Czynniki przebudowy regeneratu kostnego w osteogenezie dystrakcyjnej Factors Influencing Bone Regenerate Healing in Distraction Osteogenesis

Transkrypt

1 ARTYKUŁ ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja MEDSPORTPRESS, 2013; 6(6); Vol. 15, DOI: / Czynniki przebudowy regeneratu kostnego w osteogenezie dystrakcyjnej Factors Influencing Bone Regenerate Healing in Distraction Osteogenesis Paweł Koczewski (A,B,C,D,E,F,G), Milud Shadi (A,B,C,D,E,F,G) Klinika Ortopedii i Traumatologii Dziecięcej Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, Polska Department of Paediatric Orthopaedics and Traumatology Karol Marcinkowski medical University in Poznań, Poland STRESZCZENIE Wstęp. Dynamika i efektywność tworzenia się nowej tkanki kostnej (regeneratu) w procesie osteogenezy dystrakcyjnej jest zależna od wielu czynników, które mogą w istotny sposób wpływać na czas leczenia. Jednym ze wskaźników po - tencjału gojenia jest indeks wydłużenia (lengthening index LI) definiowany jako liczba miesięcy stosowania apa ra tu Ili - zarowa przypadająca na 1 cm uzyskanego wydłużenia. Celem pracy jest ocena efektywności osteogenezy dystrakcyjnej na podstawie analizy indeksu wydłużenia w zależności od wieku, wielkości nierówności kończyn, etiologii, segmen tu, ko - rekcji osi i uzyskanego wydłużenia. Materiał i metody. Materiał poddany analizie stanowiło 251 chorych w wieku od 3 do 50 lat (średnia 15,3) leczonych metodą Ilizarowa z powodu nierówności kończyn dolnych. W tej grupie chorych wykonano 319 procedur wydłużenia seg - mentu kostnego metodą Ilizarowa (155 wydłużeń goleni, 164 ud). U wszystkich chorych określono całkowity czas le cze - nia (czas stosowania aparatu) oraz wielkość uzyskanego wydłużenia w celu kalkulacji indeksu wydłużenia (LI). Cho rzy zostali podzieleni na grupy w zależności wyżej opisanych czynników Wyniki. Średnia LI w całym materiale wyniosła 1,6 mies/cm (od 0,7 do 5,9). Najniższy LI (1,4 mies/cm) odnotowany u naj młod szych cho rych (wiek od 3 do 9 lat) wzra stał wraz z wie kiem uzy sku jąc 1,6 mies/cm w gru pie wie ko wej od 10 do 17 lat, 1,7 od 18 do 21 lat i 2,4 od 22 do 50 lat. Śred nia LI dla wy dłu żeń uda by ła ni ższa (1,5) niż dla go le ni (1,8). W grupie 63 przypadków wydłużeń do 4 cm średnia LI wyniosła 2,3, podczas gdy w drugiej grupie (wydłużenia od 4 do 7 cm 189 procedur) 1,6, a w ostatniej (wydłużenia ponad 7 cm) 1,2. Nie stwierdzono istotnej różnicy w zakresie LI pomiędzy grupami z korekcją osi i bez korekcji, natomiast stwierdzono takie różnice pomiędzy grupami etio lo gicz - nymi: u chorych z achondroplazją średnia LI wyniosła 1,2, w etiologii pozapalnej i chorobie Olliera 1,4, w wadach wrodzonych 1,6, pourazowych 1,8, a w neurogennych i stopie końsko-szpotawej 2,0 Wniosek. Efektywność procesu osteogenezy dystrakcyjnej oceniana na podstawie indeksu wydłużenia jest zależna od wieku, etiologii skrócenia, wydłużanego segmentu oraz wielkości wydłużenia, natomiast nie jest zależna od tego, czy równocześnie z wydłużeniem prowadzono korekcję osi kończyny. Słowa kluczowe: metoda Ilizarowa, wydłużanie kości, indeks wydłużenia SUMMARY Background. The dynamics and effectiveness of new bone formation in the Ilizarov method varies according to different factors. Some of them may result in substantial prolongation of treatment time. The lengthening in dex (LI), defined as the number of months in a frame necessary to achieve 1 cm lengthening, is the main indi cator of bone healing potential. The purpose of the study was to assess the effectiveness of distraction osteo ge nesis by analysing the lengthening index (LI) in relation to: age, limb length discrepancy, aetiology, bone segment involved, axial correction and lengthening achieved. We studied 251 patients between the ages of 3 to 50 years (mean 15.3) treated with the Ilizarov method because of lower limb inequality. A total of 319 lengthening procedures were analyzed (tibia 155, femur 164). Material and methods. Total treatment time (time in a frame) and magnitude of lengthening were recorded in all patients to calculate LI (months per 1cm of lengthening). Patients were divided into several groups according to these factors. Results. Mean LI in the entire sample was 1.6 months/cm (from 0.7 to 5.9). The lowest LI (1.4) was recorded in the youngest patients (from 3 to 9 years) and increased with age, amounting to 1.6 in the years age group, 1.7 in the years age group and 2.4 in the years age group. The mean LI for femoral lengthening was lower (1.5) than for the tibias (1.8). In a group of 63 cases of lengthening up to 4cm, LI was 2.3; in another group (from 4 to 7cm 189 procedures) LI was lower (1.6), and in the last group (more than 7cm) it was 1.2. There was no significant difference in mean LI between the groups with and without axial correction. However, differences between aetiology groups were statistically significant, with a mean LI of 1.2 in achondroplasia patients, 1.4 in post-septic patients and patients with and Ollier disease, 1.6 in patients with congenital deformities, 1.8 in post-traumatic patients and 2.0 in neurogenic and clubfoot patients. Conclusion. According to the lengthening index analysis, the effectiveness of distraction osteogenesis is related to age, aetiology, bone segment involved and the magnitude of lengthening, while it is not related to axial correction. Key words: Ilizarov method, bone lengthening, lengthening index 591

2 Koczewski P. i wsp., Czynniki przebudowy regeneratu kostnego w osteogenezie dystrakcyjnej WSTĘP W leczeniu nierówności kończyn dolnych jedną z najczęściej stosowanych metod jest wydłużenie skróconej kończyny metodą Ilizarowa. Wprawdzie najlepsze wyniki leczenia tą metodą uzyskuje się u dzie ci i mło dzie ży, to jed nak mo żna ją rów nież za - stosować u dorosłych. W tych przypadkach, należy liczyć się z przedłużonym okresem leczenia. Długi czas noszenia aparatu dystrakcyjnego dla wielu chorych leczonych metodą Ilizarowa jest dużym problemem. Wielu z nich po kilku miesiącach stosowania aparatu odczuwa psychiczne zmęczenie. Przyczynia się ono do pojawienia się zniechęcenia do wykonywania ćwiczeń usprawniających, co z kolei może być przyczyną powikłań lub powodować gorszy wynik leczenia. Dynamika i efektywność procesu osteogenezy dystrakcyjnej wyrażona tempem powstawania i dojrzewania regeneratu kostnego podlega dużym wahaniom w zależności od wielu czynników. Powoduje to duże zróżnicowanie czasu leczenia. Parametrem oddającym te różnice jest indeks gojenia (healing index HI), wprowadzony przez DeBastiani i Aldegheri, a definiowany jako ilość dni stosowania dystraktora przypadających na 1 cm wydłużenia [1,2]. Paley określał indeks wydłużenia (lengthening index LI), który jest równoznaczny z HI, a definiowany jako ilość miesięcy w aparacie przypadającą na 1 cm wydłużenia [3]. Celem pracy jest ocena efektywności procesu osteogenezy dystrakcyjnej na podstawie analizy indeksu wydłużenia u chorych leczonych metodą Ilizarowa w zależności od różnych parametrów chorego oraz leczonego segmentu (wieku, etiologii skrócenia, wielkości wydłużenia, lokalizacji wydłużenia, prowadzonej korekcji osi, wielokrotności wydłużenia). MATERIAŁ I METODY Analizie poddano 251 chorych leczonych metodą Ilizarowa w naszym ośrodku w latach z powodu nierówności kończyn dolnych o różnej etiologii. U wszystkich chorych wydłużono łącznie 319 segmentów, z czego 164 stanowiły wydłużenia uda, a 155 goleni. Średnia wieku chorych wynosiła 15,3 lat (od 3 do 50). Wielkość nierówności kończyn dolnych wa ha ła się od 2,0 do 18,0 cm (śred nia 5,5 cm). U wszystkich chorych oceniono łączny czas stosowania aparatu Ilizarowa oraz wielkość uzyskanego wydłużenia w celu kalkulacji LI wyrażonego w miesiącach stosowania aparatu na 1 cm wydłużenia. Wszystkich chorych podzielono na grupy w zależności od wieku, etiologii, segmentu oraz wielkości uzyskanego wydłużenia. Przeprowadzono analizę statystyczną w celu określenia wpływu ww. czynników na czas leczenia. Dla poszczególnych wartości LI w grupach BACKGROUND Lengthening of the shortened limb using the Ili - zarov method is the most common method in the treatment of lower limb inequality. The best results are achieved in children and adolescents, but the Ili - zarov method can also be used in adult patients. The most troublesome aspect of distraction osteogenesis is the prolonged time of fixation. Many patients, after several months of using the Ilizarov devices, experience a certain psychological discomfort that may interfere with rehabilitation and increase the risk of complications. The effectiveness and dynamics of distraction osteo genesis expressed as the rate of bone regenerate formation and maturation depends on multiple fac - tors, which may lead to varying treatment times. DeBastiani and Aldegheri have introduced the healing index (HI), which measures the number of days in the frame per one-centimetre length gain ed, as a valid and reliable quantitative indicator of the potential for new bone formation [1,2]. Similarly, Pa - ley has defined the lengthening index (LI) as the number of months the external fixator is attached to the bone per one-centimetre lengthening [3]. The aim of the present study was to analyse the effectiveness of distraction osteogenesis by analy sing the lengthening index in patients treated with the Iliza - rov method with regard to different factors such as: age, aetiology, magnitude of lengthening, site of lengthe - ning, axial correction and repetitive lengthe ning. MATERIAL AND METHODS We analysed 251 patients treated with the Ilizarov method because of limb inequality of different aetio - logies in our institution between 1994 and A total of 319 lower limb lengthening procedures were undertaken in all patients, including 164 cases of femoral and 155 cases of tibial lengthening. The mean age of the patients was 15.3 years (range ). The degree of lower limb discrepancy ranged from 2.0 to 18.0 cm (mean 5.5). To calculate the LI in all patients, we looked at the time of Ilizarov frame application and the amount of lengthening gained. The patients were divided into groups according to their age, aetiology, bone seg - ment involved and the amount of lengthening achieved. The influence of different factors on treat ment time was analysed statistically. The LI in all subgroups was reported as mean, minimum, maximum and SD va lues. 592

3 Koczewski P. et al., Factors influencing bone regenerate healing in distraction osteogenesis określano średnią, minimum, maksimum i odchylenie standardowe. Różnice pomiędzy grupami poddano analizie istotności statystycznej z zastosowaniem testu U Mann-Whitney lub testu Kruskal-Wallis. Korelacje między zmiennymi ilościowymi określano z zastosowaniem współczynnika korelacji Spearman Rank. Jako kryterium istotności statystycznej przyjęto p<0,05. Uzy ska ne wy ni ki pod da no ana li zie sta ty stycz nej przy użyciu programu StatSoft STATISTICA 9.0. WYNIKI Średnia LI w całym materiale wyniosła 1,63 mies/cm (od 0,7 do 5,9). Wiek W zależności od wieku w chwili wykonania operacji, chorych podzielono na cztery grupy wiekowe: (1): >10 lat, (2): lat, (3): la ta, (4): <22 lat. Wartości LI w grupach wiekowych przedstawione są w Ta be li 1. LI był najmniejszy w grupie najmłodszych chorych (od 3 do 9 lat) i wy no sił 1,4 mies/cm. W dwóch kolejnych grupach był nieco wyższy: lat 1,6 i lat 1,7, a w gru pie naj star szych cho rych (22-50 lat) osiągnął 2,4. Zależność istotna statystycznie (test Kruskala-Wallisa; p < 0,001) Differences be tween subgroups were tested with Mann-Whitney s U test or the Kruskal-Wallis test. Correlations be tween quantitative variables were me a - sured with Spear man s rank correlation coeffi cient. For all analyses, a p<0.05 was considered statistically significant. Statistical ana lyses were performed using StatSoft s STATISTICA software. RESULTS The mean LI in all patients was 1.63 months/cm (range from 0.7 to 5.9). Age According to age at the time of operation the patients were divided into four age groups: (1): < 10 years, (2): years, (3): years, (4): > 22 years. The values of LI in the designated age groups are presented in Table 1. LI was the lowest in the youngest group (1.39 months/cm) and increased with age, reaching 2.38 in the age group of > 22 years; this difference was statistically significant (Kruskal-Wallis test; p< 0.001). A pooled analysis of all patients shows a positive correlation between age and LI (Spearman s rank factor= (p<0.001) (Figure 1). Tab. 1. Wartości LI w grupach wiekowych Tab. 1. LI (lengthening index) in different age groups Ryc. 1. Zależność LI od wieku w chwili operacji oraz linia trendu Fig. 1. LI (lengthening index) correlation with the age at the time of surgery and trend line 593

4 Koczewski P. i wsp., Czynniki przebudowy regeneratu kostnego w osteogenezie dystrakcyjnej Analizując wszystkich chorych wspólnie stwierdzono dodatnią korelację pomiędzy wiekiem a LI (współczynnik korelacji Rang Spearmana = 0,338 (p < 0,001) (Ry ci na 1). Wielkość wydłużenia W grupie 63 wydłużeń do 4 cm średnia indeksu wydłużenia wyniosła 2,3. Od 4 do 7 cm (189 wydłużeń) 1,6, pod czas gdy w 67 wy dłu że niach po wy - żej 7cm 1,2 (Ta be la 2). Na wy nik ten mógł mieć rów nież wpływ wiek cho rych, po nie waż śred nia wie - ku ostat niej gru py by ła wy ższa (18 lat) w po rów na - niu z dwo ma pierw szy mi (15 i 16). Za le żność istot - na statystycznie (test Kruskala-Wallisa; p<0,001). Analizując wszystkie wydłużenia wspólnie stwierdzono silną ujemną korelację LI z wielkością wydłużenia w chwili operacji (współczynnik korelacji Rang Spearmana = 0,531 (p < 0,001)) (Rycina 2). Segment Średnia LI dla wydłużeń goleni wyniosła 1,77 mies/cm, pod czas gdy dla wy dłu żeń ud 1,49 (Ta be - la 3). Różnica ta jest istotna statystycznie (test Manna-Whitney a; p < 0,001). Magnitude of lengthening In the group of 63 cases of lengthening up to 4cm, the mean LI was 2.3, compared to 1.6 among cases of 4-7 cm lengthening (189 lengthening procedures) and 1.2 in the 67 cases of lengthening of more than 7cm (Table 2). These results may have been influ enced by patients` age as the mean age in the last group was more than 18 years, while in the first two groups it was 15 and 16, respectively. This difference was statisti - cally significant (Kruskal-Wallis test; p<0.001). A pooled analysis revealed a strong negative cor - re lation between LI and the amount of lengthening (Spear man s rank correlation factor = ; p<0.001) (Figure 2). Bone segment The mean LI for tibial lengthening was higher than that for femoral lengthening (1.77 and 1.49 months/cm, respectively) (Table 3). The difference was statistically significant (Mann-Whitney test; p<0.001). Tab. 2. Wartości LI w grupach w zależności od wielkości wydłużenia Tab. 2. LI (lengthening index) values in relation to magnitude of lengthening Ryc. 2. Zależność LI od wielkości wydłużenia oraz linia trendu Fig. 2. Relationship between LI (lengthening index) and the amount of lengthening 594

5 Tab. 3. Wartości LI dla poszczególnych segmentów Tab. 3. LI (lengthening index) values vs. bone segment involved Koczewski P. et al., Factors influencing bone regenerate healing in distraction osteogenesis Tab. 4. Wartości LI w zależności od korekcji osi Tab. 4. LI (lengthening index) values vs. axial correction Korekcja osi W grupach wydłużeń z korekcją osi (118) i bez korekcji (201) średnie LI były do siebie bardzo zbliżone (odpowiednio 1,59 i 1,65) i różnica ta nie jest istotna statystycznie (test Manna-Whitney a; p = 0,864) (Tabela 4). Etiologia Średnia LI wykazywała duże zróżnicowanie w zależności od etiologii deformacji i wynosiła odpowiednio: u chorych z achondroplazją 1,24 mies/ cm; z pozapalną deformacją i w chorobie Olliera 1,42; z innymi typami dysplazji kostnych 146. Najwyższy indeks odnotowano u chorych z nierównością kończyn o etiologii neurogennej i ze stopami końsko-szpotawymi odpowiednio 1,95 I 1,98. (Zależność istotna statystycznie test Kruskala-Wallisa; p < 0,001) (Tabela 5). Lata W celu określenia learning curve oceniono LI u chorych leczonych w różnych przedziałach czasowych (Tabela 6). W grupie leczonych w pierwszych la tach sto so wa nia me to dy Ili za ro wa w na szym ośrod ku ( ) LI był bar dzo zbli żo ny do uzy - skiwanych wartości w późniejszym okresie, a różnice nie są istotne statystycznie (test Kruskala-Wallisa; p = 0,835). Axial correction With regard to lengthening with axial correction (118 procedures) and without correction (201 proce - dures), the mean LI was nearly the same in both groups (1.59 and 1.65, respectively) and the diffe rence was not statically significant (Mann-Whitney test; p = 0.864) (Table 4). Aetiology The LI was significantly different according to the aetiology of deformity, amounting to 1.24 months/ cm for patients with achondroplasia, 1.42 for postseptic and Ollier disease patients and 1.46 for other skeletal dysplasia patients. The highest index was not - ed in patients with clubfoot deformity and lower limb discrepancy due to neurogenic aetiology (1.95 and 1.98, respectively) (Kruskal-Wallis test showed a sig - nificant correlation; p<0.001). (Table 5) Learning curve The LI in patients treated in different time periods was evaluated in order to investigate the effect of the learning curve (Table 6). In the group of patients treated in the first years of the Ilizarov method being used in our institution ( ), the LI was si - milar to the value achieved in later years, and the difference was not statistically significant (Kruskal- Wallis test; P=0.835) Tab. 5. Wartości LI w zależności od etiologii skrócenia Tab. 5. LI (lengthening index) values vs. aetiology of lower limb discrepancy (LLD) 595

6 Koczewski P. i wsp., Czynniki przebudowy regeneratu kostnego w osteogenezie dystrakcyjnej Tab. 6. Wartości LI w grupach chorych w zależności od doświadczenia operatorów Tab. 6. LI (lengthening index) values vs. surgeon`s experience Tab. 7. Porównanie LI w wydłużeniach wielokrotnych Tab. 7. LI (lengthening index) values in repeated lengthening Tab. 8. Wartości LI w zależności od operatora Tab. 8. LI (lengthening index) values according to the surgeon Wydłużenia wielokrotne U 21 chorych procedura wydłużenia pojedynczego segmentu była powtórzona, a u jednego wykonana trzykrotnie. Powstała w ten sposób możliwość porównania LI z pierwszego i kolejnego wydłużenia w tej samej grupie pacjentów różniących się jedynie wiekiem. Wyniki tej analizy przedstawia Tabela 7. Pierwsze wydłużenie charakteryzowało się szybszą konsolidacją regeneratu niż wydłużenia powtórne (średnia LI 1,58 vs. 1,84), jed nak ró żni ca ta nie jest istot - na statystycznie (test Manna-Whitneya; p = 0,192). Operator Porównując średnią LI u chorych leczonych przez dwóch au to rów: PK (192) 1,7, MS (127) 1,6, ró - żnica jest również nieistotna statystycznie i prawdopodobnie wynika z innej średniej wieku w obu grupach (odpowiednio 17 i 14 lat). (Zależność nieistotna statystycznie test Kruskala-Wallisa; p = 0,736) (Tabela 8). DYSKUSJA Długi czas leczenia metodą osteogenezy dystrakcyjnej jest jedną z głównych niedogodności tej metody. Stąd też bar dzo uza sad nio ne są ba da nia nad czyn - nikami wpływającymi na czas leczenia oraz nad metodami, które mogą przyczynić się do skrócenia czasu dojrzewania regeneratu. Czas leczenia jest oczywiście ściśle skorelowany z wielkością wydłużenia, ale zależy również od wielu innych czynników. Aby mieć możliwość porównania dynamiki gojenia u chorych z różną wielkością wydłużenia, wprowadzono pojęcie indeksu (współ- Repetitive lengthening In 21 patients, the lengthening procedure of a sin - gle bone segment was repeated; in one case, it was applied three times. We compared the LI for the first and second lengthening in this group of patients (with age difference only). The result of this compa - rison is presented in Table 7. The first lengthening was characterized by faster consolidation of bone re - ge nerate than the second one (mean LI 1.58 vs. 1.84) although this difference was not statistically signi - ficant (Mann-Whitney test; p=0.192). Surgeons The mean LI in patients treated by the two au - thors was 1.67 for PK (192 procedures) and 1.57 for MS (127). The non-significant difference is probably only due to a different mean age in both groups (17 and 14 years, respectively). (Kruskal-Wallis Test; p= 0.736) (Table 8). DISCUSSION As the prolonged treatment time of distraction osteogenesis is the main inconvenience of this me - thod of treatment, it appears advisable to investigate which factors influence the duration of the treatment and which methods can promote bone regenerate maturation. Obviously, the duration of treatment is closely correlated with the extent of lengthening, but it also depends on several other factors. The index (coeffi - cient) of lengthening was introduced to enable com - parison of the rate of healing in patients with diffe - 596

7 Koczewski P. et al., Factors influencing bone regenerate healing in distraction osteogenesis czynnika) wydłużenia, które odnosi wielkość wydłużenia (w cm) do czasu stosowania aparatu. Parametr ten może również służyć do porównania efektywności różnych metod wydłużania (wydłużanie aparatem Ilizarowa, aparatami monolateralnymi, wydłużanie ponad gwoździem) [4]. Spośród czynników, które wpływają na czas leczenia wyrażony indeksem wydłużenia lub indeksem gojenia najczęściej wymieniany jest wiek w chwili operacji. Noonan i wsp. określili, że indeks gojenia jest statystycznie istotnie wyższy u chorych powyżej 14 r. ż. niż u młod szych, a Kraw czyk i wsp. po dob ną relację opisali przy wydłużeniach goleni dla grup wiekowych powyżej i poniżej 20 lat. Fishground i wsp. znaleźli analogiczną zależność pomiędzy grupami wie ko wy mi do 20 lat, lat oraz po wy żej 30 lat [3-9]. Bozan i wsp. dodatkowo wykazali ujemną korelację HI z prędkością dystrakcji. Aldegheri stwierdza, że czynnikiem wpływającym na HI istotniejszym niż wiek i wiel kość wy dłu że nia jest etio lo gia. Po dob nie jak No onan i wsp., który wska zu je na achon - droplazję jako rozpoznanie cechujące się najniższym HI. Nasze badania potwierdzają te spostrzeżenia. Zdecydowanie mniej jest informacji na temat wpływu innych etiologii na czas leczenia metodą osteogenezy dystrakcyjnej. Stanitski stwierdza, że u chorych z chorobami metabolicznymi kości (krzywica, osteodystrofia nerkowa, hypofosfatazja) leczonych metodą osteogenezy dystrakcyjnej HI jest dwukrotnie wyższy niż u dzieci z wydłużeniem kości udowej. Maf fu li i wsp. opi sa li mniej szą war tość HI dla etio - logii pourazowej i pozapalnej w porównaniu ze skróceniami o etiologii wrodzonej. Krawczyk i wsp. stwierdzili, że osteogeneza dystrakcyjna przebiega najszybciej w etiologii nabytej oraz achondroplazji [5-11]. Nasz materiał potwierdza tę prawidłowość tylko dla etiologii pozapalnej. Prawdopodobnie, jest to jednak związane ze starszym wiekiem naszych chorych o etiolo gii pourazowej (średnia 23 lata) w porównaniu z chorymi o etiologii pozapalnej i wrodzonej (w obu przypadkach 13 lat). Odnotowanie przez nas mniejszego LI u chorych z wydłużeniem uda niż goleni potwierdza spostrzeżenia DeBastiani i wsp. oraz Maffuli i wsp., natomiast takiej zależności nie potwierdzili Noonan i wsp. [1,5,8]. Kraw czyk i wsp. oraz Fi sh gro und i wsp. do czyn - ników wpływających na czas leczenia metodą osteogenezy dystrakcyjnej zaliczyli też wielkość uzyskanego wydłużenia. Krawczyk i wsp. stwierdzili, że współczynnik wydłużenia osiągał najniższe wartości przy wydłużeniach przekraczających 6 cm, a najwyższe przy mniejszych od 4 cm. Z kolei Fishground i wsp. tempo gojenia regeneratu oceniali na podstawie analizy proporcji czasu dystrakcji do czasu konrent extents of elongation. The lengthening index com - bines the extent of lengthening (in cms) and the du - ration of fixator use. It may also be used for comparing the effectiveness of different limb lengthening me - thods (Ilizarov's, monolateral fixators, above-nail lengthening) [4]. Of all factors affecting healing time (ex pressed by LI or HI), the age at surgery is the main factor discussed in the literature. Noonan et al. de ter mined that the healing index was statistically signi ficantly higher in patients above the age of 14 years com - pared to younger ones, Fishground et al. found the same relationship between the age groups up to 20 years, years and above 30 years. Similarly, in a study of tibial lengthening patients, Krawczyk et al. revealed shorter treatment times in patients younger than 20 years vs. older ones [3-9]. Addi tionally, Bo - zan et al. reported a negative correlation between the healing index and distraction rate. Al degheri states that aetiology is a more important factor influencing the healing index than age and the amount of length - ening. Similarly, Noonan at al. not ed achondroplasia as the aetiology with the lowest HI, and Krawczyk et al. reported the lowest HI in patients with acquired limb length discrepancy and achondroplasia [5-11]. Our study confirms this ob serva tion. Far less infor - ma tion is available about the influence of other aetio - logies on the duration of dis traction osteogenesis treatment. Stanitski states that the HI is twice as high in patients with metabolic bone diseases (rickets, renal osteodystrophy, hypo phos phatasia) treated with distraction osteogenesis as in children with femoral lengthening. Maffuli at al. noted a lower HI value for patients of post-traumatic and post-septic aetiology in comparison to congenital limb shortening. Our results confirm this finding only for the post-septic aetiology. This is probably secondary to the age dif - fe rence between our groups (a mean age of 23 years for the post-traumatic aetiology group vs. 13 years for the post-septic and congenital aetiology group). A lower LI in femoral vs. tibial lengthening pa - tients in our study has been confirmed by DeBastiani at al. and Maffuli at al., while Noonan at al. did not demonstrate this relationship [1,5,8]. Krawczyk et al. and Fishground at al. added the amount of lengthening achieved as a factor influencing distraction osteogenesis treatment time. Krawczyk et al. found the smallest HI in procedures with leng - then ing more than 6 cm and highest in those with less than 4 cm lengthening. Fishground et al. the bone re - generate healing rate on the basis of the ratio be - tween distraction time and consolidation time, noting a proportionately faster healing process in relation to the magnitude of the distraction gap. Noonan at al. 597

8 Koczewski P. i wsp., Czynniki przebudowy regeneratu kostnego w osteogenezie dystrakcyjnej solidacji, stwierdzając tym szybsze gojenie im większa jest uzyskana szczelina dystrakcyjna. Podobne obserwacje poczynili Noonan i wsp. analizując wyniki leczenia metodą osteogenezy dystrakcyjnej 114 kości udowych i 147 kości piszczelowych z zastosowaniem aparatów monolateralnych. Stwierdzili oni silną negatywną korelację pomiędzy HI a wielkością uzyskanego wydłużenia zarówno dla wydłużeń ud, jak i goleni [5-7]. Analizując wpływ korekcji osi na LI można by się spodziewać, że asymetryczne prowadzenie dystrakcji w celu uzyskania korekcji zagięcia wydłużanego segmentu może negatywnie wpływać na jakość regeneratu i przez to wydłużać czas leczenia, powodując zwiększenie LI. Nasze badania zaskakująco nie potwierdziły istnienia takiej zależności, jednocześnie, nie znaleźliśmy doniesień w dostępnym piśmiennictwie na te mat wpły wu ko rek cji osi na czas le cze nia. Przeprowadzona przez nas analiza wydłużeń wielokrotnych wykazała, że LI jest większy w powtórnych elongacjach w porównaniu z pierwszorazową procedurą. Z powodu małej liczby takich przypadków różnica ta nie była jednak istotna statystycznie. Aby wykazać ewentualne istnienie takiej zależności, na temat której nie znaleźliśmy żadnych doniesień, należałoby przeanalizować większą grupę chorych. Odrębnym zagadnieniem, które może wpływać na czas le czenia metodą Ilizarowa jest określenie kryteriów oceny dojrzałości regeneratu i momentu usunięcia aparatu. Standardem w tej materii jest ocena radiograficzna. Wielu badaczy podejmowało próby obiektywizacji metod opartych na promieniach rentgenowskich, jednak nadal w dużej mierze ocena właściwego momentu do usunięcia aparatu zależy od doświad czenia leczącego. Stale też poszerza się arsenał metod diagnostycznych dążących do standaryzacji oceny regeneratu, wśród nich densytometria, tomografia komputerowa, badania mechaniczne czy termografia [12-15]. Głównymi kierunkami ostatnich badań nad czynnikami wpływającymi na czas leczenia metodą osteogenezy dystrakcyjnej jest ocena wpływu białek morfotycznych, plazmy bogatopłytkowej, injekcji szpiku kostnego czy bifosfonianów na przyspieszenie konsolidacji regeneratu kostnego. Odrębny kierunek badań stanowią modyfikacje techniki operacyjnej zmierzające do skrócenia okresu stabilizacji poprzez zastąpienie stabilizatora zewnętrznego stabilizacją wewnętrzną (gwoździe śródszpikowe, płyty i śruby). Metody te mają jednak swoje ograniczenia oraz mogą wiązać się z dodatkowymi powikłaniami [16,17]. made similar observations regarding the results of dis traction osteogenesis treatment of 114 femoral and 147 tibial lengthening cases with monolateral fi - xa tors. They observed a significant negative corre - lation between HI and the amount of lengthening of the femur as well as the tibia [5-7]. Regarding the influence of axial correction on the LI, a negative effect on bone regenerate quality might be expected in cases of asymmetrical distraction, which might, in turn, increase the treatment time leading to a higher LI value. Our study, surprisingly, did not confirm this rela - tionship. To date, we have not found any studies of the influence of axial correction on treatment time in the available literature. Our analysis of repeated lengthening indicated that the LI was higher in the second lengthening than in the first one. Because of the small number of these cases, however, the difference was not statistically significant. To prove this point, regarding which we have not found any published data, a larger group of patients would have to be analysed. Another factor that may influence treatment du - ration is the determination of criteria for timing of frame removal and assessment of bone regenerate maturation. The standard method employed for this purpose is radiographic assessment. Many resear - chers have attempted to identify objective criteria of radiographic assessment, but the experience of the individual surgeon is still essential. New methods of regenerate validation are introduced regularly, in clud - ing densitometry, CT, mechanical assessment and thermography [12-15]. The most popular trend in recent investigations into factors influencing healing time in distraction osteogenesis is the evaluation of the effect of bone morphogenetic proteins (BMP), platelet-rich plasma, injection of bone marrow or bisphosphonates on the acceleration of regenerate consolidation Another trend focuses on modifications of surgical techniques to reduce the stabilization period by substituting the external frame with internal fixation (intramedullary nails, plates and screws). Nevertheless, these me thods have their limitations and may result in additional complications [16,17]. 598

9 Koczewski P. et al., Factors influencing bone regenerate healing in distraction osteogenesis WNIOSEK Efektywność procesu osteogenezy dystrakcyjnej oceniana na podstawie indeksu wydłużenia jest zależna od wieku, etiologii skrócenia, wydłużanego segmentu oraz wielkości wydłużenia, natomiast nie jest zależna od tego, czy równocześnie z wydłużeniem prowadzono korekcję osi kończyny. CONCLUSION According to lengthening index analysis, the effec - tiveness of distraction osteogenesis is related to age, aetiology, bone segment involved and the amount of lengthening achieved, while it does not depend on lengthening with or without axial correction. PIŚMIENNICTWO / REFERENCES 1. DeBastiani G, Aldegheri R, Renzi-Brivio I, Trivella G. Limb lengthening by callous distraction (callotasis). J Pediatr Orthop. 1987; 7: Aldegheri R, Trivella G, Lavini F. Epiphyseal distraction. Hemichondrodiatasis. Clin Orthop Relat Res 1989; 241: Paley D. Current techniques of limb lengthening J Pediatr Orthop 1988; 8: Jasiewicz B, Kącki W, Tęsiorowski M, Potaczek T. Wyniki wydłużania uda na gwoździu śródszpikowym i stabilizatorze zewnętrznym. [Results of femoral lengthening over an intramedullary nail and external fixator.] Chir. Narz. Ruchu 2008; 73: Noonan KJ, Leyes M, Forriol F, Cañadell J. Distraction osteogenesis of the lower extremity with use of monolateral external fixation. A study of two hundred and sixty-one femora and tibiae. J Bone Joint Surg Am. 1998; 80(6): Krawczyk A, Morasiewicz L, Orzechowski W, Dragan Sz, Koprowski P, Kulej M. Wpływ wybranych czynników biologicznych na regenerację kostną w osteogenezie dystrakcyjnej. [The impact of selected biological factors on bone regeneration in distraction osteogenesis]. Ortop. Traumatol. Rehabil. 2004; 6: Fischgrund J, Paley D, Suter C. Variables affecting time to bone healing during limb Lengthening. Clin Orthop Relat Res Apr;(301): Maffulli N, Lombari C, Matarazzo L, Nele U, Pagnotta G, Fixsen JA. A review of 240 patients undergoing distraction osteo - genesis for congenital post-traumatic or postinfective lower limb length discrepancy. J Am Coll Surg May;182(5): Bozan ME, Altinel L, Kuru I, Maralcan G, Acar M, Durmaz H. Factors that affect the healing index of metacarpal lengthening: a retrospective study. J Orthop Surg (Hong Kong) Aug;14(2): Aldegheri R. Femoral callotasis. J Pediatr Orthop B. 1997; 6(1): Stanitski DF. Treatment of deformity secondary to metabolic bone disease with the Ilizarov technique. Clin Orthop Relat Res Apr;(301): Tęsiorowski M, Kącki W, Jasiewicz B, Rymarczyk A, Sebastianowicz P. Metody oceny regeneratu kostnego powstającego w czasie osteogenezy dystrakcyjnej. [Methods of bone regenerate evaluation during distraction osteogenesis] Chir. Narz. Ruchu 2005: 70: Tęsiorowski M, Kącki W, Jasiewicz B, Rymarczyk A, Sebastianowicz P. Wartość metod oceny regeneracji kostnej w wydłu - żaniu kończyn metodą Wagnera, Ilizarowa i dystrakcji nasadowej. [The value of methods of bone regeneration evaluation in limb lengthening by the Wagner, Ilizarov methods and by physeal distraction]. Chir. Narz. Ruchu 2005: 70: Tęsiorowski M, Potaczek T, Jasiewicz B, Kącki W, Łokas K. Współczynnik powstawania regeneratu nowa metoda ilościo - wej oceny przebiegu dystrakcyjnej osteogenezy. [Regeneration formation index new method of quantitative evaluation of distraction osteogenesis] Chir. Narz. Ruchu 2009; 74: Morasiewicz L, Dudek K, Orzechowski W, Kulej M, Stępniewski M. Próba wykorzystania termografii do monitorowania regeneratu kostnego w czasie wydłużania kończyn doniesienie wstępne. Ortop. Traumatol. Rehabil. 2008; 10: Latalski M, Elbatrawy YA, Thabet AM, Gregosiewicz A, Raganowicz T, Fatyga M. Enhancing bone healing during distraction osteogenesis with platelet-rich plasma. Injury. 2011; 42(8): Epub 2011 Apr Sabharwal S. Enhancement of bone formation during distraction osteogenesis: pediatric applications. J Am Acad Orthop Surg. 2011; 19(2): Liczba słów/word count: 4946 Tabele/Tables: 8 Ryciny/Figures: 2 Piśmiennictwo/References: 17 Adres do korespondencji / Address for correspondence Paweł Koczewski dr n. med., Klinika Ortopedii i Traumatologii Dziecięcej Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, ul. 28 Czerwca 1956r. Nr. 135/147, Poznań tel./fax: +48 (61) , koczewski@poczta.onet.pl Otrzymano / Received r. Zaakceptowano / Accepted r. 599