Историческое развитие концепции эндопротезирования коленного сустава

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова, клиника травматологии, ортопедии и патологии суставов

ИСТОРИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА

Г.М. Кавалерский, А.В. Лычагин,

С.М. Сметанин, А.А. Грицюк, А.Д. Ченский

Москва

Аннотация

эндопротез артроз коленный сустав

Тотальное эндопротезирование коленного сустава зачастую является единственным методом лечения деформирующего артроза коленного сустава. Применяются различные типы эндопротезов в зависимости от степени связанности. По данным зарубежной литературы в последнее время идет увеличение использования эндопротезов с сохранением задней крестообразной связки, они показали чуть лучшую выживаемость по сравнению с эндопротезами с ее замещением.

Ключевые слова: эндопротез коленного сустава, эндопротезирование коленного сустава.

Основная часть

Тотальное эндопротезирование коленного сустава считается экономически эффективным средством лечения пациентов с остеоартрозом. В наше время в различных странах в год выполняется около 1,5 миллионов эндопротезирований коленного сустава при различных патологических состояниях [2, 15]. Важным ключом решения проблемы первичной артропластики коленного сустава является выбор тактики эндопротезирования в зависимости от степени связанности компонентов эндопротеза.

Первая попытка лечения пациентов, страдающих ОА коленного сустава, относится к середине 19 века, когда стали применяться мягкие ткани, вставленные в пределах суставной поверхности, или производилась резекция суставных поверхностей сочленяющихся костей [22].

Однако концепция замены сустава в современном понимании может быть прослежена после того, как в 1880 году в Берлине emistocles Gluck предложил первый эндопротез коленного сустава [27] Это был связанный модульный эндопротез из слоновой кости, который фиксировался в кости при помощи канифоли, гипса или пемзы. Первые упоминания о несвязанном эндопротезе коленного сустава относятся к 1968 году, когда F.H.Gunston в Канаде в клиниках Мауо начал применять первый условно мыщелковый эндопротез. По своей сути это был «нестабилизированный» первый CR эндопротез [23]. В том же 1968 году Michael Freeman и Sam Swanson из Imperial College of Science and Technology in London Hospital предложили оригинальный эндопротез, который назвали по месту своей работы - эндопротез ICLH (иногда его называют по имени создателей - эндопротез Freeman-Swanson). Этот эндопротез имел неистинный мыщелковый дизайн, неанатомичную межмыщелковую борозду и подразумевал сохранение обеих крестообразных связок (DCR).

Далее продолжалась эволюция концепции с сохранением обеих крестообразных связок [23].В госпитале специализированной хирургии в Нью-Йорке в 1971 Chitranjan S. Ranawat, Allan Inglis, John Insall, Peter Walker и Ho man разработали эндопротез Duocondylar, который продолжал эту концепцию.

В 1974 году CHitranjan S. Ranawat, Allan Inglis, John Insall, Peter Walker и Ho man усовершенствовали эндопротез Duocondylar, в котором появилась возможность замещения суставной поверхности надколенника (total condylar-TC) [23]. По своей сути этот эндопротез стал первым, сохраняющим заднюю крестообразную связку. Родоначальником эндопротезов с замещением задней крестообразной связки стал total condylar 3 (ТС 3), который был разработан для пациентов со значительной деформацией коленного сустава.

Также в 1978 Dr. John Al Burstein разработали первый классический заднестабилизированный эндопротез на основе ТС III, в котором убраны интрамедуллярные компоненты, улучшена передняя стабильность и получена большая амплитуда сгибания [23].

В 1975 году решая вопрос ротационной кинематики в коленном суставе Buechal и Pappas разработали мыщелковый эндопротез с мобильной платформой [8], который стал еще одним направлением. Этот эндопротез имел две раздельных тибиальных суставных поверхности с возможностью ротационного смещения. С 1978 года идея кручения на медиальном мыщелке и передне-задней траснляции стала применяться компанией Depuy в эпохальном эндопротезе Low Contact Stress (LCS), который имел цельную ротационную платформу.

В историческом аспекте практически недавно родилась еще одна концепция ультра конгруэнтных эндопротезов (Deep Dish - LCS Depuy, InnexUC/UCOR, Natural Knee Zimmer, Triatlon Stryker). Увеличенный передний выступ полиэтиленового вкладыша дает стабильность при гиперзкстензии, при начальном сгибании у этих эндопротезов исключено парадоксальное переднее соскальзывание бедра‚ которое имело место у некоторых эндопроотезов с сохранением задней крестообразной связки.

Принципиальный аспект различных вариантов стабилизации эндопротезов -- это конформность, то есть степень связанности и влияние ее на выживаемость компонентов [3]. У эндопротезов с сохранением задней крестообразной связки (CR) конформность меньше, чем у эндопротезов с ее замещением (PS). Низкая конформность дает большую подвижность между компонентами импланта, меньший биомеханический стресс на границе имплант-кость и меньшее расшатывание компонентов, в частности большеберцового компонента, увеличение износа полиэтилена ввиду повышения на единицу площади полиэтилена. При высокой конформости, которая свойственна эндопротезам с замещением задней крестообразной связки (РС) износ полиэтилена меньше, однако биомеханический стресс и расшатывание компонентов больше.

Argenson и соавторы в своих работах показали. Что эндопротезы с замещением задней крестообразной связки (PS) более точно воспроизводит нормальную кинематику по сравнению о CR [5,6], а также за счет выступа вкладыша отсутствует парадоксальное переднего соскальзывание, которое имеет место у некоторых СR [5, 6].yoshiya и соавторы флюороскопически доказали большую амплитуду сгибания при осевой нагрузке. Parratte и соавторы [21], Montgomery и соавторы [18], Pagnano и соавторы [20] указывают на то, что при зндопротезировании коленного сустава эндопротезом PS отсутствует риск нестабильности, вывиха в случае разрыва задней крестообразной связки в послеоперационном периоде.

yoshiya и соавторы [20] отмечают, что ввиду большей конформности у заднестабилизированного эндопротеза меньше износ полиэтилена, чем у CR. Такого же мнения придерживается Dennis и соавторы [11]. Однако Insall, Раггаttе, Pagnano [19], Brassard, Sharkey и соавторы [25] указывает на износ стабилизирующего киля вкладыша.

Недостатки заднестабилизированных эндопротезов: вывих компонентов (последние модели имеют увеличенную «jump distance»); встречаются переломы мыщелков бедренной кости при установке бедренного компонента; синдром «щелчка» надколенника. Большая конформность и стабилизирующий киль вкладыша дают большой стресс на границе имплант-кость.

При имплантации эндопротеза CR сохраненная задняя крестообразная связка обеспечивает физиологическое соскальзывание бедра кзади и в случае «идеального» большеберцового компонента дает большую амплитуду движений. Однако эндопротез с сохранением задней крестообразной связки более требователен к позиционированию большеберцового компонента [1]. При некорректной установке тибиального компонента повышается износ полиэтилена и повышается риск расшатывания из-за избыточного натяжения задней крестообразной связки и перегрузки задних отделов. Еще одним недостатком эндопротеза CR является риск отдаленного разрыва задней крестообразной связки. A.A.Bolanos и соавторы [7], С.Н. Huang и соавторы [14] в своих работах указывают на то, что задняя крестообразная связка работает как рычаг, увеличивая силу четырехглавой мышцы на 20-30%‚ однако не доказав это клинически. Помимо этого задняя крестообразная связка обеспечивает проприоцептивную функцию. При сохранении задней крестообразной связки снижается стресс на границе импланта и кости, так как она стабилизирует сустав, особенно при сгибании на 80-110 градусов. С точки зрения теории конформности у эндопротезов CR полиэтилен изнашивается сильнее.

В настоящее время вопрос выбора того или иного протеза в зависимости от степени связанности компонентов лежит на плечах оперирующего хирурга, а в некоторых случаях основывается на традициях сформировавшихся хирургических школ. Самым важным аспектом является длительность выживаемости компонентов эндопротеза. Отметим, что корректных клинических исследований` изучающих deep-dish и DCR пока нет.

Первый мета-анализ‚ сравнивающий эндопротезы с сохранением и замещением задней крестообразной связки вышел в октябре 2013 года, в котором включено 17 исследований. По результатам мета-анализа в целом было обнаружено небольшое преимущество у заднестабилизированного эндопротеза. Но авторы не смогли выполнить сравнение по выживаемости эндопротезов. По результатам сравнения объема движений у эндопротезов с сохранением и замещением задней крестообразной связки чуть больший объем движения и меньший дефицит разгибания в коленном суставе обнаружен у эндопротезов CR [28] (Таблица 1).

Боль авторы оценивали по шкалам ВАШ, KSS и WOMAC. В целом результаты боли оказались одинаковыми с небольшими преимуществами CR по шкалам ВАШ и WOMAC.

Выживаемость изучается крупными когортными исследованиями и регистрами. Нам удалось обнаружить только четыре исследования. Самая свежая работа 2011 года принадлежит Abdel и соавторам [4], которые изучили более 8117 случаев эндопротезирования коленного сустава (5389 CR и 2727 PS) в клинике Мауо в США. В конце 80 -- х годов преимущественно имплантировались заднестабилизированные эндопротезы, затем отмечался постепенный рост CR и уменьшение PS. Так в 1995 году количество операций с использованием CR и PS было одинаковым, а в последующем и по настоящее время отмечается неуклонный рост эндопротезирования коленного сустава с использование эндопротеза с сохранением задней крестообразной связки относительно PS. Другие авторы продолжили рассматривать вопрос выживаемости эндопротезов CR и PS. J.A. Rand и соавторы [24] проанализировали 11606 случаев эндопротезирования коленного сустава на протяжении 10 лет, по их данным выживаемость CR составила 91%. а PS -- 76% (р<0.001). RS. Laskin с соавторами [17] и F.F. Buechel с соавторами доложили о 100 и 373 случаях эндопротезирования коленного сустава соответственно, в течении 10 лет выживаемость у CR и PS была около 97%, однако достоверность этого анализа невысока ввиду небольшого количества пациентов. Среди всех регистров по вопросу выживаемости у CR и PS дает австралийский регистр. В 2013 отчет 350 тысяч операций [10] показал, что кумулятивный риск ревизий через 12 лет после операции оказался выше, чем у PS(7,6) по сравнению с 6,2 процентами у CR. Анализы 2012 и 2008 года по австралийскому регистру так же показывали преимущество CR над PS по выживаемости.

Среди причин ревизионных операций А.Р. Abdel и соавторы [4] выделяли асептическое расшатывание, износ, остеолиз, которые занимали лидирующие причины и которые можно рассматривать, как соответствующие теории конформности определяющей различия PS и CR. В результате оказалось. что частота ревизий у CR меньше на всех сроках наблюдения, и выживаемость через 15 лет у заднестабилизированных эндопротезов оказалась меньше на 13 процентов, чем у протезов с сохранением задней крестообразной связки (р>0,001) [4]. Выживаемость эндопротезов с сохранением задней крестообразной связки: 1 год - 99,7%, 5 лет - 98,3%, 10 лет - 95,7%, 15 лет - 89,8%, 20 лет 83,2 %. Выживаемость эндопротезов PS: 1 год - 99,4%, 5 лет - 96,8%, 10 лет - 92,5%, 15 лет - 76,5% (р<0,001).

Технологические достижения в области эндопротезирования коленного сустава продолжают расти. Научноисследовательские институты сосредоточены на разработке эффективных эндопротезов, позволяющих максимально приблизить движение в коленном суставе к физиологическому. Особое значение уделяется морфологическим аспектам эндопротезирования, качеству материалов и улучшенной биосовместимости. Изучаются вопросы биомеханики коленного сустава в норме и с использованием различных моделей эндопротезов.

Заключение

С точки зрения доказательной медицины результаты PS и CR одинаковы. Мелкие регистры не показывают разницы в выживаемости PS и CR. Крупные регистры показывают преимущество CR по выживаемости. Однако, вопрос выбора того или иного типа эндопротеза зачастую находится в компетенции оперирующего ортопеда, сложившихся традиций хирургического отделения или определяется имеющимися в наличии эндопротезами при оказании высокотехнологичной медицинской помощи. Нерешенным является вопрос долгосрочной выживаемости ультраконгруэнтных эндопротезов, который требует дальнейшего анализа.

Список литературы

1. Кавалерский Г.М., Грицюк А.А., Лычагин А.В., Сметанин С.М., Жидиляев А.В. Эндопротезирование коленного сустава при ревматоидном артрите/ Научно-практический журнал, Кафедра траматологии и ортопедии. Москва, 2013. С. 8-12.

2.Корж А.А. Значение эндопротезирования в развитии ортопедической артрологии / А.А. Корж, В.А. Танькут, В.А. Филиппенко // VI съезд травматологов и ортопедов России. Н. Новгород, 1997. С. 567-572.

3.Середа А.П., Лычагин А.В., Сметанин С.М., Грицюк А.А. Обработка надколенника при тотальном эндопротезировании коленного сустава/ Научно-практический журнал, Кафедра траматологии и ортопедии. Москва, 2014. С. 31-32.

4.Abdel MP. Morrey.\IE. Jensen MR. h-`lon'ey BF. Increased lont--I'lerm Suwwal or posterior cruciate-retaining versus posterior cruciate-stabilizing total knee replacements. J Bone Joint Surg Am. 201 1 Nov 16;93(22):2072-8.

5.Argenson.Jn, Kornistck RD. Mahlouz M. et al. (3004) A high exion total knee arthroplasty design replicates healthy knee motion. Clin Orthop Relat Res. 174--179.?

6.Argenson.ln. Parratte S. Ashour A. et al. (2008) Patient reported outcome correlates with knee function a er a single-design mobile--bearing TKA. Clin Orthop Relat Res 406:2669--2676.

7.Bolanos AA, Colizza WA, McCann PD et al. (1998) A comparison of isokinetic strength testingand gait analysis in patients with posterior cruciate-retainingand substituting knee arthroplasties. J Arthroplasty 13:906-15.

8.Buechel F F, Pappas MJ (1989) New Jersey low contact stress knee replacement system. Ten-year evaluation of meniscal bearings. Orthop Clin North Am 20(2):147--l 77.?

9.CDC National Hospital Discharge Survey: 2012 table, inpatient surgery. Procedures by selected patient characteristics Number by procedure category and age

10. Cr. home. P. Devane. R. Adams. J. Stanley Does Cruciatf Sacri ce Increase Revision Rates Total Knee Arthroplasty? J Bone Joint Surg Br 2011 vol. 93-8110. SUPP III 374.

11. DennisDA.KomistekRD(2005)Kinematicsofmobile-bearing total knee // Instr Course Lect 54207--220.

12. Freeman MA. Todd RC, Bamert P, Day Wh (1978) ICLH arthroplasty of the kneei 19684 977. J Bone Joint Surg, Br 60-- B(3):339--344.

13. Gunston Fh(1971) Polycentric knee arthroplasty. Prosthetic simulation of normal knee movement. J Bone Joint Surg Br 53(2):272--277.

14. huang Ch, Lee YM, Liau JJ 35. et a1. (1998) Comparison of muscle strengthof posterior cruciate-retained versus cruciate-- sacrificed total knee arthroplasty. J Arthroplasty 13:779-83.

15. Kearon С. Natural History of Venous romboembolism I I Natural History ofVTE-2003. P. 1-30.

16. Kunz S. Prevalence of primary and revision total hip and knee arthroplasty in the United States from 1990 through 2002. JBJS Am 2005; 87(7): 1487-97.

17. Laskin RS. e Genesis total knee prosthesis: a 10--year followup study. Clin Orthop Relat Res. 2001;388:95-102.

18. Montgomery RL. Goodman SB, Csongradi J (1993) Late rupture of the posterior cruciate ligament a er total knee replacement. Iowa OrthopJ 131167-170.

19. Pagnano MW, hanssen AD, Lewallen DG, Stuart MJ (1998) Flexion instabilitya er primaryposterior cruciate retaining total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res 39--46.

20. Pagnano MW. Cushner FD. Scott Wn (1998) Role of the posterior cruciate ligament in total total knee arthroplasty. J Am Acad Orthop Surg 6: 1 76--187.

21. Parratte S. Pagnano MW (2008) Instability a er total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am 90:184--194.

22. Ranawat C.S. History of total knee replacement. J South Orthop Assoc. 2002. Winter;11(4):218-26.

23. Ranawat CS, Scuclo TP (1985) History of the development of total knee prosthesis at the Hospital for Special Surgery. In: Ranawat CS (ed.) Total condylar knee arthroplasty. SpringerVerlang, New york.

24. Rand.JA. Trousdale RT. Ilstrup DM. harmsen WS. Factors a ecting the durability of primary total knee prostheses. J Bone Joint Surg Am. 2003;85:250-65.

25. SharkeyPF,hozackWJ,BoothREJr,29.etal.(1992)Posterior dislocation of total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res 128--133.

26. e American Joint Replacement Registry 2013 Information Packet.

27. Verneuil A. De la creation dune fausse articulation par section ou resection partielle de los maxilairde inferior, comme moyen de remedier al ankylose vrai ou fausse de la machoire ingerieure. Arch. Gen. Med. 1860;15(5):174.

28. Verra WC. van den Boom LG..Iacobs W. Clement Retention versus sacrifice of the posterior cruciate ligament in total knee arthroplasty for treating osteoarthritis. Cochrane Database Syst Rev. 2013 Oct 11:10:CD004803doi10.1002/14651858. CD004803.pub3.

Размещено на Allbest.ru