Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Исторические сведения 10
1.2. История развития бесцементного вертлужного компонента 12
1.3. История развития вертлужного компонента цементной фиксации 22
Глава 2. Материал и методы исследования 28
2.1. Характеристика клинического материала и типов ацетабулярных компонентов 28
2.2. Характеристика методов обследования пациентов . 31
2.2.1. Анамнестический метод 31
2.2.2. Лабораторные и инструментальные методьъисследования 31
2.2.3. Клинический метод исследования 32
2.2.4. Функциональное исследование 33
2.2.5. Рентгенологическое исследование 36
2.3. Компьютерное моделирование биомеханики вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава 64
Глава 3. Хирургическое и восстановительное лечение 75
3.1. Предоперационная подготовка пациента к оперативному лечению 75
3.2. Методика операции эндопротезирования тазобедренного сустава
3.3. Реабилитация пациентов после операции 96
Глава 4. Анализ эксперементального и клинико-рентгенологического материала 101
4.1. Анализ математического моделирования вертлужной впадины с установленной цементной и бесцементной чашкой методом конечных элементов 101
4.2. Обоснование применения бесцементных чашек при протрузионном коксартрозе 103
4.3. Разработка и применение бесцементной трех радиусной чашки для эндопротезирования вертлужной впадины 108
4.4. Результаты эндопротезирования вертлужной впадины. Клинико-рентгенологический и экспериментальный анализ выживаемости цементных чашек с различными вариантами перераспределения цементной мантии 115
Глава 5. Результаты и осложнения тотального эндопротезирования тазобедренного сустава 119
Заключение 132
Выводы 142
Практические рекомендации 143
Список использованной литературы 144
- История развития бесцементного вертлужного компонента
- Характеристика клинического материала и типов ацетабулярных компонентов
- Предоперационная подготовка пациента к оперативному лечению
- Анализ математического моделирования вертлужной впадины с установленной цементной и бесцементной чашкой методом конечных элементов
Введение к работе
Актуальность работы
Эндопротезирование в последние десятилетия стало широко
распространенным методом лечения повреждений тазобедренного сустава.
Необходимость в этом методе оперативного лечения неуклонно растет,
поскольку с увеличением средней продолжительности жизни и ростом числа
людей пожилого возраста растет и количество заболеваний опорно-
двигательного аппарата (Н.В. ' Загородний, 1998). Дегенеративно-
дистрофическими заболеваниями суставов страдают в основном лица
пожилого и старческого возраста, однако они регистрируются и у молодых
людей: 0.1% в возрасте до 19 лет, 0.2 % - до 29 лет, 3.5 % - до 39 (В.П.
Москалев, Н.В. Корнилов, 2001). Среди остеоартрозов различной
локализации коксартроз занимает лидирующее положение - около 74.2 %
(К.И. Шапиро, 1979). Очевидным на сегодняшний день является тот факт,
что эндопротезирование - является самым эффективным способом лечения
коксартроза любой этиологии. Однако в эндопротезировании есть много
проблем и задач, требующих решения. Одной из них является асептическая
нестабильность компонентов эндопротеза и ее профилактика.
Выживаемость вертлужного компонента особенно актуальна из-за
трудностей его установки, связанная с анатомией поврежденного
тазобедренного сустава. Деформации вертлужной впадины могут сильно
отличаться в зависимости от формы коксартроза: гиперпластического,
диспластического, протрузионного. Соответственно подбор вертлужного
компонента, метода его фиксации, пары трения играет большую роль в
выживаемости эндопротеза. Вопрос нестабильности компонентов
эндопротеза остро встает даже при применении современных эндопротезов. Серьезной проблемой при реэндопротезировании становится дефицит
костной ткани в области вертлужной впадины. Увеличение срока выживаемости и профилактика лизиса больших объемов костной ткани в области вертлужной впадины при первичном эндопротезировании является на сегодняшний день актуальнейшей задачей, особенно у молодых пациентов.
В зарубежной литературе ведутся острые дебаты по поводу метода
фиксации вертлужного компонента. Очень разноречивы показания к
использованию цементной и бесцементной фиксации (М. Lind et al., 2002).
Мировой опыт использования цементных техник гораздо богаче, нежели
бесцементных. Однако бесцементная фиксация вертлужного компонента
зарекомендовала себя достаточно надежно, чтобы претендовать на
значительное расширение1 показаний к ее использованию. За несколько
десятков лет методы фиксации чашки прошли несколько эволюционных
ступеней. Современные бесцементные чашки, имеющие специальные
покрытия для остеоинтеграции, и метод фиксации «press-fit» претендуют на
то, что бы быть использованными как при протрузии вертлужной впадины
так и при выраженном остеопорозе. В свою очередь сторонники цементного
эндопротезирования заявляют о высоком проценте асептической
нестабильности бесцементного вертлужного компонента в сроки до 3-х лет (Stockl В. Et al., 1999). Противоречивыми являются также данные регистров разных стран. Например, данные норвежского регистра говорят об одинаковом процентном соотношении выживаемости цементных и бесцементных чашек, однако шведский регистр дает данные в пользу цементной фиксации вертлужного компонента (Toni A. et al., 2002; Leif L, 2000).
Цель работы: Разработать концептуальный подход к выбору, установке и послеоперационной оценке ацетабулярного компонента, основанный на клинико-рентгенологических и биомеханических данных системы имплантант-кость.
Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи:
Провести математическое моделирование вертлужной впадины с» установленной цементной и бесцементной чашкой" методом конечных элементов и проанализировать результаты их функционирования.
Проанализировать поведение бесцементных чашек при протрузионном варианте развития артроза вертлужной впадины.
Провести сравнительный анализ ближайших и среднесрочных результатов, применения трехрадиусной бесцементной чашки отечественного-производства.
Изучить клинико-рентгенологические, ближайшие, среднесрочные и отдаленные результаты цементного эндопротезирования вертлужной впадины тазобедренного сустава.
Научная новизна.
1. Разработана и научно обоснована концепция установки различных
типов вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава с
учетом анатомии и биомеханики вертлужной впадины.
2, Применено математическое моделирование вертлужной впадины при
цементной и бесцементной фиксации вертлужных компонентов
; эндопротеза методом конечных элементов для анализа действующих
сил на ацетабулярный компонент.
і і
Положения, выносимые на защиту.
Бесцементный вертлужный компонент с фиксацией "press-fit" может быть использован при протрузионном варианте развития коксартроза.
Бесцементная трехрадиусная чашка оригинальной- конструкции отечественного производства для эндопротезирования вертлужнои впадины превосходит по своей биомеханике многие чашки отечественного и зарубежного производства и может быть рекомендована к широкому применению.
Одним из главных условий обеспечения полноценной равномерной цементной мантии является присутствие прессуризационного приспособления на вертлужном компоненте.
Математическая модель вертлужнои впадины с установленной чашкой цементной и бесцементной фиксации позволяет прогнозировать и> анализировать выживаемость вертлужного компонента.
Практическое значение работы.
Совместными усилиями разработчиков эндопротезных систем, программистов, инженеров-материаловедов и ортопедов разработана математическая модель вертлужнои впадины с установленными цементной и бесцементной чашками.
Проведенные исследования и полученные результаты позволяют расширить показания к применению бесцементного вертлужного компонента и использованию его при протрузионных коксартрозах.
Доказана высокая эффективность применения трехрадиусной бесцементной чашки отечественного производства в лечебной практике и ее высокая выживаемость, что позволяет рекомендовать ее к широкому применению.
Клинико-рентгенологический анализ, показывающий преимущество
чашки с фланцами в экваториальной зоне, позволяет рекомендовать отечественным производителям начать разработку подобного вертлужного компонента.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 7 работ, из них 1 в ведущем рецензируемом научном журнале.
Материалы диссертации доложены на:
Научно-практическая конференция травматологов-ортопедов Республики Узбекистан с участием зарубежных специалистов «Остеоиндуктивные подходы в травматологии и ортопедии». Доклад: «Использование остеоматрикса в травматологии и ортопедии». Ташкент. 14 октября 2005 г.
VI-ая научно-практическая конференция «Передовые технологии диагностики и лечения в травматологии, ортопедии и спортивной медицине». Доклад: «Применение биопластического материала при ревизионном эндопротезировании вертлужного компонента». Москва. 1-2 июня 2006 г.
Научно-практическая конференция «Французский парадокс»: Ревизия - быть или не быть» Применение биопластического материала «Остеоматрикс» при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава. Пущине 17-18 марта 2007 г.
Объем и структура работы
Диссертационная работа изложена на 156 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка использованной литературы.
Библиографический список содержит 134 источника. Из них 49 отечественных и 91 зарубежных источников. Диссертация иллюстрирована 83 рисунками, 9 таблицами и 7 диаграммами.
История развития бесцементного вертлужного компонента
В нашей стране и зарубежом велись разработки тотальных эндопротезных систем. Так К.М.Сиваш (1967) первым в СССР разработал и внедрил в практику цельнометаллический неразборный эндопротез с металл-металлической парой трения (Сиваш К.М., Шерепо К.М. 1978)(рис.2). При изготовлении эндопротеза Сиваша использовалась комбинация металлов: вертлужный и бедренный компоненты изготавливались из титана, а головка — из комохрома, что снижало износ в узле трения (Сиваш К.М., 1974). В дальнейшем эта находка использовалась многими разработчиками эндопротезных систем. (Шершер Я.И., 1988; Вирабов СВ., 1987; Ring Р.А., 1978).
Особенностью вертлужного компонента эндопротеза Сиваша было четыре уровня лопастей, расположенных параллельно экватору, с помощью которых осуществлялась его фиксация в ВВ. Ацетабулярный компонент вбивался почти под прямым углом к плоскости входа во впадину с упором лопастей в нижнезадний край ВВ. При этом лопасти погружались в костную ткань на 2-5 мм. Серьезными недостатками этого эндопротеза считались неразъемность, которая вызывала технические трудности во время операции, и необходимость отсечения большого вертела. Частично эти недостатки были устранены Я.И.Шершером: в 1972г. он предложил новую конструкцию эндопротеза, где была предусмотрена более надежная фиксация большого вертела(Шершер Я.И., 1988). Однако оставалась актуальной проблема износа, вызывающая явления металлоза при применении эндопротезов с металл-металлической парой трения, что явилось поводом для внедрения других эндопротезных систем с износостойкой парой трения (Юмашев Г.С., Лавров И.Н., 1982).
В 1971 году в ЦНИИТО им Н.Н.Приорова под руководством И.А. Мовшовича был разработан первый отечественный разборный эндопротез тазобедренного сустава с металл-полиэтиленовой парой трения (рис.3). Он состоял из трех компонентов: металлической головки с фигурной ножкой, металлической чашки с отверстиями, через которые в радиальных направлениях выдвигались металлические шипы длинной около 1,5 см, и вкладыша из полиамида (Мовшович И.А., 1983). После разработки вертлужной впадины фрезами в передней и задней стенке делали отверстия
3. Эндопротез Мовшовича в разобранном и собранном виде. для «ушек» чашки, сажали вертлужныи компонент в подготовленное костное ложе и забивали металлические шипы. Затем погружали в чашку полиэтиленовый вкладыш, вправляли металлическую головку и фиксировали ее с помощью специального кольца (рис.3). Однако отдаленные результаты его использования были неутешительными (Троянкер М.Я. 1986).
Эндопротезы Сиваша и Мовшовича долгое время использовались в Советском Союзе в различных модификациях. В то время как в странах Европы развитие бесцементного эндопротезрования тазобедренного сустава пошло по другому пути.
Много разновидностей тотальных эндопротезных систем с хорошими первичными результатами использовалось ортопедами в странах Европы. Так для бесцементной фиксации с металл—металлической парой были предложены эндопротезы Ring Р.А. (1968), где чашка фиксировалась в тазовой кости с помощью специально длинного и массивного винта, исходящего прямо из центра ацетабулярного компонента. В 70-х годах R. Judet представил свой эндопротез во Франции. Компоненты эндопротеза имели акриловое покрытие. Обнадеживающие первичные результаты привели к его массовому использованию. Но уже через несколько лет количество удаляемых эндопротезов превысило количество устанавливаемых. Разработчики, конечно же, были вынуждены снять его с производства.
Бесцементное тотальное эндопротезирование прошло этап винтовых чашек, особенностью которых была винтовая резьба (рис.4). Чашки были конической формы или в виде полусферы. Винтовые лопасти имели длину около 5 мм (Hans-Georg Simank, 1996), и стабильность вертлужного компонента обеспечивалась за счет их врезания в губчатую кость. Чаще всего использовался полиэтиленовый вкладыш, однако есть данные и об использовании керамического вкладыша (A.Robertson, 2005). Чашки производили из чистого титана и его сплавов, иногда использовали гидроксиапатитное покрытие (Loupasis G. et al., 1998). Поверхность, контактирующая с костью вертлужной впадины, могла быть гладкой или шероховатой, это зависело от фирмы производителя. Оперативная техника установки таких чашек требовала относительно агрессивного вмешательства. Сохранение капсулы сустава, которая считается стабилизатором эндопротеза, а так же отвечает за проприорецепцию, было практически невозможным, поскольку она мешала разработке вертлужной впадины. При установке конической чашки фрезами выбиралось много губчатой кости, чтобы разработанное ложе соответствовало форме ацетабулярного компонента.
Ввинчивающиеся чашки обеспечивали надежную первичную фиксацию. Короткосрочные наблюдения давали обнадеживающие результаты (Mallory Т.Н. et al., 1988; Feenstra R.M. et al., 1990). Однако на более поздних стадиях количество нестабильностей значительно возрастало (Capello W.N., 1993). Hans-Georg Smank (1997) отмечает, что только 70% пациентов через семь лет после эндопротезирования имели хорошие или удовлетворительные результаты по шкале Merle d Aubigne and Postel. Согласно исследованиям разных авторов, форма ввичивающейся чашки (коническая или сферическая) имела минимальное влияние на выживаемость вертлужного компонента (Kody M.N. et al., 1990). Однако другие параметры ввинчивающихся чашек оказались более интересны. Применение чашек с шероховатым покрытием давало лучшие результаты относительно чашек с гладкой поверхностью. Анализируя рентгенограммы пациентов со сроками наблюдения до 4-х лет, европейские ученые выявили, что зоны просветления появляются на рентгенограммах гораздо быстрее в случаях вкручивающихся чашек с гладкой поверхностью. Исследователи объясняют это тем, что шероховатая поверхность увеличивает площадь контакта, силу сцепления и вероятность остеоинтеграции (Pupparo F. et al., 1991). Другим фактором, влияющим на стабильность ввинчивающейся чашки, оказалась толщина винтовой лопасти. Чем толще лопасть, тем более разрушительной она оказывалась для субхондрального слоя при разработке вертлужной впадины. Согласно наблюдениям Pupparo F., чашки с более толстыми лопастями оказывались менее устойчивы. Также недостатком этого вида чашек некоторые авторы считают открытое центральное отверстие, которое обеспечивает прямой контакт полиэтилена с костью. Микродвижения, возникающие при нагрузке и разгрузке во время цикла ходьбы, вели к появлению продуктов износа полиэтилена, которые вызывали реакцию клеток иммунитета, а те, в свою очередь, вырабатывали лизосомальные ферменты, что и приводило к асептической нестабильности вертлужного компонента (Santavirta S. et al., 1993).
Бесцементный метод фиксации компонентов эндопротеза получил мощный толчок для развития благодаря результатам опытов Galante J.O, проведенных на животных. В своих экспериментах он показал факт интеграции костной ткани в металлические имплантаты с шероховатой поверхностью (Galante J.O., Rostoker W., 1971; Branemark P.I., 1977). Это привело к появлению эндопротезных систем иной философии. Смыслом ее был акцент на вторичную фиксацию, которая происходила за счет особых свойств поверхности материала компонентов эндопротеза. Paprosky W.G. (2001) в своих работах доложил о хороших отдаленных клинических результатах использования эндопротезов из кобальт-хромового сплава с шероховатой поверхностью. Последующие эндопротезы бесцементной фиксации имели различные приспособления для надежной остеоинтеграции.
Новой достойной альтернативой оказались чашки полусферической формы, которые устанавливались за счет упрого-эластических свойств кости. Их широкое распространение объясняется схожестью с анатомическим строением вертлужной впадины. Установка такой чашки не требует удаления большого объема костной ткани. Чашка полусферической формы, забивалась в разработанную ВВ так, чтобы ее заклинило в подготовленном ложе за счет упруго-эластических свойств костной ткани. Такая фиксация стала называться «press-fit»: первичная фиксация происходит за счет сжатия костной ткани по периметру вертлужной впадины. Передача нагрузок с кости на чашку происходит в основном в зонах I и III по DeLee (Spears I.R., 2001).
Преимуществом этих чашек стало то, что они имели первичную и вторичную фиксацию. Первичная достигалась за счет заклинивания в кости «press-fit» и дополнительной фиксации винтами, а вторичная — за счет остеоинтеграции.
Характеристика клинического материала и типов ацетабулярных компонентов
Наша работа основана на анализе клинического материала и изучении среднесрочных и отдаленных результатов эндопротезирования больных с коксартрозами различной этиологии, оперированных на базах кафедры в ортопедических отделениях ГКБ № 31 и ГКБ № 13 г. Москвы.
В период с 2001 по 2007 гг. нами наблюдалось 411 пациентов (437 клинических случаев) в возрасте от 16 до 82 лет (средний возраст 62 года), из них 214 женщины и 197 мужчин.
Мы рассматривали только те патологии тазобедренного сустава, где было показана установка цементных (129 клинических случаев) или бесцементных чашек (287 клинических случаев). Мы так же использовали материал 21 клинического случая с установленным укрепляющим кольцом в качестве контрольной группы для изучения поведения различных вертлужных компонентов при протрузионном варианте развития коксартроза. Пациенты с выраженным диспластическим (полный вывих головки бедренной кости) или выраженным протрузионным коксартрозами (4-ая степень по Н.В.Загороднему) в работу включены не были.
Среди случаев цементного эндопротезирования вертлужного компонента мы наблюдали пациентов с чашками простой сферической формы и с чашками, в конструкции которых предусматривалось какое-либо устройство, способствующее прессуаризации цемента во время установки, а так- же с приспособлениями для равномерного распределения цементной мантии. Соответственно они были разделены по группам: 1. Чашки Мюллер различных фирм производителей (Sulzer, Zimmer, Имплант-МТ, Plus-Opthopedics). 2. Чашки Charnley с фланцами (DePuy). Мы так же наблюдали поведение трехрадиусных бесцементных чашек отечественного производства фирмы «Имплант-МТ». В качестве контрольной группы были взяты трехрадиусные бесцементные чашки фирмы «Zimmer». Обе чашки имеют сходство в том, что они фиксируются по принципу «press-fit», вкладыши этих чашек сделаны из полиэтилена, а диаметр головок и в том и в другом случае составлял 28 мм. Диаграмма № 1. Распределение клинических случаев в зависимости от вида коксартроза ? Гиперпластический КА 177(40.5%) ? Минимальные повреждения ВВ 152(34.8%) ППротрузионный КА 65(14,8%) Q Диспластический КА 43(9,9%) Мы наблюдали цементные и бесцементные чашки, установленные при следующих вариантах повреждения вертлужной впадины (Диаграмма № 1): 1. ВВ с выраженной гиперплазией костной ткани. Такой вид повреждения развивается чаще при гиперпластическом коксартрозе и характеризуется утолщенным дном и выраженными остеофитами. Количество наблюдаемых клинических случаев - 177 (40,5%). 2. ВВ с минимальными повреждениями. При таких заболеваниях тазобедренного сустава как АНГБК, последствия травм (ЛСШБК и перелом шейки бедренной кости) деформация вертлужной впадины иногда и не развивается, поскольку в повреждение больше вовлечены головка и шейка бедренной кости. В эту группу были также включены те клинические случаи, где коксартроз рентгенологически характеризовался только лишь сужением суставной щели и минимальными остеофитами. Количество наблюдаемых клинических случаев —152 (34,8%). 3. ВВ с протрузией дна. Чаще характеризуется тем, что дно истончено, остеофиты не выражены. Количество наблюдаемых клинических случаев - 65 (14,8%). 4. Диспластическая ВВ. Характеризуется своей уплощенностью, дефектом стенок и крыши вертлужной впадины. Количество наблюдаемых клинических случаев - 43 (9,9%).
Практически всех пациентов до операции беспокоил болевой синдром, вынуждающий постоянно применять анальгетики и пользоваться при ходьбе тростью или костылями. Дефицит объема движений в пораженном суставе составлял от 20 до 80%. Оценку функции тазобедренного сустава проводили по шкале Харриса. В основном результаты подсчета баллов по шкале Харриса до операции были плохими: менее 51,9±11,6 у 397 пациентов (96,6%). Однако у 14 (3,4%) больных до операции болевой синдром был незначителен, что при подсчете давало более 70 баллов (73,3±2,3). Основными жалобами таких пациентов было ограничение движений в тазобедренном суставе и укорочение нижней конечности.
Для решения поставленных в работе задач мы использовали анамнестический, клинический, лабораторный, функциональный и рентгенологический методы исследования. Анамнез заболевания включает в себя изучение болезни от начальных симптомов до госпитализации пациента в стационар. Анализируются сведения, предоставленные медицинскими учреждениями, где пациент проходил курс лечения ранее, учитываются особенности развития болезни, предшествующего консервативного и оперативного лечения и его эффективность. Всем пациентам перед оперативным лечением проводились исследования лабораторными и инструментальными методами. Лабораторные: общие и биохимические анализы крови, анализ мочи, анализ крови на реакцию Вассермана (RW), гепатит В, С и ВИЧ. Инструментальные исследования: электрокардиография, ультразвуковой метод исследования (УЗИ) по показаниям. Следует отметить, что у всех пациентов до госпитализации тщательно изучались данные обследования основных лабораторных показателей внутренних органов и систем, полученные в поликлинике по месту жительства. 2.2.3. Клинический метод исследования Клиническое обследование состояло из определения степени поражения тазобедренных суставов с помощью осмотра, пальпации, исследования амплитуды движений. При визуальном осмотре пациента внимание уделялось особенностям походки, наличию гипотрофии мышц ягодичной области и бедра, объему активных и пассивных движений и выраженности контрактур. При пальпации области пораженных тазобедренных суставов практически у всех пациентов выявлялись болезненные зоны, описанные А.Г. Дрейером и соавт. (1980): - область прикрепления приводящих мышц бедра к лонной кости; - середина паховой складки — место проекции головки бедренной кости; - область верхней передней подвздошной ости; - проекция вершины большого вертела в области задней поверхности тазобедренного сустава - место проекции головки бедренной кости под толщей ягодичной мускулатуры.
Предоперационная подготовка пациента к оперативному лечению
Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава - это сложная высокотехнологичная операция, которая требует тщательной подготовки. Важно предусмотреть все технические сложности, которые могут возникнуть во время операции. Поэтому, прежде всего, необходимо определить показания и противопоказания к этому виду оперативного вмешательства. К показаниям мы относим: - коксартроз различной этиологии П-Ш степени; - асептический некроз головки бедренной кости; - фиброзный или костный анкилоз тазобедренного сустава; субкапитальный перелом и ложный сустав шейки бедренной кости. К противопоказаниям относятся: - тяжелая соматическая патология (декомпенсированные состояния при заболеваниях сердечно-сосудистой и/или бронхолегочных систем); - инфекционно-воспалительные процессы (в области сустава и в самом суставе, а так же хронический тонзиллит, гайморит, отит и т.д.); - инфекционные заболевания в активной фазе; - системные заболевания в стадии обострения; - психические заболевания в стадии обострения; - острые заболевания сосудов нижних конечностей (тромбоз глубоких вен нижних конечностей, выраженные нарушения трофики).
Основными задачами эндопротезирования тазобедренного сустава являются: - купирование болевого синдрома; - восстановление опорной функции, длины нижней конечности и объема движений в поврежденном тазобедренном суставе.
Предоперационная подготовка самого пациента включает в себя тщательный сбор аллергологического анамнеза по поводу переносимости медицинских препаратов. Внимание уделяется и психологическому настрою пациента, его готовности выполнять указания врача и методиста ЛФК в послеоперационном периоде. Пациента заранее знакомят с объёмом операции и предстоящими реабилитационными мероприятиями.
Мы обращаем внимание на результаты лабораторных исследований и их соответствие норме. Пониженные показатели гемоглобина, повышенные СОЭ и лейкоциты, повышение показателей глюкозы в биохимическом анализе крови, увеличение количества лейкоцитов и белка в анализах мочи и крови являются поводом для тщательного дообследования и обращения к врачам других специальностей. Осмотру сосудистого хирурга подвергаются все пациенты с малейшим подозрением на патологию сосудов нижних конечностей. Особое внимание уделяется пациентам с очаговой хронической инфекцией (кариес, фронтит, гайморит, ангина, мочеполовые и гнойничковые заболевания). Таким пациентам мы всегда рекомендуем лечение выявленных заболеваний. Эндопротезирование тазобедренных суставов проводится только через 5-6 месяцев после полного выздоровления.
Для определения вида анестезии пациент так же осматривается анестезиологом. При отсутствии противопоказаний к операции и анестезии пациента информируют об этапах анестезиологического пособия и оперативного вмешательства. После чего пациент поступает в отделение в плановом порядке.
Мы используем передне-задние рентгенограммы костей таза, границами которых являются большие вертелы, проксимальные трети обоих бедер, нижние передние ости подвздошных костей. Прежде всего, необходимо определиться с типом фиксации, для чего мы оцениваем рентгенологические признаки артроза, которые могут повлиять на ход операции. Например, очень важно различать между собой диспластическии и гиперпластический виды коксартроза, поскольку это может сильно повлиять на выбор фиксации вертлужного компонента.
Рентгенологически диспластическии и гиперпластический коксартрозы имеют много общего: угол Wiberg менее 25 и относительно большая толщина дна вертлужной впадины. Даже индекс вертлужной впадины при гиперпластическом коксартрозе может оказаться меньше 0,6, а угол Шарпа больше 55. Для их различия важно понимать механизмы образования этих видов артрозов.
Диспластическии коксартроз развивается с детских лет как следствие врожденного вывиха или подвывиха бедра. Недоразвитая вертлужная впадина не может компенсировать давление головки бедра в течение длительного времени, что постепенно приводит к сглажености верхне латерального отдела ацетабулы. Из-за отсутствия достаточной нагрузки стенки вертлужной впадины часто недоразвиты и истончены, дно становиться уплощенным. Срок от начала развития дисплазии тазобедренного сустава до эндопротезирования может составлять несколько л десятков лет. В противоположность этому гиперпластический коксартроз развивается за более короткий срок. Патогенез его заключается в усиленном образовании костной ткани как защитной реакции на дегенеративные изменения в тазобедренном суставе. Вследствие метаплазии поперечной связки в костную ткань наступает значительное утолщение дна вертлужной впадины, что приводит к выталкиванию головки бедренной кости в латеральном направлении (Гурьев В.Н., 1975). Нередко губа вертлужной впадины оссифицируется, образуя мощный костный навес над головкой бедренной кости. Рентгенологически крыша вертлужной впадины усилена остеофитами. При гиперпластическом коксартрозе, в отличие от диспластического коксартроза, не приходится сталкиваться с дефицитом костной ткани. Для дифференциальной диагностики между гиперпластическим и диспластическим видами коксартроза мы также ориентируемся на форму бедренного канала. Известно, что при дисплазии он приобретает форму «флейты» (Konishi N., 1993).
Степень выраженности склероза и наличие кист тоже играет немаловажную роль в выборе фиксации вертлужного компонента. Образование кист и склерозированние субхондральной пластинки и кости происходит из-за неравномерного распределения нагрузки при поврежденном хряще. В местах пикового напряжения образуются кисты, поскольку костные трабекулы в этих областях разрушаются, не выдерживая нагрузки (Hans R. Dorr, 2004). В местах меньшей нагрузки компенсаторные механизмы приводят к образованию склероза субхондральной пластинки и костной ткани. Склерозированная кость менее упруга, чем здоровая, и не способна к остеоинтеграции со специальными покрытиями бесцементных чашек. Поэтому необходимо учитывать степень выраженности рентгенологической тени в области крыши вертлужной впадины (рис.2).
На выбор фиксации вертлужного компонента также влияет множество других факторов: возраст, пол, вес, выраженность остеопороза, активность, род деятельности, длительность заболевания, вид основного заболевания.
На рентгенограмме мы проводим горизонтальную и вертикальную оси таза, а также линию, соединяющую нижние края «слез Келлера». Для подбора компонентов эндопротеза мы пользуемся шаблонными прозрачными пленками, предоставляемыми фирмами-производителями. Шаблон вертлужного компонента примеряется под углом 40-45 к линии, соединяющей нижние края «слез Келлера». При этом верхний край шаблона находится у края крыши вертлужной впадины, а нижний — несколько латеральнее «слезы Келлера», что совпадает с вертикальным размером входа в вертлужную впадину. Учитывается также глубина впадины и толщина ее дна, поскольку это определяет выбор типа фиксации вертлужного компонента. Обращается внимание и на стенки вертлужной впадины. Недостаточность передней или задней стенок может быть противопоказанием к установке бесцементной чашки. Размер вертлужного компонента должен точно соответствовать размеру вертлужной впадины. С помощью шаблона определяется анатомический центр ротации и отмечается на рентгенограмме.
Анализ математического моделирования вертлужной впадины с установленной цементной и бесцементной чашкой методом конечных элементов
Метод математического моделирования подробно описан во второй главе данной работы. Поэтому здесь мы рассмотрим только те его аспекты, которые имеют наибольшую значимость для данной работы.
В случае цементного эндопротезирования вертлужной впадины мы сделали акцент на изучении нагрузок в цементной мантии, поскольку она менее прочна, чем костная ткань. При этом напряжения распределяются примерно одинаково в костном ложе и в цементной мантии (рис.1).
В случае бесцементного эндопротезирования вертлужной впадины мы изучали нагрузки, возникающие в обработанном ложе. Это объясняется тем, что картина распределения нагрузок перед и после прохождения через металлическую чашку абсолютно разная. В таком случае наиболее интересно для анализа то, что происходит на границе «имплант кость». А так как металлическая чашка имеет много больший запас прочности, то распределение нагрузок в разработанном ложе имеет важное значение для данного анализа (рис.2).
В случае бесцементной фиксации радиальные и тангенциальные нагрузки распределяются в большей степени по экватору, что происходит за счет заклинивающего механизма установки трехрадиусной чашки.
Очевидно, что цементный метод фиксации вертлужного компонента является физиологичным для тех видов артроза вертлужнои впадины, где не произошло значимого смещения центра ротации, которое случается при протрузии или дисплазии вертлужнои впадины. Однако, при умеренной протрузии и при сохранных стенках и крыши вертлужнои впадины приемлема установка бесцементного вертлужного компонента. С другой стороны в случае умеренной недостаточности костной массы по экватору разработанного ложа может быть поводом для установки цементного ацетабулярного компонента и противопоказанием для бесцементного.
В нашей работе было уделено внимание определению показаний применения бесцементного вертлужного компонента с фиксацией пресс-фит. Огромное количество работ говорит о том, что фиксация пресс-фит показана при гиперпластическом варианте развития коксартроза и в случае относительно нормальной вертлужной впадины при асептическом некрозе головки бедренной кости, переломе шейки бедра или при ложном суставе шейки бедренной кости (Hartley W.T. 2000, Young-Hoo Ют, 2003). Однако применение бесцементной фиксации при протрузионном коксартрозе не находит однозначного ответа.
Наш эксперимент в виде математического моделирования посредством МКЭ показал, что радиальные и тангенциальные нагрузки в вертлужной впадине после бесцементного эндопротезирования с фиксацией пресс-фит распределяются таким образом, что их максимальные значения фиксируются по экватору чашки. В области же дна ВВ нагрузки на костную ткань практически не определяются (рис.2).
Это в свою очередь дало нам возможность предположить, что бесцементный ацетабулярный компонент не может усиливать протрузию после его установки. Благоприятным для установки вертлужного компонента так же является тот факт, что стенки вертлужной впадины при данном виде коксартоза остаются достаточно массивными для полноценной пресс-фит фиксации.
Мы наблюдали 86 клинических случаев, где до операции протрузия головки бедренной кости была 2-3 степени по Загороднему. Всем этим пациентам было проведено тотальное эндопротезирвоание, из них в 15 случаев был установлен цементный, в 50-ти - бесцементный вертлужный компонент с фиксацией пресс-фит и в 21 случае было установлено кольцо Мюллера. Сроки наблюдения в той и в другой группе в среднем составили 32 мес. (22 мес. до 56 мес). Средний возраст пациентов составил 56 лет (от 22 до 86). Каждому из наблюдаемых» пациентов проводилась костная пластика-дна вертлужной впадины ауто- или ксенокостью.
При анализе рентгенограмм и клиническом наблюдении ни в той, ни в другой группе мы не обнаружили признаков миграции вертлужного компонента с клиническими проявлениями. Однако в одном случае при цементной фиксации на 4-ом году наблюдения мы обнаружили линию просветления в зоне I по DeLee Chanley без клинических признаков нестабильности см. рис 6 В.
Особое внимание мы уделяли изменениям в зоне II по DeLee Chanley. Ни у одного из пациентов в этой зоне не было изменения толщины внутреннего кортикального слоя на протяжении всего срока наблюдения, что говорит о том, что тенденции к протрузии нет. При осмотре пациентов клинически значимых признаков нарушения функции тазобедренного сустава у пациентов не выявлено.
Пациентка Н., 22 г., поступила в отделение ортопедии ГКБ № 31 с диагнозом: Вторичный левосторонний коксартроз 3 ст. НФ 2 Б. Ревматоидный артрит. Жалобы на боли и резкое ограничение движений в левом тазобедренном суставе, самообслуживание затруднено. Из анамнеза известно, что страдает ревматоидным артритом 2,5 года, получает базисную терапию. При осмотре отмечается умеренная гипотрофия мышц левого бедра. Амплитуда движений: сгибание — 75, разгибание - 0, отведение - 25, приведение - 15, наружная ротация - 10, внутренняя ротация - 0. Пациентка передвигалась при помощи трости. Рентгенограммы при поступлении показаны на рисунке 3. I!
Пациентка Б., 46 г., поступила в отделение ортопедии ГКБ № 31 с диагнозом: Вторичный двусторонний коксартроз 3 ст. НФ 2 Б. Ревматоидный полиартрит. Жалобы на боли и резкое ограничение движений в обоих тазобедренных суставах, самообслуживание резко ограничено. Из анамнеза известно, что страдает ревматоидным артритом более 10 лет, получает базисную терапию. При осмотре отмечается атрофия мышц обеих бедер. Показатели движений в левом тазобедренном суставе: сгибание - 45, разгибание - 0, отведение - 0, приведение - 0, наружная ротация - 0, внутренняя ротация - 0. Пациентка передвигалась при помощи костылей. Рентгенограммы при поступлении показаны на рисунке 5.
Клинический пример № 3: Пациентка Г. 77 лет. Поступила в отделение с диагнозом: первичный левосторонний коксартроз 3 ст. НФ 2Б. Жалобы на боли и резкое ограничение движений в левом тазобедренном суставе, самообслуживание затруднено. Из анамнеза известно, что боль впервые появились 4 года назад. Заболевание постепенно прогрессировало, со временем консервативное лечение стало малоэффективным. При осмотре отмечалась умеренная гипотрофия мышц левого бедра. Амплитуда движений: сгибание - 60, разгибание - 0, отведение - 25, приведение - 15, наружная ротация - 15, внутренняя ротация - 0. Пациентка передвигалась при помощи трости. При анализе рентгенограмм мы обнаружили протрузионный коксартроз 2-3 ст. При предоперационном планировании было принято решение об установке эндопротеза бесцементной фиксации. Однако во время операции мы столкнулись с тем, что передняя стенка вертлужной впадины недостаточно прочна и при минимальной обработке фрезами, она стала очень тонкой. ВВ стала непригодна для бесцементной фиксации «press-fit» и было принято решение установить кольцо Мюллера.
