Введение к работе
Актуальность проблемы
Одной из основных целей современной ортопедии является улучшение качества жизни человека, что особенно актуально в отношении дегенеративно-дистрофических заболеваний крупных суставов (Н. К. Шерепо, 2007).
Пациенты с заболеваниями суставов составляют 68 % среди всех больных с патологией костно-мышечной системы, на долю идиопатического остеоартроза приходится до 25,7 % (А. А. Лобенко с соавт., 2000).
Остеоартроз — болезнь, распространенность которой после 50 лет значительно увеличивается. При анализе заболеваемости выявляется рост встречаемости данной патологии: от 0,6 случаев на 10000 населения в возрастной группе 30-39 лет, до 3,4 на 10000 в возрастной группе 50-59 лет и 4,3 на 10000 - в возрасте старше 60 лет (С. С. Родионова с соавт., 2005). По прогнозу специалистов ВОЗ, распространенность данной патологии будет неуклонно расти. Это связано с повышением средней продолжительности жизни и старением населения планеты (количество людей в возрасте 60 лет и старше к 2025 г. превысит 1 милиард 100 миллионов).
Недостаточная эффективность консервативного лечения последствий травм и заболеваний тазобедренного сустава ведет к снижению трудоспособности в 60-70 % случаев, а в 12-37,6 % (по данным разных авторов) - к инвалидности (К. М. Шерепо с соавт., 1990; А. П. Шеин с соавт., 2004; В. А. Танькут с соавт., 1981).
Лидирующим радикальным способом лечения поздних стадий идиопатического остеоартроза тазобедренного сустава является эндопротезирование – хирургическое вмешательство, направленное на максимальное восстановление функциональной активности человека. (М. E. Muller, 1970; Г. Н. Голубенко, 1994; А. И. Афаунов с соавт, 2004; С. В Каграманов, 2006; В. Е. Релин с соавт., 2006; А. А. Надеев с соавт., 2006; Е. В. Рожнев, 2007; В. А. Шильников с соавт., 2008).
Потребность в эндопротезировании тазобедренного сустава в России составляет не менее 250 тысяч операций в год (В. П. Москалёв, 2001). Ежегодно в России выполняется 12-15 тысяч эндопротезирований (В. Ю. Мурылёв, 2009).
Эндопротезирование тазобедренного сустава позволяет значительно улучшить качество жизни пациента, но в ряде случаев после него, как и любого другого массивного оперативного вмешательства, наблюдаются осложнения. Наиболее частым поздним осложнением, является асептическое расшатывание компонентов. По литературным данным частота встречаемости последнего достигает 30 % и требует ревизионного хирургического вмешательства (R. N. Stauffer, 1984). Это обстоятельство, на фоне неуклонно возрастающих потребностей в эндопротезировании, делает прогнозирование и раннюю диагностику нестабильности компонентов эндопротеза актуальной проблемой.
Развитие асептической нестабильности со свойственными ей выраженными функциональными нарушениями не является одномоментным процессом. Ей предшествует вероятная нестабильность - период прогрессирующих локальных остеорезорбтивных реакций (более чем в 2-х зонах) на границе «имплантат – кость». При этом истинная асептическая нестабильность встречается значительно реже вероятной. На основании общепринятых диагностических мероприятий предсказать вероятность перехода единичной остеорезорбтивной реакции в проекции эндопротеза в тотальную дестабилизацию его компонента(ов) не представляется возможным.
К сожалению, существующие распространенные методы диагностики в виде рентгенографии, сонографии, миографии не позволяют достаточно достоверно предсказать или рано выявить развитие нестабильности компонентов эндопротеза. Наиболее перспективным методом ранней диагностики данного патологического состояния может явиться КТ, позволяющая точно определить ряд параметров (плотность, размеры, площадь) мягких тканей, окружающих эндопротез или сустав (P. J. Duffy, et al., 2005). Известно, что мышцы достаточно рано реагируют на изменения функциональной активности человека и, следовательно, их можно рассматривать как своеобразный индикатор, косвенно характеризующий процесс функционирования имплантата в кости. В литературе нет работ, посвященных закономерностям изменения мышц тазобедренного сустава после его эндопротезирования. Оценка динамики функциональных возможностей пациента и изменений КТ параметров односуставных мышц тазобедренного сустава открывает возможность выявления группы риска по развитию нестабильности эндопротеза на доклиническом уровне и своевременного проведения профилактических мероприятий.
Другой важный фактор, обеспечивающий успешный исход операции – оптимальный дизайн и конструкция эндопротеза. Во многом свойство протеза надёжно закрепляться в кости связано с характером поверхности, контактирующей с костным ложем. В процессе развития эндопротезирования применялись различные имплантаты от конструкций с абсолютно гладкой поверхностью и цементным типом фиксации до современных эндопротезов фиксации типа «Press fit» с различным структурированным покрытием на поверхности, контактирующей с костной тканью (Н. В. Загородний с соавт., 2002; P. Boutin, 2000).
Накопленный опыт показывает, что, к сожалению, несмотря на разнообразие предлагаемых имплантатов, проблема развития асептической нестабильности компонентов эндопротеза остается актуальной (В. А. Филипенко с соавт., 2009).
Одним из наиболее перспективных направлений, позволяющих решить проблему улучшения остеоинтегративных свойств протеза, является пористое структурирование его поверхности, контактирующее с костным ложем. Наличие у протеза сквозной пористой поверхности, где размер пор не меньше величины остеона, позволило бы обеспечить врастание кости в поры имплантата и продвинуться на пути решения данной проблемы (V. E. Gunther, et al., 2000). Наиболее подходящим пористым материалом для этой цели может быть никелид титана, обладающий оптимальной биосовместимостью с костной тканью (Г. Л. Плоткин с соавт., 2005). Наличие пористого покрытия из TiNi позволило бы значительно снизить вероятность развития асептического расшатывания эндопротеза.
Цель исследования
Улучшить результаты тотального бесцементного эндопротезирования тазобедренного сустава за счёт профилактики и ранней диагностики нестабильности имплантата.
Задачи исследования
-
Оценить отдаленные результаты бесцементного тотального эндопротезирования тазобедренного сустава у больных с остеоартрозом по шкале Harris Hip Score.
-
Определить процент больных с признаками вероятной нестабильности компонентов эндопротеза и выраженность у них болевого синдрома после операции тотального бесцементного эндопротезирования тазобедренного сустава при коксартрозе.
-
На основе компьютерной томографии провести динамическую оценку количественных характеристик подвздошной и ягодичных мышц у больных с остеоартрозом в сроки 6 и 12 месяцев после эндопротезирования.
-
Разработать интегральный показатель состояния поясничной и ягодичных мышц в виде коэффициента атрофии, а также выявить закономерности изменения этого показателя и КТ-картины параартикулярных мышц на фоне благоприятного течения послеоперационного периода и развития вероятной нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава.
-
За счет использования вставок пористого никелида титана улучшить остеоинтегративные свойства эндопротеза тазобедренного сустава, обосновать возможность данной модернизации при помощи математической модели эндопротеза.
Положения, выносимые на защиту
-
Оценка результатов тотального эндопротезирования тазобедренного сустава должна базироваться на результатах общепринятых методик и КТ исследования параартикулярных мышц тазобедренного сустава, что позволит в ранние сроки после операции определить группу риска по развитию асептической нестабильности эндопротеза.
-
Применение вставок из пористого TiNi на поверхности серийного протеза позволяет улучшить остеоинтегративные свойства протеза и предупредить развитие асептической нестабильности компонентов эндопротеза.
Научная новизна
На основе проведения мониторинга через 6 и 12 месяцев у больных с коксартрозом после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава с использованием визуально-аналоговой шкалы, системы оценки функциональных результатов Harris Hip Score и компьютерной томографии параартикулярных мышц проведена оценка ранних изменений оперированного сустава и определены изменения, характерные для нормального течения имплантации и нестабильности компонентов эндопротеза. На основе КТ исследования мышц тазобедренного сустава разработан коэффициент атрофии – прогностически значимый количественный критерий оценки восстановления пациента после операции тотального эндопротезирования тазобедренного сустава (заявка на изобретение № 2009103167 от 02.02.09 г. Способ оценки функционального результата лечения после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава./ К. С. Сергеев, И. В. Кузнецов, А. А. Марков).
Разработана и применена в клинической практике технически простая и эффективная методика профилактики дестабилизации эндопротеза тазобедренного сустава за счёт применения вставок из пористого TiNi на поверхности бедренного (патент № 42417 РФ, МПК7 A 61 F 2/32 Устройство бедренной ножки эндопротеза тазобедренного сустава / К. С. Сергеев, И. В. Кузнецов. - № 2004122809/20; Заявл. 23.07.04; Опубл. 10.12.04. Бюл. № 32), и вертлужного (патент № 66190 РФ, МПК7 A 61 F 2/34 Вертлужный компонент эндопротеза тазобедренного сустава/ К. С. Сергеев, А. А. Марков, И. В. Кузнецов. - № 2006147117/22; Заявл. 27.12.06; Опубл. 10.09.07. Бюл. № 25) компонентов.
Методом конечных элементов проведено определение прочности модифицированного бедренного компонента тотального эндопротеза тазобедренного сустава при статическом и циклическом нагружении.
Практическая значимость работы
На основе КТ исследования изучены этапы восстановления ягодичных и подвздошной мышц в сроки 6 и 12 месяцев после эндопротезирования при сравнении с дооперационным периодом. Разработан прогностически значимый количественный критерий оценки восстановления состояния пациента после операции тотального эндопротезирования тазобедренного сустава – коэффициент атрофии (КА). Определены значения шкалы Harris Hip Score, визуально-аналоговой шкалы, изменения КА, характерные для развития нестабильности компонентов эндопротеза.
Разработана и применена в клинической практике технически простая и эффективная методика профилактики дестабилизации компонентов эндопротеза тазобедренного сустава за счёт применения вставок из пористого TiNi на поверхности серийного протеза.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: ХХХVI Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и клинической медицины» (Тюмень, 25-26 апреля 2002 г.); ХХХVII Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и клинической медицины» (Тюмень, 27-28 ноября 2003 г.); ХХХVIII Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и клинической медицины» (Тюмень, 28-29 апреля 2004 г.); Региональном конкурсе студенческих научных работ (Тюмень, 25 ноября 2004 г.); Региональном конкурсе совета ВОИР Тюменской области «Лучшее использованное техническое решение» (Тюмень, 8 декабря 2004 г.); Первом Западно-Cибирском симпозиуе «Актуальные проблемы травматологии и ортопедии» (Тюмень, 23-24 ноября 2004 г.); Научно-практической конференции «Заболевания и повреждения опорно-двигательного аппарата» (Томск, 6-7 октября 2005 г.); Научно-практической конференции «Клинические наблюдения интернов, ординаторов, аспирантов» (Тюмень, 25 мая 2005 г.); Региональной конференции «Ошибки и осложнения в травматологии, ортопедии и нейрохирургии» (Тюмень, 1 декабря 2005 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных посвящённой 85-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова и 35-летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия» (Курган, 14-16 июня 2006 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Современные методы лечения больных с травмами и их осложнениями» (Курган, 22-23 марта 2006 г.); VII съезде травматологов-ортопедов России (Самара, 6-8 июня 2006 г.); Научно-практической конференции «Клинические наблюдения интернов, ординаторов, аспирантов» (Тюмень, 17 мая 2006 г.); 40-ой юбилейной научной конференции студентов и молодых учёных «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и клинической медицины» (Тюмень, 20-21 апреля 2006 г.); Регионально научно-практической конференции «Современные технологии в лечении и диагностике патологии опорно-двигательного аппарата» (Тюмень, 16-17 ноября 2006 г.); II Западно-Cибирском симпозиуме «Актуальные вопросы травматологии и ортопедии» (Тюмень, 9-10 октября 2007 г.); Международной конференции «Лечение травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата. Материалы с памятью формы и новые технологии в медицине» (Томск, 27-30 июня 2007 г.); Региональном конкурсе совета ВОИР Тюменской области «Лучшее техническое решение среди молодёжи» (Тюмень, 5 декабря 2007); Международной научно-практической конференции «Остеосинтез и эндопротезирование» (Москва, 15-16 мая 2008 г.); II съезде травматологов-ортопедов Уральского федерального округа (Курган, 24-25 сентября 2008 г.).
Публикации и внедрение результатов исследования
Описанные методики и результаты исследования внедрены в травматолого-ортопедических отделениях № 1, № 2 и № 3 ГЛПУ ТО «ОКБ № 2». Основные положения диссертации включены в тематику учебного процесса на кафедре травматологии, ортопедии и ВПХ ГОУ ВПО «ТюмГМА». По теме работы опубликовано 34 публикации, в том числе 3 - в рецензируемых журналах, из которых одна – в издании входящем в перечень рекомендованных ВАК для публикаций основных научных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата медицинских наук: «Медицинская наука и образование Урала» 2007. - № 6.
Личный вклад автора
Материал, представленный в диссертации, обработан и проанализирован лично автором. При его участии проведено усовершенствование компонентов эндопротеза вставками из пористого TiNi, определены методом конечных элементов прочностные свойства бедренного компонента, разработан коэффициент атрофии. Автор принимал непосредственное участие в операциях, обследовании и динамическом наблюдении всех пациентов.
Объем и структура диссертации
Рукопись диссертации состоит из введения, четырёх глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Изложена на 137 страницах машинописного текста (без приложения), иллюстрирована 26 рисунками и 12 таблицами. Список литературы включает 272 источника, из них отечественных – 168, зарубежных – 104.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы ГОУ ВПО «ТюмГМА» (номер государственной регистрации 01200617835).
