Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о генетике деформирующего артроза и методах хирургического лечения его форм с преимущественным поражением одного из отделов коленного сустава (обзор литературы) 26
1.1. Влияние генетических факторов на развитие деформирующего артроза 34
1.2. Роль артроскопии в хирургическом лечении деформирующего артроза коленного сустава 49
1.3. Корригирующие околосуставные остеотомии при деформирующем артрозе коленного сустава 65
1.4. Одномыщелковое эндопротезирование коленного сустава 77
Глава 2. Материал и методы исследования 94
2.1. Методы клинико-инструментального обследования больных 96
2.1.1. Методы клинических исследований и оценки функции коленного сустава 96
2.1.2. Рентгенологические исследования 111
2.1.3. Статистические методы исследования 115
2.2. Методы молекулярно-генетических исследований 116
2.2.1. Реактивы 116
2.2.2. Список растворов и их сокращенных названий 117
2.2.3. Выделение дезоксирибонуклеиновой кислоты из лейкоцитов периферической крови 117
2.2.4. Метод анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов 119
2.2.4.1. Проведение полимеразной цепной реакции. 119
2.2.4.2. Гидролиз дезоксирибонуклеиновой кислоты ферментами рестрикции 121
2.2.4.3. Электрофорез в полиакриламидном геле и визуализация результатов 121
2.2.5. Математические методы анализа. 122
2.3. Общая характеристика клинических наблюдений 124
2.3.1. Клинико-статистическая характеристика больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава 124
2.3.2. Характеристика контрольной группы добровольцев, проживающих в Северо-Западном регионе РФ 127
2.3.3. Клинико - рентгенологические данные предоперационного обследования больных с изолированными проявлениями дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава 128
Глава 3. Полиморфизм генов рецептора витамина D3 (VDR), коллагена 1 типа (CollAl), рецептора кальцитонина (С ALCR) и остеокальцина (BGLAP) у больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава 140
3.1. Идентификация аллелей генов CollAl, VDR, CALCR и BGLAP 141
3.2. Анализ частот аллелей генов VDR, CollAl, BGLAP и CALCR у больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава 145
3.3. Анализ частот аллелей гена рецептора витамина D3, гена коллагена 1 типа, гена рецептора кальцитонина и гена остеокальцина в контрольной группе добровольцев 145
3.4. Анализ ассоциации аллелей и генотипов исследуемых генов с клинико-рентгенологическими проявлениями и характером течения патологического процесса у больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава 147
3.5. Клиническое значение результатов молекулярно-генетических исследований 154
Глава 4. Артроскопия при дегенеративно дистрофических заболеваниях коленного сустава с изолированными проявлениями 157
4.1. Характеристика больных по данным клинико-рентгенологического обследования 157
4.2. Техника артроскопии и особенности эндоскопической картины при дегенеративно-дистрофических заболеваниях коленного сустава с изолированными проявлениями 166
4.3. Особенности послеоперационного ведения больных 178
4.4. Непосредственные исходы и отдалённые результаты артроскопии у больных дегенеративно-дистрофическими заболеваниями коленного сустава 192
Глава 5. Корригирующие околосуставные остеотомии бедренной и большеберцовой костей при дегенеративно-дистрофических заболеваниях коленного сустава с изолированными проявлениями 210
5.1. Характеристика больных по данным клинико-рентгенологического обследования 211
5.2. Показания и техника корригирующих околосуставных остеотомии бедренной и болыыеберцовой костей при дегенеративно-дистрофических заболеваниях коленного сустава с изолированными проявлениями 222
5.2.1. Подмыщелковая вальгизирующая куполообразная остеотомия болыпеберцовой кости 222
5.2.2. Надмыщелковая варизирующая остеотомия бедренной кости 226
5.2.3. Вентрализация бугристости болыпеберцовой кости 227
5.3. Послеоперационное ведение больных 230
5.4. Непосредственные исходы и отдалённые результаты лечения больных при применении корригирующих околосуставных остеотомии бедренной и болыпеберцовой костей 232
Глава 6. Малоинвазивное одномыщелковое менисковое эндопротезирование при изолированном дегенеративно дистрофическом поражении внутреннего отдела коленного сустава 257
6.1. Характеристика больных по данным клинико-рентгенологического обследования 259
6.2. Конструктивные особенности одномыщелкового менискового эндопротеза коленного сустава и инструментально-техническое обеспечение операции 269
6.3. Показания и противопоказания к выполнению менискового одномыщелкового эндопротезирования у больных с изолированным дегенеративно-дистрофическим поражением внутреннего отдела коленного сустава 275
6.4. Предоперационное планирование 277
6.5. Техника малоинвазивного одномыщелкового менискового эндопротезирования коленного сустава 278
6.5.1. Положение конечности и хирургический доступ. 280
6.5.2. Резекция костно-хрящевьіх разрастаний 281
6.5.3. Резекция суставной поверхности мыщелка большеберцовой кости 283
6.5.4. Формирование направляющих отверстий в мыщелке бедренной кости 286
6.5.5. Резекция заднего отдела мыщелка бедренной кости 288
6.5.6. Первая фрезеровка мыщелка бедренной кости 289
6.5.7. Выравнивание сгибательного и разгибательного промежутков 292
6.5.8. Подтверждение идентичности сгибательного и разгибательного промежутков 294
6.5.9. Завершающая обработка плато болынеберцовой кости 295
6.5.10. Предотвращение импинджмента и пробная сборка эндопротеза 287
6.5.11. Цементирование компонентов эндопротеза 297
6.6. Особенности послеоперационного ведения больных 300
6.7. Результаты лечения больных при применении одномыщелкового менискового эндопротезирования внутреннего отдела коленного сустава 307
Заключение. Выбор метода хирургического лечения больных дегенеративно-дистрофическими заболеваниями коленного сустава с изолированными проявлениями 322
Выводы 340
Практические рекомендации 343
Библиографический список использованной литературы 348
Приложение 396
- Роль артроскопии в хирургическом лечении деформирующего артроза коленного сустава
- Анализ ассоциации аллелей и генотипов исследуемых генов с клинико-рентгенологическими проявлениями и характером течения патологического процесса у больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава
- Характеристика больных по данным клинико-рентгенологического обследования
- Предотвращение импинджмента и пробная сборка эндопротеза
Введение к работе
Актуальность проблемы
Большинство исследователей относят дегенеративно-дистрофические заболевания коленного сустава к группе мультифакториальных, то есть возникающих и прогрессирующих при взаимодействии нескольких генов с неблагоприятными факторами внешней среды (Беневоленская Л. И., Бржезовский М.М., 1988; Cooper С. et al, 1994; Anderson J., FelsonD., 1998). По мнению Е.И Шварца с соавторами (2000) для ранней диагностики полигенных заболеваний наиболее перспективным является применение молекулярно-генетических методов исследования.
На протяжении последних лет в популяциях Западной Европы, Северной Америки и Юго-Восточной Азии проводятся исследования по изучению связи аллельных вариантов отдельных генов с риском развития первичного деформирующего артроза. Полученные данные свидетельствуют о генетической гетерогенности данного заболевания и существенных межрасовых отличиях (Jordan J. et al, 2004). К сожалению, работы отечественных авторов, посвященные генетическим аспектам этиопатогенеза дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов, до настоящего времени отсутствовали.
У подавляющего большинства пациентов дегенеративно-дистрофические заболевания начинают развиваться преимущественно в одном из отделов коленного сустава: внутреннем, наружном или переднем (AhlbeckS., 1968; Altaian R. et al, 1987). Co временем патологический процесс прогрессирует, однако у многих больных даже через несколько лет он продолжает локализоваться в том отделе коленного сустава, который был поражён впервые, в то время как дегенеративные изменения в соседних отделах остаются минимально выраженными (HemborgJ., NilssonB., 1977; Massardo L. et al, 1989). На основании этого выделяют клинические формы дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава с изолированными проявлениями (White S. et al, 1991).
При I стадии дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава разработано и используется большое количество методов и средств консервативной терапии. Однако по мере прогрессирования патологического процесса их эффективность, а значит, и длительность клинической ремиссии снижаются, что заставляет прибегать к оперативным методам лечения. К сожалению, при первичном обращении к травматологу-ортопеду у многих пациентов выявляется уже П или даже Ш стадии заболевания (Сабодашевский О. В., 2001), при которых эффективность консервативной терапии заведомо ниже.
Одним из наименее инвазивных вариантов хирургического лечения дегенеративно-дистрофических поражений коленного сустава I - П стадии, позволяющим уменьшить выраженность симптомов с минимальными осложнениями, является артроскопия реде^эддо^^зщ^^Шсмотря на то, что
впервые положительный клинический эффект лаважа или промывания сустава приданной патологии был отмечен BircherE. ещё в 1921 г., а описан BurmanM. et al. в 1935 г., до сих пор отсутствуют как чёткие клинические показания к выполнению артроскопии при различных стадиях дегенеративно-дистрофического поражения коленного сустава, так и не определён оптимальный объём вмешательства.
"Золотым" стандартом хирургического лечения больных с дегенеративно-дистрофическим поражением внутреннего отдела коленного сустава II - Ш стадии в сочетании с варусной деформацией на протяжении многих лет является корригирующая вальгизирующая остеотомия болыпеберцовой кости (Maquet Р., 1963). Однако мнение об её эффективности в отдалённые сроки наблюдения варьирует по данным разных авторов. Так, Coventry М. et al. (1979) сообщают об отсутствии боли и сохранении хорошей функции через 10 лет у 60% пациентов, в то время как Insall J. et al. (1984) хорошие и отличные результаты после 10 лет отмечают только у 37% больных. Через 4 года после выполнения варизирующей остеотомии бедренной кости для коррекции валыусной деформации McDermott A. et al. (1988) сообщают, что хороших и отличных исходов удалось достичь у 22 из 24 пациентов, в то время как по данным Finkelstein J. et al. (1996) в течение 10 лет полученные результаты сохраняются только у 64% больных.
У ряда пациентов наблюдается рецидив болевого синдрома и деформации конечности через непродолжительный период времени после хирургического вмешательства. И если для больных старше 60 лет с Ш стадией дегенеративно-дистрофического процесса методом выбора остаётся тотальное эндопротезирование коленного сустава, то у пациентов трудоспособного возраста выбор адекватного оперативного лечения зачастую затруднителен (Cole В., Нагпег С, 1999).
На протяжении последних лет проблема тотального
эндопротезирования коленного сустава была подробно освещена
отечественными и зарубежными авторами в ряде фундаментальных работ
(Новосёлов К.А, 1992; Кроитору И.И., 2000; Freeman М., LevackB., 1986;
Insall J., Scott R., 2001). В то же время, даже в Западной Европе и Северной
Америке уровень имплантации одномыщелковых эндопротезов для
замещения только одного отдела коленного сустава при его изолированном
поражении среди методов хирургического лечения дегенеративно-
дистрофических заболеваний остаётся низким. Тем не менее, в некоторых
зарубежных клиниках его частота доходит до 30% от всех операций
тотального эндопротезирования коленного сустава (CarrA. et al, 1992).
Murray D. et al. (1998) сообщают о 98% положительных и хороших
результатов через 10 лет после операции одномыщелкового
эндопротезирования, демонстрируя отсутствие дальнейшего
прогрессирования заболевания и распространения его на соседний отдел сустава. В Российской Федерации публикации о одномыщелковом эндопротезировании коленного сустава являются единичными (ЗагороднийН.В. с соавт., 2001; Катаев А.С., 2002), отражая применение
моделей с пластиковым вкладышем, неподвижно фиксированным на болыпеберцовом компоненте эндопротеза. Операций с использованием современных систем одномыщелковых эндопротезов коленного сустава с подвижным менисковым полиэтиленовым вкладышем по малоинвазивной методике до настоящего времени в Российской Федерации не проводилось. В связи с этим отсутствуют чёткие представления о критериях отбора пациентов, методиках их предоперационного обследования и подготовки, особенностях хирургической техники установки эндопротеза и программе реабилитации.
Таким образом, до настоящего времени изложенные выше аспекты проблемы хирургического лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов в работах как отечественных, так и зарубежных авторов остаются не достаточно освещенными, что и послужило основанием для проведения данного исследования.
Цель исследования
Разработать и научно обосновать систему хирургического лечения больных с изолированными дегенеративно-дистрофическими поражениями внутреннего, наружного или переднего отделов коленного сустава с учётом данных молекулярно-генетического и клинико-рентгенологического обследования, направленную на улучшение отдалённых функциональных результатов лечения.
Задачи исследования:
Выявить частоту изолированного поражения дегенеративно-дистрофическим процессом различных отделов коленного сустава: внутреннего, наружного и переднего.
Изучить частоты аллелей генов рецептора витамина D3 (VDR), коллагена 1 типа (CollAl), рецептора кальцитонина (CALCR) и остеокальцина (BGLAP) у больных с разными стадиями идиопатического деформирующего артроза коленного сустава, проживающих в Северо-Западном регионе РФ, а также у соматически здоровых жителей Санкт-Петербурга.
Оценить степень ассоциации различных аллелей исследуемых генов с клинико-рентгенологическими проявлениями деформирующего артроза коленного сустава, проанализировать характер течения патологического процесса в зависимости от выявленного гаплотипа по изучаемым полиморфизмам.
Определить эффективность и целесообразность использования методик эндоскопической хирургии в лечении больных с начальными стадиями изолированных дегенеративно-дистрофических поражений различных отделов коленного сустава.
Проанализировать результаты выполнения корригирующих остеотомии болынеберцовой и бедренной костей у пациентов с изолированным дегенеративно-дистрофическим поражением внутреннего,
наружного или переднего отделов коленного сустава в сочетании с варусной или валыусной деформацией конечности и выявить факторы, неблагоприятно отражающиеся на отдалённых результатах лечения.
Установить показания и противопоказания к применению одномыщелкового менискового эндопротеза коленного сустава у пациентов с дегенеративно-дистрофическим поражением внутреннего отдела коленного сустава с использованием малоинвазивной оперативной техники его имплантации.
Разработать новые способы малоинвазивного хирургического лечения больных с изолированными проявлениями дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава.
Обосновать алгоритм выбора оптимального метода хирургического лечения больных с изолированными проявлениями дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава.
Научная новизна исследования
При использовании полимеразной цепной реакции с последующим секвенирующим электрофорезом в нативном полиакриламидном геле впервые установлены частоты аллелей Taql полиморфизма экзона 9 гена рецептора витамина D3 (VDR), Apal полиморфизма гена коллагена 1 типа (CollAl), Hind III полиморфизма гена остеокальцина (BGLAP), Alu I полиморфизма гена рецептора кальцитонина (CALCR) у больных с разными стадиями идиопатического деформирующего артроза коленного сустава, проживающих в Санкт-Петербурге, и у соматически здоровых представителей популяции Северно-Западного региона Российской Федерации.
Доказана ассоциация функционально неполноценного аллеля t гена VDR с развитием тяжёлого идиопатического деформирующего артроза коленного сустава, в то время как достоверной связи аллелей генов CollAl, BGLAP и CALCR с возрастом дебюта и стадией заболевания, типами течения патологического процесса или степенью функциональных нарушений у больных идиопатическим деформирующим артрозом не выявлено.
Предложен "Способ прогнозирования предрасположенности к развитию и тяжести течения деформирующего остеоартроза коленного сустава у взрослых" (положительное решение о выдаче патента РФ № 2003104858/15(004927) от 20.09.2004).
На основании сравнительного анализа эффективности различных методов хирургического лечения больных с изолированными проявлениями дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава и комплексного изучения факторов, неблагоприятно сказывающихся на его результатах, обоснованы чёткие показания и противопоказания к оперативным вмешательствам, послужившие основой для создания алгоритма выбора оптимального способа хирургического лечения, учитывающего индивидуальные особенности пациента, а также данные
юшнико-рентгенологического и молекулярно-генетического методов обследования.
Разработаны новые способы оперативного лечения асептического некроза и деформирующего артроза с изолированным поражением внутреннего отдела коленного сустава (патент РФ № 2236190 от 20.09.2004 и положительное решение о выдаче патента РФ № 2003103862/14(004014) от 03.08.2004).
Практическая значимость работы
Проведённые молекулярно-генетические исследования позволяют существенно приблизиться к решению ряда задач, связанных с прогнозированием развития и характера прогрессирования дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава, их профилактикой и обоснованным ранним выбором наиболее рационального метода лечения.
В частности, определение гомозиготных по неблагоприятному аллелю гена VDR, а также гетерозиготных индивидуумов позволяет выявлять лиц с повышенной вероятностью возникновения и быстрого прогрессирования деформирующего артроза коленного сустава и, не дожидаясь клинической манифестации, вносить коррективы, направленные на исключение неблагоприятных внешних факторов, способствующих развитию заболевания, а также использовать превентивные терапевтические мероприятия, что будет способствовать уменьшению числа больных с тяжёлым дегенеративно-дистрофическим поражением коленного сустава, приводящим к стойкой утрате трудоспособности.
Комплексный анализ, сочетающий выявление неблагоприятных аллельных вариантов гена VDR с данными общепринятого клинико-рентгенологического обследования пациента, способен повысить качество диагностики ранних стадий дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава.
В случаях развившегося деформирующего артроза коленного сустава прогнозирование характера течения патологического процесса, основывающееся на генотипе пациента, предоставляет клиницистам возможность индивидуального подхода к выбору наиболее оптимального метода лечения. Наличие неблагоприятного генотипа гена VDR может служить одним из показаний для ранних малоинвазивных хирургических вмешательств на коленном суставе с целью предотвращения усугубления патологического процесса и развития терминальной стадии заболевания с тяжёлыми клиническими проявлениями.
На основании клинического опыта, накопленного при проведении данного исследования, разработаны методические рекомендации и пособие для врачей, отражающие особенности обследования пациентов, необходимые для установления характера и тяжести поражения коленного сустава патологическим процессом, а также основные аспекты применения современных способов хирургического лечения больных с изолированными дегенеративно-дистрофическими заболеваниями коленного сустава, в
частности показания и противопоказания к использованию эндоскопических вмешательств (артроскопии), корригирующих околосуставных остеотомии бедренной и болынеберцовой костей, одномыщелкового эндопротезирования коленного сустава, подробную технику операций и варианты программ послеоперационной реабилитации. Внедрены в клиническую практику новые способы оперативного лечения больных с изолированными проявлениями дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава. Основываясь на анализе эффективности лечения больных деформирующим артрозом и асептическим некрозом коленного сустава, нами предложен алгоритм выбора оптимального способа хирургического пособия.
Таким образом, прогнозирование типа течения патологического процесса, основывающееся на результатах комплексного генетического и клинико-рентгенологического методов обследования больных с изолированными дегенеративно-дистрофическими заболеваниями коленного сустава, предоставляет возможность индивидуально подходить к выбору наиболее рационального и своевременного способа хирургического лечения, позволяя избежать повторных оперативных вмешательств, снизить продолжительность временной нетрудоспособности и улучшить функциональные результаты лечения.
Апробация работы, публикации и внедрение в практику
По результатам данного исследования опубликовано 42 работы, в том
числе 6 статей в центральных медицинских журналах, рекомендуемых ВАК
РФ, а также 1 методические рекомендации. Сделано 9 сообщений на
заседаниях научного общества травматологов-ортопедов Санкт-Петербурга,
VIII областной научно-практической конференции травматологов-ортопедов
и хирургов Ленинградской области, V конгрессе Российского
артроскопического общества, VII и VIII Российских национальных
конгрессах "Человек и здоровье", международном конгрессе "Современные
технологии в травматологии, ортопедии: ошибки и осложнения -
профилактика, лечение", научно-практической конференции, посвященной
50-летнему юбилею организации травматолого-ортопедической службы
Новгородской области. На разработанные способы хирургического лечения и
диагностики оформлены три заявки на изобретение, по которым получен
патент РФ № 2236190 от 20.09.2004 и два положительных решения о выдаче
патента РФ (№2003103862/14(004014) от 03.082004 и
№ 2003104858/15(004927) от 20.09.2004).
К настоящему времени результаты исследований включены в программу обучения слушателей и клинических ординаторов, проходящих специализацию и усовершенствование на кафедре травматологии и ортопедии с курсом вертебрологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования. Материалы диссертации используются при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре травматологии и ортопедии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова. Предложенные
методы хирургического лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава внедрены в отделениях ГУ РНИИТО им. P.P. Вредена, определение полиморфизма генов рецептора витамина D3, коллагена 1 типа, рецептора кальцитонина и остеокальцина - в практику работы лаборатории пренатальной диагностики НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта РАМН и ГУ РНИИТО им. P.P. Вредена.
Объём и структура диссертации
Диссертация изложена на 400 страницах текста, набранного на компьютере, состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложения и библиографического списка использованной литературы, который включает 67 работ отечественных и 315 иностранных авторов. Текст пояснён 40 таблицами и иллюстрирован 71 рисунком.
Основные положения, выносимые на защиту:
У больных дегенеративно-дистрофическими заболеваниями коленного сустава с изолированными проявлениями наиболее часто встречается поражение внутреннего отдела бедренно-болынеберцового сочленения — в 77%, реже наружного отдела — в 8,3% и бедренно-надколенникового сочленения - в 14,7% наблюдений.
Функционально неполноценный аллель t гена рецептора витамина D3 достоверно ассоциирован с высоким риском возникновения тяжёлого деформирующего артроза коленного сустава. У лиц, гомозиготных по мутантному аллелю t гена VDR, вероятность развития тяжёлого дегенеративно-дистрофического поражения коленного сустава увеличена более чем в 2,5 раза по сравнению с популяцией Северо-Западного региона Российской Федерации.
Хирургические способы лечения больных с изолированными дегенеративно-дистрофическими заболеваниями коленного сустава, включающие эндоскопические вмешательства, корригирующие околосуставные остеотомии и одномыщелковое менисковое эндопротезирование, позволяют добиться восстановления функции поражённого сустава и нижней конечности у большинства пациентов. Причинами неудовлетворительных исходов являются неполноценное обследование, неправильная тактика лечения, погрешности хирургической техники, послеоперационные осложнения и игнорирование индивидуальных особенностей пациента.
Разработанная система хирургического лечения больных с изолированными дегенеративно-дистрофическими поражениями внутреннего, наружного или переднего отделов коленного сустава основывается на комплексной клинико-рентгенологической и эндоскопической оценке выраженности патологического процесса и степени нарушения функции коленного сустава, что позволяет правильно установить показания, противопоказания и, учитывая данные молекулярно-
генетического обследования, своевременно выбрать наиболее оптимальное хирургическое вмешательство.
Роль артроскопии в хирургическом лечении деформирующего артроза коленного сустава
Впервые на положительный клинический эффект лаважа или промывания сустава, поражённого дегенеративно-дистрофическим процессом, указал Bircher (1921) в работе, посвященной артроскопической диагностике деформирующего артроза коленного сустава. Первыми описали лаваж - эффект Burman et al. (1934). Однако до настоящего времени вопросы о влиянии артроскопических операций на течение патологического процесса, о соотношении их положительного клинического действия с плацебо — эффектом, возможных механизмах снижения болевого синдрома после артроскопии остаются без ответа (Sharkey, 1997).
Некоторые авторы полагают, что клинический эффект достигается вследствие обильного промывания полости сустава и удаления дебриса (свободных фрагментов суставного хряща, фибрина, ферментов, цитокинов и прочих медиаторов воспаления), раздражающего синовиальную оболочку (Никитин В.В. с соавт., 2002; Jackson et al., 1986, 1988; Livesley et al., 1991; Ogilvie-Harris, Fitsialos 1991; Ike et al., 1992; Chang et al., 1993; Kalunian et al., 2000). Эта гипотеза основывается на данных экспериментальных и клинических исследований, согласно которым продукты деградации хряща могут вызывать воспаление синовиальной оболочки по типу реакции гиперчувствительности замедленного типа, с образованием выпота в суставе, повышением количества и активности провоспалительных цитокинов и протеолитических ферментов, снижающих прочность гиалинового хряща, вызывая его размягчение и образование трещин (Мазина Н.М., Ахмед Ш.Х., 1983; Бененсон Е.В. с соавт., 1989; Evans et al., 1984; Fassbender, Zwick, 1995). Однако Chang et al. (1993), a позже Ravaud et al. (1999) показали, что артроскопический лаваж превосходит по эффективности промывание сустава при обычной инъекции без контроля зрения.
Другие исследователи считают, что основное значение имеет устранение механических препятствий, затрудняющих движения в суставе, то есть проведение дебридмента, который может включать резекцию нестабильных, отслоенных и повреждённых фрагментов хряща, дегенеративно-измененных участков менисков, гипертрофированных отделов синовиальной оболочки, шейвинг участков разволокнения хряща, удаление свободных внутрисуставных тел и остеофитов (Baumgaertner et al., 1990; Timoney et al., 1990).
Опубликованные данные о результатах артроскопического лаважа и дебридмента в отдалённые сроки наблюдения варьируют в широких пределах. Если первые публикации активно пропагандировали использование эндоскопической хирургии при деформирующем артрозе коленного сустава, то после проведения целенаправленных клинических исследований и анализа отдалённых исходов лечения показания к применению и рекомендации по оптимальному объёму хирургических вмешательств стали носить весьма противоречивый и зачастую пессимистичный характер, особенно в зарубежной литературе (Moseley et al., 2002; Esteve-de-Miguel, 2003).
Среди отечественных авторов О.А. Ушакова (1979), основываясь на опыте лечения 24 больных с I - III стадиями гонартроза, одна из первых указала на целесообразность использования артроскопии при этой патологии коленного сустава. В дальнейшем ею подтверждена
эффективность артроскопии в профилактике гонартроза и его лечении, особенно при комбинации эндоскопического дебридмента с корригирующими остеотомиями у пожилых больных с выраженными формами заболевания (Ушакова О.А., 1989). З.С. Миронова и Ф.Ю. фалех (1982) считают, что артроскопия при деформирующем артрозе коленного сустава имеет как диагностическую ценность, так и лечебный эффект, приводя в ранние сроки после операции к уменьшению болей и улучшению самочувствия пациентов.
Sprague (1981) описал сохранение положительного клинического эффекта через один год после артроскопической операции у 74% пациентов с деформирующим артрозом коленного сустава. Однако ретроспективный анализ результатов лечения 109 больных, проведённый Timoney et al. (1990) показал, что неудовлетворительные исходы через 6 месяцев после артроскопии наблюдались уже у 27%, а через 4 года хорошие результаты были отмечены только у 45% пациентов. В двойном слепом, рандомизированном, плацебо-контролируемом исследовании, проведённом Kalunian et al. (2000), пациентам с минимальными рентгенологическими признаками деформирующего артроза было выполнено промывание полости коленного сустава 3000 мл жидкости (основная группа) или 250 мл жидкости (контрольная группа). Через год в обеих группах было отмечено клиническое улучшение, хотя статистически достоверных различий между ними не выявлено.
По данным Rand (1991) артроскопическое удаление нестабильных фрагментов менисков в сочетании с промыванием сустава является эффективным только в том случае, если патологический процесс не приобрёл распространённого характера, а операция показана пациентам с типичными симптомами дегенеративного разрыва мениска без тотального поражения сустава и нарушения оси конечности. Timoney et al. (1990) предположили, что разрыв мениска является случайной находкой при деформирующем артрозе, так как результаты артроскопического лечения пациентов, страдающих этим заболеванием с выявленными разрывами менисков и без них, достоверно не отличаются.
Anderson и Goldstein (1991) продемонстрировали, что данные предоперационного рентгенологического обследования коррелируют с результатами хирургического лечения пациентов старше 50-летнего возраста. Хорошие и отличные результаты были достигнуты у 68% больных, у которых высота суставной щели, на рентгенограммах, выполненных без нагрузки, превышала 1 мм, и только у 29%, если её величина была менее 1 мм. Salisbury et al. (1985) рекомендовали не выполнять артроскопический дебридмент пациентам с варусной деформацией коленных суставов, так как купирование болей и хорошие исходы достигаются лишь в 32% наблюдений, по сравнению с 94% при нормальной оси конечности. Jackson et al. (1988) показали, что из 65 пациентов, которым было выполнено только эндоскопическое промывание сустава, 20% не отметили улучшения (у большинства из них субхондральная кость была обнажена на сочленяющихся суставных поверхностях), 80% констатировали значительное улучшение, хотя у 35% оно было временным (до одного года), а у 45% сохранялось до 2 лет. При сочетании лаважа с шейвингом и дебридментом в группе из 137 больных - 12% пациентов не отметили улучшения, и только у 68% эффект длился до 2 лет. Исходы зависели от тяжести патологического процесса. Пациенты с минимальной фибрилляцией суставного хряща, нормальной осью конечности и стабильным суставом демонстрировали лучшие результаты от артроскопического дебридмента и лаважа; у больных с фрагментацией хряща исходы варьировали, а при обнажении субхондральной кости они были непредсказуемы и зачастую негативны. По данным Ogilvie-Harris и Fitsialos (1991) после артроскопического дебридмента 441 пациента у 60% из них в течение, по крайней мере, двух лет наблюдалось улучшение с регрессом выраженности симптомов заболевания. Лучшие результаты были достигнуты у больных с нестабильными разрывами менисков, умеренно выраженным артрозом и нормальной осью конечности. Тотальное поражение патологическим процессом всех отделов сустава с нарушением оси конечности, а также хондрокальциноз приводили к менее хорошим результатам. В связи с этим авторы рекомендовали выполнение артроскопии только тем пациентам с деформирующим артрозом, у которых имеются жалобы на блокады и "неустойчивость" коленного сустава. Baumgaertner et al. (1990) сообщали о артроскопическом дебридменте на 49 коленных суставах, 2/3 из которых имели рентгенологические признаки тяжёлого артроза. Непродолжительный анамнез заболевания, сопутствующие симптомы неустойчивости или блокирования сустава, лёгкие и умеренные рентгенологические изменения и наличие кристаллов коррелировали с наилучшими результатами. У 47% пациентов через 33 месяца после хирургического вмешательства исходы были расценены как неудовлетворительные.
Анализ ассоциации аллелей и генотипов исследуемых генов с клинико-рентгенологическими проявлениями и характером течения патологического процесса у больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава
На втором этапе был проведён анализ распределения частот генотипов и аллелей генов VDR, CollAl, BGLAP и CALCR у больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава в зависимости от клинико-рентгенологической стадии, типа течения патологического процесса, возраста дебюта заболевания, степени функциональных нарушений.
При изолированном анализе частот аллелей изучаемых генов установлена зависимость распределения функционально неполноценного (t) аллеля гена VDR от клинико-рентгенологических стадий деформирующего артроза коленного сустава. У больных с III стадией частоты функционально полноценного и неполноценного аллелей гена рецептора витамина D3 составили 53,9% и 46,1%, а у пациентов с I - II стадиями заболевания - 70,2% и 29,8% соответственно. Таким образом, частота аллеля t оказалась достоверно выше в группе больных с III стадией идиопатического деформирующего артроза коленного сустава (46,1%), по сравнению с контрольной (32,7%) (х2==4,7; df=l, р 0,05). При анализе частоты аллеля t у пациентов с I - II стадиями заболевания (29,8%) выявлено, что она практически не отличалась от популяционного контроля (Х2=0,2; dfH, р 0,05) (табл. 14).
Результат анализа частот генотипов TT, Tt и tt показал, что распределение анализируемых генотипов как в группе больных с I — II стадиями деформирующего артроза коленного сустава, так и в контрольной выборке соответствует распределению Харди-Вайнберга (Х2=0,006 и х2=0,008; df=l, р 0,05).
Как следует из полученных данных, частоты генотипов TT, Tt и tt у пациентов с III стадией составляют 23,7%, 60,5% и 15,8% соответственно, что достоверно отличается от таковых в популяции Северо-Западного региона Российской Федерации (53,7%, 39,2% и 7,1%) (х2=12,7; df=2, р 0,01) и от больных с I - II стадиями деформирующего артроза (48,1%, 44,2%„7,7%) (х2=6,9; df=2, р 0,05) (табл. 14).
Важно отметить двукратное снижение частоты нормального генотипа ТТ у пациентов с III стадией и удвоение частоты мутантного tt по сравнению с контрольной группой и больными с I — II стадиями деформирующего артроза (%2=0,2; df=l, р 0,05). Распределение генотипов у пациентов с I - II стадиями практически не отличается от популяционного (%2=0,4; df=2, р 0,05). Интересно, что характерный для популяции генотип Tt (39,2%) среди больных с III стадией заметно увеличивается и достигает 60,5%.
Таким образом, распределение аллелей гена VDR позволяет рассчитать коэффициент соотношения шансов (OR), показывающий во сколько раз выше вероятность развития тяжёлого дегенеративно-дистрофического поражения коленного сустава у индивидуумов с определенным неблагоприятным генотипом. У лиц, гомозиготных по мутантному аллелю t гена VDR, эта вероятность увеличена более чем в 2,5 раза по сравнению с популяцией Северо-Западного региона РФ (CI 95%: ORmin= 1,01 - ORmax= 6,03).
Следует подчеркнуть, что нами обнаружена ассоциация с функционально неполноценным аллелем t гена VDR, а не с аллелем Т, как описано Keen et al. (1997). По мнению Huang et al. (2000), ген YDR не может быть связан с прогрессированием или тяжёлыми случаями деформирующего артроза коленного сустава и, в частности, поражения бедренно-большеберцового сочленения в Японской популяции, в то время как наши данные свидетельствуют как раз об обратном. Обследованная выборка больных идиопатическим деформирующим артрозом коленного сустава являлась генетически гетерогенной и в зависимости от клинико-рентгенологической стадии заболевания (I - II и III) может быть поделена на две группы. Таким образом, результаты исследования полиморфизма генов CollAl, VDR, BGLAP и CALCR среди жителей Северо-Западного региона РФ подтверждают межэтнические различия в этиопатргенезе дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов.
Достоверной связи аллелей генов CollAl, BGLAP и CALCR с типами течения патологического процесса, возрастом дебюта заболевания или степенью функциональных нарушений у больных деформирующим артрозом выявить не удалось.
При анализе распределения аллелей изучаемых генов среди 28 (31,1%) пациентов с сопутствующим дегенеративно-дистрофическим поражением суставов другой локализации значимых отличий продемонстрировано не было.
Проведённое нами исследование свидетельствует о том, что у пациентов с III клинико-рентгенологической стадией идиопатического деформирующего артроза коленного сустава частота встречаемости функционально неполноценного аллеля t гена рецептора витамина D 3 (VDR) достоверно выше, чем в популяции, следовательно, этот критерий можно рассматривать как прогностически существенный.
На основании полученных данных оформлена заявка на изобретение "Способ прогнозирования предрасположенности к развитию и тяжести течения деформирующего остеоартроза коленного сустава у взрослых", по которой получено положительное решение о выдаче патента РФ №2003104858/15(004927) от 20.09.2004 г. Целью изобретения является диагностика предрасположенности и прогнозирование тяжести течения идиопатического деформирующего остеоартроза коленного сустава у взрослых путём определения характера распределения аллелей Taq I полиморфизма гена рецептора 1,25гДИГидроксивитамина D3 (VDR) с использованием полимеразной цепной реакции и последующего секвенирующего электрофореза в нативном полиакриламидном геле.
Ген VDR расположен на коротком плече 12 хромосомы (12р12-ql4), имеет размер 75 Кб и содержит 11 экзонов. В гене выделяют некодирующую и кодирующую области. Некодирующая область находится на 5 -конце гена и включает экзоны 1А, 1В и 1С. Последующие восемь экзонов (2-9) кодируют структурную часть белкового продукта гена VDR (Miyamoto et al., 1997). В промоторной области гена отсутствует TATA бокс и имеется наличие нескольких сайтов узнавания для транскрипционного фактора Spl. В результате альтернативного сплайсинга экзонов ДА и 1С в различных тканях образуется три уникальных мРНК.
Первичный продукт трансляции гена рецептора витамина D3 состоит из 467 аминокислот и в последующем подвергается посттрансляционной модификации - фосфорилированию. Рецептор витамина D3 (РВД) является стероидным внутриядерным рецептором, регулирующим активность многих генов путём связывания со специфическими последовательностями ДНК в их промоторных областях.
Молекула РВД состоит из трёх функциональных доменов (Andrew et al., 1988). Первый из них, С1 - гидрофильный домен эволюционно наиболее консервативный, имеет большое сходство с ядерными рецепторами. Этот домен, расположенный на N-конце РВД, содержит 70 аминокислот, богат цистеином, лизином и аргинином. Важно отметить, что положение каждого из его девяти цистеинов стабильно сохраняется во всех известных ядерных рецепторах. В функционально активной молекуле РВД первые восемь цистеинов связаны с двумя атомами цинка и образуют структуру «цинковых пальцев», которая взаимодействует с ДНК. Мутации, приводящие к замене любого из этих цистеинов на серии, исключают возможность связывания РВД со специфической последовательностью ДНК, прерывая РВД-зависимую активацию генов-мишеней. Второй домен -С2 менее консервативен и отделён от домена С1 шарниром, состоящим из 150 аминокислот. Это домен отвечает за связывание лиганда рецептором витамина Д. Функции третьего домена (СЗ) на данный момент остаются неясными.
РВД играет роль посредника в передаче биологического действия 1,25-дигидроксивитамина D3 ((1а,25(ОН)2Оз) кальцитриола), модулируя экспрессию генов на транскрипционном и посттрансляционном уровнях.
Витамин D и его активные метаболиты, в частности, кальцитриол, являются ключевыми регуляторами фосфорно-кальциевого обмена, в том числе оказывая непосредственное влияние на процессы ремоделиррвания в костной ткани через ядерный рецептор витамина D (VDR).
Ген VDR3 характеризуется наличием ряда мутации, которые могут быть идентифицированы с помощью таких ферментов, как Fokl, Apal, Bsml и Taql (Faraco et al., 1989; Hustmyer et al., 1993; Morrison et al., 1994; Minamitani et al., 1996). Сайты полиморфизма Bsml и Apal локализованы в 8 интррне гена VDR. Bsml и Apal полиморфные сайты находятся в неравновесном по сцеплению с Taql полиморфизмом (у лиц с ТТ генотипом, почти в 100% случаев, наблюдается bb и аа генотипы). Этот полиморфизм обусловлен заменой нуклеотида Т на С, что создает сайт рестрикции в девятом экзоне и приводит к замене колона AUU (изолейцин) на AUG (метионин).
Характеристика больных по данным клинико-рентгенологического обследования
Корригирующие околосуставные остеотомии были применены при лечении 118 пациентов с дегенеративно-дистрофическим поражением внутреннего, наружного и переднего отделов коленного сустава в сочетании с варусной или валыусной деформацией. Среди больных было 61 (51,7%) женщина и 57 (48,3%) мужчин в возрасте от 30 до 77 лет (в среднем 51 год).
При госпитализации все пациенты жаловались на умеренные или выраженные боли в поражённом отделе коленного сустава при ходьбе, а 87 (73,7%) из них отмечали болевые ощущения разной интенсивности и в покое.
Внезапные эпизоды неустойчивости в коленном суставе при ходьбе, сопровождающиеся хрустом, острой болью, а также периодическое возникновение кратковременных, самопроизвольно устраняющихся блокад коленного сустава имели место у 22 (18,6%) больных.
Отёк мягких тканей в области коленного сустава наблюдался у 39 (33%), а стойкий синовит-у 17 (14,4%) больных.
Большинство пациентов при ходьбе пользовалось дополнительной опорой: тростью - 74 (62,7%) человека, одним костылём - 3 (2,5%) и двумя костылями - один (0,8%) больной.
Варусная деформация нижней конечности отмечена у 85 (72%), а валыусная - у 11 (9,3%) больных. Гипотрофия четырёхглавой мышцы бедра лёгкой или умеренной степени выраженности была выявлена у 118 (100%) больных.
Ограничение разгибания установлено у 102 (86,4%), а ограничение сгибания - у 104 (88,1%) пациентов. Сгибательная контрактура сочеталась с разгибательной в 88 (74,6%) наблюдениях.
Средние оценки функции коленного сустава составили по шкале Joseph & Kaufman - 51 балл (табл. 28), WOMAC - 56 баллов (табл. 29), KSS knee score - 35 баллов (табл. 30), KSS function score - 45 баллов (табл.31).
Клиническое обследование дополняли рентгенографией коленного сустава, включающей стандартные заднюю и боковую проекции в положении лежа, заднюю проекцию в положении стоя (с нагрузкой), аксиальную проекцию, а также заднюю проекцию с вальгизирующеи или варизирующеи нагрузкой в аппаратном устройстве.
По рентгенограмме в прямой проекции стоя (от нижней трети бедра до средней трети голени) оценивали выраженность фронтальной деформации, измеряя угол между анатомическими осями бедренной и большеберцовой костей. По рентгенограмме в аксиальной проекции судили о стадии патологического процесса в бедренно-надколенниковом сочленении. Рентгенографию в задней проекции с вальгизирующеи или варизирующеи нагрузкой в аппаратном устройстве использовали для уточнения состояния менее поражённого отдела бедренно-болыыеберцового сочленения.
В комплекс предоперационного обследования больных всегда входили электрокардиография и лабораторные исследования: общие анализы крови и мочи, определение биохимических параметров сыворотки крови, коагулограмма. При необходимости больных консультировали терапевт, ангиохирург, эндокринолог, невропатолог, уролог. Все пациенты осматривались анестезиологом, который принимал решение о виде анестезии, назначал премедикацию и осуществлял наблюдение в раннем послеоперационном периоде.
По данным клинико-рентгенологического обследования тяжесть поражения коленного сустава дегенеративно-дистрофическим процессом соответствовала II — Ш стадиям (табл. 32).
На основании результатов клинико-рентгенологического обследования нами установлено преимущественное поражение внутреннего отдела бедренно-болыпеберцового сочленения у 82 (69,5%), наружного - у 11 (9,3%), бедренно-надколенникового сочленения -у 25 (21,2%) пациентов.
Из трёх форм дегенеративно-дистрофического поражения коленного сустава у 109 (98,2 %) пациентов наблюдался деформирующий артроз коленного сустава, у 9 (7,6%) - асептический некроз внутреннего мыщелка бедренной или болынеберцовой костей, кистовидной перестройки суставных концов бедренной и болынеберцовой костей отмечено не было.
Таким образом, больных этой группы боли в коленном суставе беспокоили как при нагрузке, так и в покое, ограничивая дистанцию ходьбы, затрудняя подъём и спуск по лестнице и приводя к необходимости в дополнительной опоре, чаще всего на трость. Нарушение функции коленного сустава было выражено умеренно. Утраты способности к самообслуживанию и передвижению за пределами квартиры в анализируемой группе больных нами не отмечено.
Предотвращение импинджмента и пробная сборка эндопротеза
Для предотвращения импинджмента менискового вкладыша при максимальном сгибании и разгибании коленного сустава необходимо правильно обработать внутренний мыщелок бедренной кости. Для резекции задних остеофитов использовали направляющий бедренный блок с плоской нижней поверхностью и специальное изогнутое долото. Кроме этого, остеотомом удаляли хрящ и кость перед верхним краем бедренного компонента, чтобы при полном разгибании перед менисковым вкладышем было не менее 5 мм свободного пространства.
После этого выполняли пробную сборку эндопротеза. Вначале при помощи соответствующих накладок устанавливали большеберцовый и бедренный компоненты, а затем примерочный менисковый вкладыш такого же размера, как используемый ранее измеритель толщины. Контролировали ось конечности, амплитуду движений в коленном суставе и отсутствие импинджмента, а также стабильность при сгибании, разгибании и ротации (рис. 56).
Толщина менискового вкладыша должна обеспечивать нормальный баланс связок таким образом, чтобы при 160 градусах разгибания умеренная вальгизирующая нагрузка позволяла создать диастаз между компонентами протеза величиной 1-2 мм. При полном разгибании голени менисковый вкладыш должен быть плотно сжат между компонентами протеза вследствие напряжения заднего отдела капсулы сустава.
На склерозированных участках бедренной и большеберцовой костей сверлом диаметром 2 мм с ограничителем формировали множественные неглубокие отверстия. Цементируемые поверхности обильно промывали раствором антисептика под давлением из шприца и тщательно высушивали. Для фиксации компонентов было необходимо минимальное количество костного цемента (20 г).
Тонким слоем цемента покрывали плато болыыеберцовой кости. Ножку большеберцового компонента устанавливали в паз и при помощи накладки аккуратно вбивали в кость, сначала сзади, а затем спереди, для того чтобы излишки цемента выдавились вперёд, а не назад. Избыток цемента удаляли острой ложечкой Фолькмана и скальпелем.
Затем из цемента формировали шарик около 6-8 мм в диаметре, который погружали в отверстие для ножки в мыщелке бедренной кости, вогнутую поверхность бедренного компонента равномерно заполняли тонким слоем костного цемента. После этого ножку бедренного компонента устанавливали в отверстие в мыщелке и лёгкими ударами молотка по накладке, ориентируемой под углом 30 градусов к длинной оси бедренной кости, производили его импакцию. Излишки цемента удаляли.
Для прессуризации цемента вводили измеритель толщины соответствующего размера в положении сгибания коленного сустава под углом 135 градусов. Голень не разгибали полностью, так как при этом может произойти смещение компонентов. После завершения полимеризации цемента удаляли измеритель толщины и пластиковым щупом проверяли, не проник ли цемент на верхнюю поверхность большеберцового компонента по периферии и сзади. При обнаружении излишков цемента их удаляли. Сустав вновь обильно промывали раствором антисептика.
Перед имплантацией менискового компонента последний раз проводили тестирование с примерочным менисковым вкладышем. В редких случаях тощина цементной мантии уменьшала промежуток на 1 мм, что требовала имплантации более тонкого вкладыша. Таким образом, если на этой стадии оказывалось, что 4 мм вкладыш избыточен по толщине, для того, чтобы безопасно устранить данную ситуацию, использовали вкладыш толщиной 3 мм.
После окончательного решения о правильности выбранной толщины менискового вкладыша проводили его имплантацию, часто сопровождавшуюся характерным щелчком, убедившись в том, что его конец, помеченный как AM (anterior medium), был ориентирован строго кпереди (рис. 57).
Снимали гемостатический жгут, выполняли гемостаз. Полость сустава активно дренировали через контраппертуру. Рану послойно ушивали. Накладывали асептическую повязку. Иммобилизацию сустава не использовали.
Продолжительность хирургического вмешательства, включающего артроскопию и одномыщелковое эндопротезирование внутреннего отдела коленного сустава, составляла от 1 до 3 часов (в среднем 1 час 45 минут). Суммарная кровопотеря за время операции и в послеоперационном периоде по дренажам равнялась в среднем 450 + 50 мл (от 250 до 800 мл).
