskeletal Tumor Society Meeting (Okayama, Japan, 21-23 April, 2021) / Asia Pasific Musculoskeletal Tumor Society. — Okayama, 2021. — P.10.

Вирва О. Є. Обґрунтування методики алокомпозитного ендопротезування післярезекційних пухлинних дефектів довгих кісток / О. Є. Вирва, Я. О. Головіна, Ф. С. Леонтьєва, З. М. Данищук, Н. О. Ашукіна, Р. В. Малик, О. О. Головіна : Матеріали п’ятої всеукраїнської науково-практичної конференції [«Актуальні питання лікування патології суглобів та ендопротезування»] (Запоріжжя-Приморськ, 2-4 вересня, 2021) / Запорізький державний медичний університет, ДУ «Інститут патології хребта та суглобів НАМН України, ВГО «Українська асоціація ортопедів-травматологів». — Запоріжжя-Приморськ, 2021. — С. 21-23.

Files

Similar theses