Транспедикулярная фиксация (ТПФ) как метод заднего спондилодеза в конце XX в. становится не только самым распространенным, но и надежным способом металлоостеосинтеза при нестабильных и осложненных повреждениях, а также при различных заболеваниях грудного и поясничного отделов позвоночника. Название способа фиксации позвоночника «transpedicular fixation» (лат. fixus trans pediculus – крепление через ножку дуги позвонка) возникло в зарубежной литературе в конце 70–х гг. XX в. благодаря публикации Herrmann. Встречаются и другие названия: interpedunkular fixation, intrapeduncular screw fixacion, pedicle screw fixacion, pedicular fixacion, внутрителовая фиксация позвоночника, транспедикулярный остеосинтез, педикуло-корпоральный спондилодез и др. Однако самый высокий индекс цитируемости имеет термин «ТПФ».

ТПФ позвоночника имеет более чем полувековую историю. Весь этот период главная задача исследователей заключалась в поисках различных методик заднего спондилодеза для более прочной фиксации позвоночника и улучшения результатов хирургического лечения. В историческом аспекте можно выделить несколько этапов в формировании направлений ТПФ позвоночника и создании современных хирургических технологий дорсального металлоостеосинтеза и многофункциональных транспедикулярных конструкций: винтовая вертебральная; педикулярная пластинами; наружная; внутренняя стержневая.

История ТПФ берет начало с винтовой вертебральной трансартикулярной фиксации позвоночника. Donald King (США) в 1944 г. опубликовал собственные результаты внутреннего остеосинтеза пояснично-крестцового отдела при спондилоартрозе. King предложил использовать короткие металлические винты длиной от 3/4 до 1 дюйма, которые проводили через фасетки суставов параллельно нижнему краю дуги позвонка. Пациентам прописывали постельный режим в течение трех недель после операции. Позднее попытки улучшить фиксацию пояснично-крестцового отдела позвоночника и тем самым обеспечить возможность более ранней активизации пациентов после операции предпринял канадский ортопед Harold Boucher. В 1959 г. он описал усовершенствованную методику заднего спондилодеза пояснично-крестцового отдела, где использовал более длинные (до двух дюймов) стальные винты, которые проводили через дугоотростчатые суставы уже через корни дуг в тела позвонков. Хотя эти методики винтовой фиксации имели достаточно узкие показания и не получили широкого распространения в вертебральной хирургии, именно они дали первый существенный импульс к дальнейшему развитию ТПФ позвоночника. Основополагающим этапом в формировании одного из современных направлений ТПФ пластинами признана внутренняя педикулярная винтовая фиксация, разработанная французским ортопедом Raymond RoyCamillе в начале 60-х гг. XX века. Roy-Camillе предложил специальные моделируемые пластины с отверстиями, расположенными на расстоянии 1,3 см друг от друга, с возможностью установки винтов диаметром 4,5 мм в корни дуг позвонков, с помощью которых в 1963 г. выполнил первую операцию по поводу тяжелого переломовывиха позвоночника. Результаты и описание пластинчатых имплантатов он опубликовал совместно с Demeulenaere в 1970 г. В дальнейшем, на основании исследований, он не только описал анатомические точки введения винтов в грудном и поясничном отделахпозвоночника, разработал показания и основные этапы хирургической технологии ТПФ позвоночника при его повреждениях и заболеваниях, но и усовершенствовал собственные пластины с усиленной втулкой отверстия, названные Pedicle Screw Plates (PSP).

В начальном периоде появились первые описания применения транспедикулярных винтов при ортопедической патологии позвоночника. Так, в 1967 г. Harrington и Tullos из США применили педикулярные винты для редукции позвонка. В 1969 г. они опубликовали результаты хирургического лечения двух детей с тяжелыми прогрессирующими формами спондилолистеза пояснично-крестцового отдела с описанием методики репозиции смещенного позвонка с помощью педикулярных винтов с последующей их фиксацией проволокой к дистракционным стержням Harrington, смонтированным в специальной А-раме. C 1970 г. Schlapfer и Magerl из Швейцарии, разрабатывая биомеханическую концепцию наружной ТПФ, создали систему для нижнегрудного и поясничного отделов позвоночника. В конструкции, названной «fixatuer externe», используется не менее двух пар длинных (5 мм) винтов Шанца, которые вводятся перкутанно или открытым способом через корни дуг в тела позвонков выше и ниже уровня поражения. Затем винты фиксируются в наружном регулируемом аппарате типа Hofmann, состоящем из пары пластин и трех резьбовых стержней с узлами крепления. Система позволяет достигать дозированной многоплоскостной коррекции с достаточно прочной стабилизацией пораженного сегмента. Несмотря на то что методика наружной ТПФ имеет определенные преимущества, она не нашла широкого распространения в вертебральной хирургии из-за относительно узких показаний к применению и существенных дополнительных проблем, связанных с потенциальным риском специфических осложнений и курацией пациентов. В то же время идея Magerl и биомеханические принципы наружной ТПФ в начале 80-х гг. XX в. успешно реализовал Walter Dick, под руководством которого разработана уже имплантируемая стержневая транспедикулярная конструкция, получившая название «fixatuer interne». Изготовленный из медицинской стали фиксатор имел длинные винты Шанца диаметром 5 мм, которые с помощью специальных подвижных узлов крепили к 7-миллиметровым резьбовым штангам. После установки конструкции выступающие дорсальные части винтов Шанца удаляли скусыванием. Устройство обеспечивало возможность интраоперационного проведения многоплоскостной репозиции и коррекции деформации с последующей фиксацией поврежденного отдела позвоночника. Впервые в клинической практике Dick применил стержневую внутреннюю ТПФ в 1982 г. в университетской ортопедической клинике в Basel (Швейцария). Результаты апробации этой технологии не только при травме, но и при различной ортопедической патологии позвоночника опубликовал в 1985 г. Именно этот исторический этап и стал основополагающим в дальнейшей разработке современных внутренних стержневых конструкций. Фирма «Mathys» (Швейцария) освоила промышленныйвыпуск данного стержневого фиксатора под названием АО (Synthes). Независимо от швейцарской АО-группы Paul Kluger (Германия) в 1982 г. создал и запатентовал собственную внутреннюю стержневую транспедикулярную систему из медицинской стали. Несмотря на то, что этот фиксатор отличался не только телескопическими штангами, но и значительным количеством дополнительного монтажного инструментария, результаты его использования оказались обнадеживающими, особенно при тяжелых повреждениях позвоночника. Немецкой фирмой «Endotec» и французской «Tornier» налажен промышленный выпуск данного фиксатора. Почти в это же время в Швейцарии Jacob и Waldis разработали конструкцию на резьбовом стержне, названную «The Balgrist Fixator». Эта система внедрена в отделе ортопедической хирургии университета Balgrist (Цюрих) в 1983 г. в виде так называемой модификации «Mark-I». Однако результаты ее клинического использования показали необходимость совершенствования конструкции, и, несмотря на создание новой модификации – «Mark-II», она не получила дальнейшего развития. В то же время в США развивается ТПФ на основе пластин и стержней. В 1982 г. Artur Steffee одним из первых разработал и в 1984 г. внедрил пластинчатую спинальную фиксационную систему The Variable Screw Placement. Этот усовершенствованный имплантат отличался от пластин Roy-Camille более жестким креплением винтов специальными гайками, а также облегченной установкой благодаря возможности смещения винта по пластине в полуовальных прорезях. Несколько позже мексиканец Edward Luque из Mexico вначале попытался повторно реализовать более раннюю идею Harrington о соединении стержней и транспедикулярных винтов. Однако такая же фиксация проволокой винтов к стержням Luque не принесла ожидаемых результатов из-за недостаточной прочности соединения. Но уже с 1985 г. Luque стал применять пластинчатый фиксатор, названный «Danek Plate Screw System», с впервые разработанными канюлированными транспедикулярными винтами. Следует отметить, что эта модификация по своим прочностным параметрам и устойчивости к динамическим нагрузкам значительно уступала разработке Steffee вследствие повторения наиболее слабого конструктивного звена пластины Roy-Camillе. Leon Wiltse из США в 1984 г. разработал для поясничного отдела позвоночника принципиально новый имплантат на основе моделируемых стержней с рифлением. Оригинальная конструкция состоит из одного или двух стержней диаметром 4,4 мм и блокирующих клемповых узлов крепления транспедикулярных винтов диаметром 5-7,5 мм. Результаты операций, выполненных в мае 1985 г., продемонстрировали функциональные преимущества созданного транспедикулярного фиксатора, обусловленные возможностью интраоперационного моделирования стержней и полисегментарной многоуровневой стабилизации поясничного и пояснично-крестцового отделов. Следует отметить, что идея сочетания рифленых моделируемых стержней и клемповых соединений транспедикулярных винтов не только значительно расширила возможности ТПФ, но и успешно реализовывалась при разработке многофункциональных стержневых конструкций других фирм-производителей имплантатов. В результате анализа концепции Roy-Camillе и Magerl, а также проведенных собственных морфометрических и биомеханических исследований Martin Н. Krаg из Вермонтского медицинского университета предложил не только новые подходы к хирургической технологии ТПФ, но и создал клемповый транспедикулярный фиксатор на жестких гладких стержнях, получивший название «Vermont Spinal Fixator» и применявшийся в клинике с 1986 г. В это же время Jurgen Harms (Германия), основываясь на биомеханической концепции – полисегментарной вентральной фиксации тел позвоночника конструкциями USIS (Universal Segmental Spinal Instrumentacion, Zielke, 1974 г.), разрабатывает в 1986 г. дорсальную сегментарную модульную спинальную систему на резьбовых стержнях – MOSS System. Под руководством Puno из университета Louisville (Кентукки, США) cоздаются первые поколения имплантатов для ТПФ, названные Puno – Winter – Byrd (PWB) System, которые стали использоваться с марта 1988 г. [20]. Модернизация данных конструкций привела к созданию оригинального узла фиксации транспедикулярного винта, который стал прообразом современных полиаксиальных винтовых систем. Новый этап разработки ТПФ из титановых сплавов начался в конце 1980-х гг. Так, в 1987 г. создается, а с октября 1988 г. применяется в клинической практике стержневая конструкция Diapason, изготавливаемая из титанового сплава фирмой «Stryker» (США). Особенности имплантата заключаются в оригинальном техническом решении соединения конического винта с хвостовиком с гладким моделируемым стержнем посредством специальной чашки и блокиратора. Для предотвращения избыточного напряжения в конструкции и увеличения степени свободы в узле соединения «винт – стержень» в 1990 г. имплантат дополнили сферическим кольцом. Именно это техническое решение соединения винта и штанги стало наиболее перспективным в создании современных модификаций ТПФ. 

Наряду с развитием и совершенствованием ТПФ, исследователи продолжали разработку комбинированных дорсальных конструкций с элементами интраоссальной (винтовой) и параоссальной фиксации различными крючками за дуги и корни дуг, поперечные и остистые отростки с учетом анатомо-морфологических особенностей верхне- и среднегрудного отделов позвоночника в сочетаниис нестандартными биомеханическими ситуациями. В начале 80-х гг. XX в. Charles Edwards (США) разрабатывает модульную спинальную систему «The Edwards Modular System» с различными вариантами винтов и крючков. Предложенные конструктивные особенности имплантата заключались в универсальных стержнях, несущих основную нагрузку, и новых технических решениях крепления как самих крючков, так и крючков с транспедикулярными винтами. Однако комбинированные системы Edwards сохранили общие недостатки более ранних конструкций: относительно низкую мобильность и прочность фиксации основных несущих нагрузку узлов. Если в настоящее время их в большей степени можно рассматривать в историческом аспекте, то разработка в начале 1980-х гг. подобных комбинированных конструкций французскими ортопедами Yves Cotrel и Jean Dubousset, впервые представленная в 1985 г. в Швейцарии, стала особым событием в развитии дорсального металлоостеосинтеза. В дальнейшем разработан инструментарий CD, включающий и транспедикулярные системы Сompact CD Low Back, Tenor, TSRH, выпускаемых ранее фирмой «Sofamor Danec», а в последующем «Medtronic Sofamor Danec» (США). Следует отметить, что, наряду с жесткими транспедикулярными конструкциями, обеспечивающими формирование костного или костнофиброзного блока на уровне стабилизации, в конце 80-х гг. XX в. появилось новое направление в ТПФ – динамические системы. Так, Henri Graf из клиники SaintMaurice в Lyon (Франция) предложил альтернативную концепцию динамической межпозвонковой стабилизации (flexible intervertebral stabilisacion) и разработал специальные транспедикулярные титановые винты, соединяющиеся с помощью гибкой ленты из полиэстера для ограничения флексионных нагрузок. В 1992 г. Graf представил обнадеживающие результаты клинического применения Global Stabilizacion System у пациентов с дегенеративными поражениями поясничных дисков. 

Достаточно быстрое формирование основных направлений ТПФ и их широкое внедрение в клиническую практикуза рубежом послужили поводом к пристальному вниманию ведущих клиник СССР к новым технологиям заднего металлоостеосинтеза позвоночника. Внутренняя и наружная ТПФ в СССР и странах СНГ развивалась в трех направлениях: 1) применение зарубежных аналогов пластин типа Roy-Camillе, металлических пластин типа АО; 2) разработка отечественных конструкций транспедикулярных фиксаторов и их внедрение в клиническую практику; 3) применение оригинальных зарубежных транспедикулярных имплантатов. Первые попытки использования при травмах позвоночника наиболее простых конструкций пластин типа Roy-Camille, по имеющимся данным, осуществлены в 1985-1986 гг. в клиниках травматологии и ортопедии под руководством А.А. Коржа и Г.С. Юмашева В конце 1980-х гг. в республиканском центре спинальной травмы Белорусского НИИТО разработан внутренний транспедикулярный фиксатор позвоночника на резьбовых стержнях и в 1988 г. выполнена первая операция с использованием титанового имплантата. В 1993-1997 гг. в БелНИИТО прооперировали 110 пациентов с повреждениями, деформациями и опухолями позвоночника с применением совместно созданных с белорусской фирмой «Медбиотех» стержневых транспедикулярных фиксаторов из титанового сплава. С 1989 г. в Латвийском НИИТО для ТПФ применяли металлические пластины АО при осложненных переломах позвоночника, первые результаты лечения 19 пострадавших опубликованы в 1991 г. В этом же году доктора из Харькова и Казани представили опыт ТПФ пластинами типа Roy-Camille при тяжелых травмах позвоночника. А.Г. Аганесов (Москва) опубликовал результаты стабилизации позвоночника у 15 больных по методике Roy-Camille после резекции тел позвонков для восстановления дефекта спинного мозга. Проф. С.Т. Ветрилэ (Москва) одним из первых стал использовать внутреннюю транспедикулярную пластинчатую систему Steffee при различных видах хирургических вмешательств на грудном и поясничном отделах позвоночника. Следует отметить еще один из немногих патентоохранных отечественных стержневых транспедикулярных имплантатов, разработанных в 1995 г. В.Д. Усиковым. Первые результаты применения титанового гладкостержневого фиксатора, названного устройством для педикулокорпорального остеосинтеза позвоночника, опубликованы в 1995 г. В начале 90-х гг. XX в. в России и Украине формируется направление наружной ТПФ. В 1986 г. в отделении патологии позвоночника Харьковского НИИТО применен способ наружной ТПФ с новыми системами стержневых аппаратов. Это направление также развивается в РНЦ «Восстановительная травматология и ортопедия им. Г.А. Илизарова» (Курган), Казанском и Уральском НИИТО. Созданные в этих центрах оригинальные конструкции для наружной ТПФ обеспечивают постепенную (поэтапную) коррекцию травматических, посттравматических и других деформаций грудного и поясничного отделов позвоночника при одно- и двухэтапных хирургических вмешательствах. С середины 1990-х гг. современная хирургическая технология внутренней ТПФ позвоночника при его повреждениях и заболеваниях становится доступна во многих регионах России и странах СНГ с использованием как зарубежных, так и отечественных транспедикулярных имплантатов.

Макаревич, С.В. Исторические аспекты транспедикулярной фиксации позвоночника: обзор литературы // Хирургия позвоночника. – 2018. – Т.15, № 4. – С. 95–106.