Степень повреждения кости при ее резекции различными режущими инструментами

При операциях, связанных с повреждением кости (сверление, рассечение, шлифование), важной задачей является оптимальное заживление костной раны. Результаты зависят от многих факторов: скорости вращения режущего инструмента, надежного охлаждения кости и инструмента, прерывистости работы. Не менее важное значение имеет хорошее качество инструмента, применяемого для обработки кости.

Инструмент для обработки кости должен обладать следующими качествами: быть острым, прочным, не давать осколков металла, которые остаются в кости, не должен грубо повреждать кость, «вырывая» участки кости.

Обработка кости инструментом, отвечающим названным требованиям, создает условия для минимального повреждения кости (как механического, так и термического), что, в свою очередь, является одним из условий оптимального заживления костной раны.

Нами была поставлена цель изучить повреждение кости во время ее обработки разными режущими инструментами. В частности, мы сравнивали традиционное хирургическое стальное импортное сверло (рис. 1), предназначенное для работы по кости, и новый алмазный инструмент «Торнадо» (рис. 2) фирмы «Рус-Атлант».

Инструмент «Торнадо» был создан для быстрой обработки ткани зубов в ортопедической стоматологии. Благодаря его конструкции и составу было достигнуто повышение скорости обработки зубов в 2–3 раза по сравнению с лучшими импортными алмазными борами. Бор Торнадо состоит полностью из алмазных зерен, которые уложены в объеме рабочей части с предельной плотностью (рис. 3). Благодаря тому что при укладке алмазных зерен они базируются не по поверхности хвостовика, а по внутренней поверхности формы, в которой осуществляется вакуумная сварка зерен (рис. 4), в поверхностном расположении алмазных зерен достигается предельно возможная равновысотность и регулярность (рис. 5), что существенно отличает его рабочую поверхность от поверхности обычного гальванического бора (рис. 6). В результате такого расположения алмазных зерен все они осуществляют одинаковое воздействие на обрабатываемую поверхность. При этом ни одно из зерен не выступает и не создает излишней нагрузки на поверхность. Это приводит к равномерному микрорезанию
поверхности, в отличие от процесса срезания поверхностного слоя материала острой и длинной кромкой фрез и сверл, когда создается эффект плуга и осуществляется макросрез.

Конструкция «Торнадо» рассчитана таким образом, чтобы весь обработанный материал удалялся в промежутках между гребнями алмаза под строго определенным углом (см. рис. 5б). Точно подобранные расстояния между режущими кромками, их высота и угол срезания создают оптимальные условия для щадящего микрорезания поверхности, при этом не снижается скорость обработки, если правильно выбрать соответствующие обороты инструмента. Несмотря на кажущийся неравномерный вид инструмента «Торнадо», все его режущие зерна находятся на одинаковом расстоянии от оси вращения (рис. 5а) и сохраняют равновысотность и регулярность.

Осмотр плоскости распилов не позволил определить различия в зависимости от применяемого инструмента. Для более детального изучения изменений в костной ткани после ее резекции инструментами разных физико-химических характеристик было проведено морфологическое исследование 10 фрагментов бедренной кости кроликов, из которых пять костных фрагментов резецировали с помощью инструмента «Торнадо» и пять — традиционным сверлом.

Проведенное гистологическое исследование показало, что при резекции диафиза бедренной кости с применением традиционного сверла фрагменты бедренной кости были представлены пластинчатой (компактной) костной тканью обычного строения. В костной ткани рядом с линией резекции отмечалось выраженное полнокровие, деструкция коллагеновых волокон и межклеточного вещества, деформация остеонов, фолькмановских и гаверстовых каналов, а также дистрофия и некробиоз остеоцитов. Линия резекции была неровная, шероховатая, разволокненная, зубчатая и фрагментированная (рис. 7б). В трех наблюдениях отмечался термический ожог в виде обугливания края костной ткани (рис. 7в); в двух наблюдениях в костной ткани по линии резекции выявлялись мелкие инородные включения (рис. 7г). Среди костных опилок определялись инородные мелкие частички (рис. 7е). С определенной долей вероятности можно предположить, что наличие в костной ткани по линии резекции и среди костных опилок мелких инородных тел связано с частичным разрушением использованного и
нструмента (традиционного сверла).

При применении инструмента «Торнадо» резецированная бедренная кость сохраняла строение пластинчатой (компактной) костной ткани. Остеоны, фолькмановские и гаверстовы каналы были не нарушены. В остеоцитах, в межклеточном веществе и в коллагеновых волокнах не определялись изменения альтернативного характера. В участках костной ткани, прилежащих к линии резекции, отмечалось умеренное полнокровие. Линия резекции была ровная, гладкая, без участков разволокнения и фрагментации (рис. 7а). В костной ткани по линии резекции ни в одном из наблюдений не отмечалось термического ожога в виде ее обугливания или наличия в ней инородных включений (рис. 7д).

Заключение

Таким образом, проведенное нами морфологическое исследование показало, что при применении для резекции костной ткани инструмента «Торнадо» результаты были лучше, чем при использовании традиционного сверла. Он давал ровный гладкий срез кости, не приводил к термическому ожогу костной ткани по линии резекции, при этом не происходило частичного разрушения инструмента с внедрением его частиц в кость.

Полученные предварительные результаты позволяют надеяться, что новый алмазный инструмент может создать лучшие условия для заживления костной раны, чем традиционно применяемые режущие инструменты. Мы планируем продолжить начатые исследования..