Контакт бесцементного бедренного компонента с костью

Одним из наиболее важных факторов, определяющих микроподвижность ножки протеза в кости, является зона их контакта и плотность первичной посадки имплантата. Правильно установленный протез должен иметь, по меньшей мере, по одной точке контакта с медиальной и латеральной стенками диафиза (в передне-задней проекции), передней и задней кортикальными пластинками в боковой проекции. О качестве этого контакта можно судить по общей площади соприкосновения имплантата и эндоста. В метафизарной части протез плотно фиксирован губчатой костью и практически не контактирует с кортикальной стенкой. При поперечных распилах имеются ограниченные участки контакта имплантата с кортикальной стенкой, но, как правило, между протезом и диафизом имеется прослойка из губчатой костной ткани различной толщины. Во многих случаях между имплантатом и костью существует диастаз (щель), причиной которой являются технические погрешности при подготовке ложа протеза рашпилями и введении самого протеза. Наличие щели является предрасполагающим фактором к появлению ранней нестабильности протеза. Исследования, проведенные при аутопсии 34 ножек Zweymüller, в сроки от 10 дней до 15 лет после их имплантации, выявили следующие закономерности. Средний индекс контакта кости с ножкой эндопротеза равнялся 10% в ранние сроки после операции. Максимальный контакт наблюдался через 5 лет после имплантации и сохранялся в последующие годы. Индекс контакта не зависел от возраста больного [Böhm G., 2001].  

Таким образом, в правильности посадки ножки протеза функциональное значение имеют два показателя: контакт с кортикальной костью, особенно медиальной стенкой проксимального отдела бедра и площадь соприкосновения имплантата с губчатой костной тканью.

Экспериментальные исследования, проведенные в лабораторных условиях, показали, что примерно 70% поверхности современного протеза отстоит от костной стенки на расстояние более 1 мм. В имплантатах дистальной фиксации прямой контакт с медиальной и латеральной стенками диафизарной части составляет от 10 до 30 мм. Степень контакта между дистальной частью ножки и стенками бедренной кости очень вариабильна, что связано с элипсовидной формой канала бедренной кости на уровне перешейка. Измерения показали, что, в среднем, в сагиттальной плоскости ширина костно-мозгового канала бедра на 4 мм шире в сравнении с фронтальной плоскостью. При дистальном способе фиксации ножки варианты контакта протеза в проксимальной части менее предсказуемы, т.к. размер протеза определяется дистальной его частью. В обязательном порядке имплантат контактирует с медиальной частью проксимального отдела бедренной кости в проекции малого вертела.

Протезы проксимальной фиксации (метаэпифизарной), например, Fiber Metal Taper, заклинивающая модель Enhanced Taper фирмы Zimmer, имеют схожую картину зоны контакта протеза с костью. В норме имеются три ключевые участка плотного соприкосновения: проксимально - вдоль медиальной части ножки по передней и задней ее поверхности, в средней части ножки имеется тесный контакт латеральной ее части на уровне перехода метафиза в диафиз и, наконец, в дистальном отделе - в области верхушки протеза с внутренней ее части (рис. 4.27, 4.28). В связи с тем, что протезы имеют конусовидную форму, имплантаты проксимальной фиксации имеют большую площадь контакта с губчатой костью в сравнении с протезами дистальной фиксации.

Кроме того, на площадь контакта протеза с губчатой костной тканью оказывают влияние следующие факторы: дизайн ножки протеза и его соответствие форме костномозгового канала, соотношение между протезом и ложем, формируемым для него инструментами в бедренной кости. Для стабильной фиксации необходимо, чтобы имплантируемый протез соответствовал внутреннему размеру бедренной кости в проксимальной или дистальной части. Для создания "press-fit" эффекта, как правило, размер имплантата на 1-2 мм больше размера бедренного рашпиля. Если размер дистального отдела ножки не соответствует диаметру костномозгового канала бедренной кости и отсутствует плотный контакт с кортикальными стенками, то в этом случае фиксация протеза обеспечивается лишь за счет губчатой костной ткани, которая не может выдержать нагрузку тела во время ходьбы, что приводит к появлению избыточной подвижности на границе кость-протез. Подобные неудачи на ранних этапах разработки метода привели исследователей к выводу, что протезы проксимальной фиксации должны иметь большой размер и полностью соответствовать внутреннему контуру проксимального отдела бедра. Однако биомеханические исследования показали, что это положение не совсем верно, т.к. стабильность протеза зависит от его контакта с прочными структурами на протяжении кости таким образом, чтобы противостоять полиаксиальным нагрузкам, передаваемым через головку протеза.

Рис. 4.27.Схематическое распределение контакта симметричной ножки эндопротеза с костной тканью. (Взято из книги Biomechanics in Orthopaedics. Tokyo, Japan, Springer-Verlag, 1992).

Рис. 4.28. Типичные точки контакта ножки эндопротеза (VerSys, Zimmer) с бедренной костью (указаны стрелками).

 

Воротничок

Большинство бесцементных имплантатов, хорошо заполняющих метафизарную проксимальную часть, не имеют воротничка, поскольку он может лимитировать глубину установки. Помимо этого, наличие воротничка у клиновидной ножки может ограничить способность компонента к раннему оседанию в устойчивую позицию в канале кости. Однако, существует мнение, что воротничок может увеличивать стабильность бесцементной ножки [Fischer KJ, Carter DR, Maloney WJ 1992], а при наличии длинного стебля способствует нормализации передачи нагрузки на проксимальную часть бедра (с 15% от нормальной нагрузки без воротничка до 50% с воротничком) [Holmberg PD, Bechtold J, Sun B, et al 1986]. Многие производители эндопротезов, стараясь не ограничивать выбор хирурга, выпускают одни и те же модели и с воротничоком, и без него. При проведении фундаментальных исследований не было получено убедительных данных ни о лучшем ремоделировании кости в проксимальном отделе в присутствии воротничка, ни о предотвращении оседания ножки. Тем не менее при использовании компонентов дистальной фиксации, не полностью заполняющих метафиз, воротничок может предотвратить раннее оседание ножки.

 

Головка и Шейка

Важным требованием ко всем моделям ножек эндопротезов является обеспечение, наряду с прочной фиксацией, максимально полной амплитуды движений при условии полной стабильности тазобедренного сустава. Оптимальное натяжение отводящих мышц бедра достигается за счет использования модульных головок с переменным размером шейки, это позволяет хирургу обеспечить стабильность сустава без изменения длины конечности. У бесцементных бедренных компонентов модульные головки и шейки часто изготавливаются из разных материалов, поскольку большинство ножек сделаны из титана, а металлические головки в основном выполнены из кобальт-хрома. Неоднократно демонстрировалось, что между этими двумя различными металлическими поверхностями возникает потенциал для гальванической коррозии. Если головка и шейка были выполнены из одинакового материала коррозия в модульном соединении отмечалась лишь в 9% ревизованных компонентов в то время, как при изготовлении этих элементов из разных металлов порождало коррозию в 34% случаев. [Walker PS, Robertson DD 1988].

 

Обработка Поверхности

Как уже отмечалось выше, существует две принципиальных философии дизайна для бесцементных компонентов – макроблокировка, достигаемая полным соответствием формы имплантата геометрии проксимального отдела бедра и микроблокировка за счет остеоинтеграции с текстурированной поверхностью. Теоретически, гладкая поверхность бедренного компонента в меньшей степени экранирует проксимальную часть бедра от напряжения [Huiskes R, Weinans H, Dalstra M 1989], однако это не было подтверждено ни экспериментально, ни клинически. Это хорошо понимается сегодня, когда клинически доказано, что только форма имплантата не в состоянии обеспечить долгосрочной стабильности, а необходима надежная биологическая фиксация бедренного компонента [Duparc J, Massin P 1992].

Оптимальная для прорастания кости структура пористого напыления предполагает наличие пор диаметром 150 - 400 мкм [Kang JD, McKernan DJ, Kruger M, et al 1991; Pilliar RM, Cameron HU, Macnab I 1994]. Существует несколько типов покрытий ножек протезов. Наибольшее распространение получили шарики, покрывающие ножку толщиной 1-1,5 мм, изготовленные из того же металла что и сам протез. Другие варианты - металлическая проволока, переплетающаяся между собой и прочно фиксированная к ножке протеза, металлические гранулы, создающие подобие "коралловых рифов", а также плазменное напыление титана. При выборе бедренного компонента можно оценить как распределено пористое покрытие: по всей окружности ножки или частично, покрывает всю длину или только проксимальную часть, возможна ли стимуляция остеоинтеграции за счет покрытия из гидроксиаппатита, трикальция фосфата или факторов роста [Goetz DD, Smith EJ, Harris WH 1994; Klassen J, Cabanela MEC 1995].

 

Степень покрытия ножки пористым напылением

Для первичного тотального эндопротезирования тазобедренного сустава, большинство хирургов предпочитает бедренные компоненты, имеющие покрытие только в проксимальной части, поскольку предполагается, что это обеспечивает более благоприятный механизм передачи напряжения, и более благоприятную среду для ремоделирования кости. Однако, неоднозначные клинические результаты и беспокойство по поводу адекватности начальной фиксации заставляют некоторых хирургов оказывать предпочтение полнопокрытым ножкам, не смотря на очевидную тенденцию к развитию stress-shielding’а при их использовании.

 

Покрытие гидроксиапатитом

Теоретические предпосылки врастания кости в пористое покрытие не всегда осуществляются на практике. К сожалению, в реальной ситуации очень сложно добиться абсолютно точного контакта поверхности имплантата с бедренной костью при ручной подготовке ложа протеза. Даже в тех ситуациях, когда пористая поверхность имплантата находится в соприкосновении с костной тканью, гарантии, что остеобласты врастут в поры, а если врастут, то на всю глубину, нет. В ряде случаев происходит простое блокирование пор без врастания костной ткани. Высокую клиническую оценку заслужило добавление гидрооксиапатита (ГА) к покрытию протеза, который существенно улучшает результаты артропластики. При рассмотрении механизма остеоинтеграции надо иметь в виду два возможных способа. Прежде всего, костная ткань может образовать очень прочную связь с ГА, который в данном случае выступает в качестве адгезивного вещества. Однако, надо иметь ввиду, что адгезия может существовать длительно только при возможности противостоять циклическим нагрузкам [Bauer TW, Taylor SK, Jiang M, Medendorp SV 1994; Fischer KJ, Carter DR, Maloney WJ 1992]. Циклические и стрессовые напряжения снимаются коллагеном, который находится в костной ткани и отсутствует в ГА, поэтому более вероятно, что этот механизм фиксации остеобластов не обеспечивает длительной стабильности. При отслойке или откалывании покрытия от ножки его фрагменты могут мигрировать к узлу трения, вызывая избыточный износ (трение с третьим телом) и увеличивая количество продуктов износа полиэтилена [Bauer TW, Taylor SK, Jiang M, Medendorp SV 1994; Bloebaum RD, Beeks D, Dorr LD, et al 1994; Howie DW, Haynes DR, Rogers SD, et al 1993].

Современные технологии позволяют обеспечить тонкое равномерное покрытие из гидроксиапатита с надежной фиксацией его на металлической подложке. В результате современные бедренные компоненты с гидроксиапатитным напылением обеспечивают хорошую остеоинтеграцию, покрытие практически не подвержено отслойке [Bauer TW, Taylor SK, Jiang M, Medendorp SV 1994; Geesink RGT 1993]. Долговечность гидроксиапатита на подложке оценивалась в экспериментах на животных в течение 10 лет [Goetz DD, Smith EJ, Harris WH 1994]. Не смотря на то, что в экспериментальных моделях эти покрытия обеспечивают, более быструю остеоинтеграцию, чем пористые поверхности, прорастание кости в оба типа поверхностей фактически идентичен в срок 12 недель [Cook SD, Enis J, Armstrong D, Lisecki E 1992; Jasty M, Rubash HE, Paiement GD, et al 1992]. Furlong RJ, Osborn JF на основании тысячи имплантрованных эндопротезов сделали заключение, что единственный биоматериал, способный к образованию контакта с костью без промежуточной фиброзной мембраны - керамический гидроксиапатит [Furlong RJ, Osborn JF 1991].

Некоторые авторы считают, что использование покрытия гидроксиапатита уменьшает оседание бесцементных бедренных компонентов в сравнении с пористыми покрытиями [Hamadouche M, Witvoet J, Porcher R, et al 2001].

 

ПОКАЗАНИЯ

В основном бесцементные бедренные компоненты применяются у молодых активных пациентов с хорошим качеством кости. В Российском НИИТО им. Р.Р.Вредена в большинстве случаев ограничением является возраст пациентов 70 – 75 лет. С осторожностью бесцементные устройства применяются у пациентов с ревматоидным артритом и на фоне длительной терапии стероидами. Редко бесцементные компоненты используются у пациентов пожилого и старческого возраста с переломами шейки бедренной кости.

 

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ

Не целесообразно использовать бесцементные имплантаты у пациентов с метаболическими заболеваниями костной ткани, при плохом качестве кости проксимального отдела бедра, выраженным остеопорозе или непродолжительным предполагаемым периодом жизни. Обычно не рекомендуется использовать бесцементную фиксацию у пациентов 70-75 лет, если они не ведут активный образ жизни.

У больных старше 75 лет независимо от их уровня активности чаще всего применяется цементная техника фиксации имплантаов.

 

МЕТОДИКА

Предоперационное Планирование

В первую очередь подбирается оптимальная конструкция эндопротеза, т.е. ножка должна наилучшим образом соотвествовать и заполнять метафизарную часть и диафиз бедренной кости. Многочисленные исследования показали высокую вариабельность строения проксимального отдела бедренной кости, поэтому оценка рентгенограмм должна в обязательном порядке производиться в прямой и боковой проекциях. Морфологические отличия могут быть описаны различными способами, однако для унификации индивидуальных различий были разработаны индексы, описывающие типичные формы проксимального отдела бедра. Индекс расширения канала бедренной кости (индекса Dorr’a) позволяет в целом оценить форму канала во фронтальной плоскости (глава 3 рис. 3.3, 3.4). На основании этого показателя выделяют три формы строения костномозговой полости. Если индекс менее 3,0, то говорят о цилиндрической форме строения канала (типа «дымовой трубы»), этот вариант строения встречается примерно в 10% случаев. Другая крайность - индекс расширения более 4,7; такая воронкообразная (типа «бутылки шампанского») разновидность анатомического строения также наблюдается примерно у 10% больных. Между этими крайними вариантами находится нормальное распределение частоты расширения канала бедренной кости; именно при значениях индекса в диапазоне от 3,0 до 4,7 показана имплантация ножки бесцементной фиксации.

Более точные анатомические исследования, основанные на компьютерно-томографическом описании костномозгового канала бедренной кос­ти позволили выделить 9 основных вариантов строения бедра. Эти фор­мы пропорционально не связаны между собой и не имеют одинаковую фиксированную медиальную кривизну, совпадающую с кривизной большинства ножек бесцементной фиксации. Кроме того, форма костномоз­го­вого канала значительно меняется с изменением общих размеров проксимального отдела бедренной кости и имеет высокую корреляцию с углом инклинации шейки бедренной кости. Эти исследования еще раз подчеркивают сложность выбора имплантата для обеспечения первичной бесцементной фиксации протеза.

Другим важным вопросом, вытекающим из анатомического строения бедренной кости и ограничивающим размер имплантата является возможное заклинивание ножки в костном канале. Кривизна бедренной кости в сагиттальной плоскости значительно варьирует в зависимости от пола, национальности и роста пациента. При введении прямой ножки избыточной длины (относительно расположения вершины кривизны бедра) кончик протеза может упереться в переднюю кортикальную стенку бедренной кости, это будет препятствовать правильной посадке протеза в проксимальном отделе, а при продолжающемся усилии может привести к перелому бедра.

 

Подготовка Канала

Важным фактором, определяющим плотность посадки ножки протеза, является воздействие инструментов, формирующих костное ложе для имплантата. Теоретически, образуемая в губчатой костной ткани полость должна точно соответствовать размерам рашпилей, однако на деле возвратно-поступательные движения инструментов приводят к созданию канала большего размера. Это увеличение размера связано с тем, что рашпили удаляют большее количество костной ткани за счет застревания ее между острыми металлическими зубцами или неровностями. Если после этого имплантируется протез такого же размера, как и последний рашпиль, то неминуемо между имплантатом и костным ложем будет существовать щель, которая препятствует прорастанию костных трабекул в неровности покрытия протеза. Образующаяся щель может явиться местом для транспортировки полимерных продуктов стирания полиэтилена, которые в дальнейшем приводят к образованию воспалительных гранулем и остеолизу.

Существует несколько технических приемов, направленных на то, чтобы формируемая в процессе обработки костномозгового канала рашпилями полость максимально соответствовала размерам протеза. Рашпиль необходимо вводить в кость медленно после предварительного формирования канала сверлами соответствующего диаметра. Особенно необходимо быть внимательным при выбивании из кости рашпиля последнего размера, чтобы при этом направление его обратного движения строго соответствовало первоначальному. Нередко из-за самопроизвольного вращения рашпиля размер формируемого ложа увеличивается. Кроме этого, как правило, размер самого протеза в проксимальной части больше размера рашпиля на 1-1,5 мм. Этим достигается компрессия губчатой костной ткани в процессе имплантации ножки с заполнением пористого покрытия самого имплантата и неровностей, оставленных рашпилем в кости.

[Jasty M, Henshaw RM, O'Connor DO, Harris WH 1993]. В отличие от подготовки канала для цементирования обильное промывание и очистка канала для бесцементной фиксации могут иметь отрицательное значение. Предполагается, что кровь и небольшие фрагменты кости способствуют остеоинтеграции и не должны удаляться. Тем не менее, наверное целесообразно осуществить умеренное щадящее промывание канала для удаления крупных частиц губчатой кости

 

Пробное вправление осуществляется на последнем рашпиле с использованием модульной головки и шейки. Стабильность сустава оценивается при полном разгибании и наружной ротации (необходимо убедиться, что нет избыточной антеверсии ножки и не возникает импинджмента между шейкой и задним краем вертлужной впадины) и при последующем сгибании до 90 градусов и внутренней ротации.

Одним из наиболее важных факторов, определяющих стабильность имплантированного протеза, является восстановление нормальных анатомических взаимоотношений между бедренной костью и тазом. На рисунках 79 и 80 представлена схема измерения “offset’a” и распределение сил, воздействующих на тазобедренный сустав. Тонус отводящих мышц оказывает большое влияние на механическую стабильность эндопротеза и амплитуду движений сустава. Длина этих мышц и компрессирующие усилия, возникающие между суставными поверхностями, определяются высотой и латерализацией большого вертела по отношению к подвздошной кости. Если после эндопротезирования сустав смещается медиально, то эффективность работы отводящих мышц уменьшается (за счет уменьшения расстояния между точками прикрепления мышц) и для поддержания равновесия таза потребуются большие мышечные усилия (рис. 4.29). Это усиление мышечной силы в свою очередь увеличит взаимодавление суставных поверхностей и нагрузку на ацетабулярный компонент эндопротеза. Кроме того, укорочение "offset'a" (расстояние между продольной осью бедренной кости и центром ротации сустава) приводит к уменьшению амплитуды движений в суставе и создает предпосылки для вывиха (за счет контакта большого вертела с краем вертлужной впадины). В этой ситуации стабильность сустава может быть достигнута либо за счет удлинения конечности, либо путем изменения положения большого вертела. Поскольку удлинение конечности вызывает негативную реакцию пациентов, а остеотомия большого вертела производится лишь ограниченным кругом хирургов, в дизайне самого протеза должна быть заложена возможность восстановления длины шейки бедра для правильной ориентации головки без удлинения ноги.

 

Рис. 4.29. Схематическое изображение баланса сил, воздействующих на тазобедренный сустав.

 

Рис. 4.30. Изменение величины сил, действующих на тазобедренный сустав при изменении “offseta”

 

Анатомические исследования показали, что "offset" изменяется, в среднем, в пределах 28 мм (от 29 до 57 мм), и эта величина определяется комбинацией двух основных факторов: инклинацией шейки бедренной кости (при варусной установке шейки бедра "offset" увеличивается) и размерами бедра. Диапазон "offset" протеза может быть уменьшен до 20 мм, если с увеличением размера ножки будет увеличиваться и длина его шейки. Сходная проблема существует при оценке положения протеза в сагиттальной плоскости. Антеверсия шейки бедренной кости варьирует в пределах 35°, в то же время нужно иметь в виду, что стабильность ножки протеза бесцементной фиксации достигается именно в позиции истинной антеверсии с возможным отклонением в незначительных пределах (около 5°). И если истинное положение шейки бедренной кости по отношению к диафизу будет составлять более 25° антеверсии или, наоборот, 5-10° ретроверсии, то такой сустав является потенциально нестабильным. Существует несколько вариантов увеличения стабильности эндопротеза: создание правой и левой ножки с заданным собственным углом антеверсии шейки, уменьшение диаметра шейки протеза для профилактики импинджмент-синдрома, разработка индивидуальных моделей ножек. Тем не менее, надо иметь в виду, что при использовании стандартных конструкций не всегда можно добиться правильного восстановления центра ротации сустава, поэтому в своем арсенале хирурги должны иметь так называемые «офсетные» ножки, обеспечивающие восстановление тонуса мышц.

 

ОСЛОЖНЕНИЯ

Переломы бедренной кости во время операции

По сообщениям разных авторов перелом во время имплантации бесцементной ножки происходит в 5 – 20% первичных эндопротезирований. В экспериментах на животных показано, что превышение размера ножки на 1 мм вызывает перелом диафиза, что непосредственно коррелирует с ослаблением фиксации [Home G 1992]. В случае возникновения перелома в проксимальной части бедра накладывается проволочный серкляж, который, если нет смещения отломков, обычно обеспечивает достаточную стабильность [Alikahn MA, O'Driscoll M 1977; Taylor MM, Myers MH, Harve JP 1978]. Если перелом без смещения, а бедренный компонент стабилен, в послеоперационном периоде можно не ограничивать нагрузку на оперированную конечность сверх обычного. При переломе в дистальной части бедренной кости, в виде раскола, вдоль ножки эндопротеза может остаться не замеченным. Переломы без смещения не всегда удается диагносцировать при рентгенографии в двух проекциях. Такие переломы, как правило, не имеют отрицательных последствий на стабильность бедренного компонента.

Перелом бедра при имплантации цементного бедерного компонента довольно редкое явление. При использовании бесцементных имплантатов вероятность перелома значительно выше, поскольку успех фиксации зависит от плотности посадки ножки в канал бедренной кости. По данным B.Morrey с соавторами на 2078 первичных бесцементных эндопротезов частота переломов составила 3,9%, в то время как, при установке 17 579 цементных ножек переломы зафиксированы лишь в 0,1% случаев [Morrey BF. 2003].

Вообще сообщения о переломах в процессе установки бесцементных ножек очень многочисленны. Fitzgerald с соавторами проанализировали 40 случаев интраоперационных переломов [Fitzgerald RH Jr, Brindley GW, Kavanagh BF 1988]. У 37 пациентов перелом был зафиксирован проволочным серкляжом. У трех пациентов развилась ранняя нестабильность, связанная, по мнению авторов, с переломом. Martel с соавторами сообщили о 10 проксимальных переломах бедра при использовании 121 бесцементного эндопротеза Harris-Galante [Martel JM, Pierson RH III, Jacobs JJ, et al 1993]. Несмотря на серкляжную фиксацию в 2-х из 10-ти случаев развилась нестабильность бедренного компонента.

Когда перелом происходит во время вбивания клиновидной ножки – это, обычно, маленькая трещина в проксимальном отделе бедра и вполне достаточно ограничиться фиксацией проволочным серкляжом. Своевременное распознавание и фиксация серкляжом позволяют избежать дальнейшего распространения перелома. В большинстве случаев возможно использование запланированного эндопротеза преимущественно проксимальной фиксации. Если при наличии серкляжа не удается добиться стабильной фиксации ножки необходимо использовать эндопротез преимущественно дистальной фиксации, либо прибегнуть к цементной технике фиксации бедренного компонента. Переломы, вызываемые эндопротезами преимущественно дистальной фиксации чаще бывают продольными, «разрывающими» диафиз бедренной кости. Schwartz с соавторами сообщили о 3% частоте возникновения перелома при установке компонента AML [Schwartz JT Jr, Mayer JG, Engh CA 1989]. В случае возникновения перелома в дистальном отделе бедренной кости со смещением необходимо осуществить полноценную внутреннюю фиксацию.

 

Остеолиз

Бесцементная ножка эндопротеза оказывает нефизиологическое воздействие на проксимальный отдел бедренной кости, результат которого зависит от величины и продолжительности давления имплантата на кость. Основным эффектом избыточного воздействия является развитие остеолиза на месте контакта металла и костной ткани. Денситометрические исследования, проведенные в различные сроки после имплантации эндопротеза, выявили, что в течение первого года масса костной ткани, окружающая ножку, уменьшается на 10-45%. В последующем потеря костной ткани останавливается, а в некоторых случаях происходит даже увеличение плотности костной ткани вокруг имплантата. Однако наряду с этим нельзя забывать, что немаловажное значение в распределении нагрузок на бедренную кость имеет дизайн протеза и способ его фиксации (Kröger H, 1998). Остеолиз вокруг бедренного компонента может развиться и при цементной, и при бесцементной фиксации. Следует отметить, что в настоящее время появление признаков остеолиза чаще всего связывают с "накачиванием" продуктов стирания полиэтилена (дебриса) в пространство между протезом и костью, появлением воспалительной реакции, гранулем, а в дальнейшем - рассасыванием костной ткани [Maloney WJ, Jasty M, Harris WH, et al 1990; Santavirta S, Hoikka V, Eskola A, Konttinen YT 1990]. Если остеолиз происходит вокруг хорошо фиксированной ножки, имеющей пористое покрытие по всей окружности, обычно частицы дебриса не могут проникнуть в дистальном направлении, поэтому в процесс разрушения кости вовлекается, главным образом проксимальный отдел бедра. В проксимальном отделе серьезная потеря костной массы может наблюдаться в области дуги Адамса, по передней или задней поверхности бедренного компонента и в области большого вертела. При проксимальном остеолизе может произойти перелом большого вертела, но это редко является причиной ревизионной операции [Morrey BF. 2003].

Остается спорным вопрос о необходимости лечения остеолиза вокруг бедренного компонента. Вероятно, когда имеется значительная прогрессирующая потеря костной массы вследствие дистального остеолиза целесообразно выполнить ревизию эндопротеза для профилактики перипротезного перелома и во избежание появления серьезного костного дефекта. Если бедренный компонент нестабилен его судьба не вызывает сомнений, но в случае надежной фиксации ножки, существует возможность ограничиться дебридментом и костной пластикой остеолитических полостей. Основной целью этой операции является попытка уменьшить продукцию дебриса, вызывающего остеолиз. Решение удалять ли хорошо фиксированную ножку зависит от ожидаемой сложности этой операции и от возможности хирурга получить доступ к зонам остеолиза без удаления эндопротеза.

 

Stress-shielding синдром

При установке любого ортопедического имплантата может возникнуть экранирование напряжения вследствие изменения в передаче напряжения по кости, вызванного металлоконструкцией. При использовании бесцементных ножек экранирование напряжения проксимального отдела бедра обычно связано с полностью покрытыми пористым напылением бедренными компонентами с хорошей дистальной фиксацией. Более жесткий, большего диаметра ножка вызывает более серьезное экранирование напряжения, чем более тонкий и более гибкий имплантат. Haddad с соавторами продемонстрировали, что качество кости пациента также может существенно влиять на развитие stress-shielding синдрома. Используя метод двойной рентгеновской абсорбциометрии (DEXA), они показали, что у пациентов с выраженной остеопенией контрлатерального бедра риск развития stress-shielding’a значительно выше [Haddad RJ, Cook SD, Brinker MR 1990]. Engh и Bobyn показали, что явления stress-shielding синдрома существенно прогрессируют в течении первых двух лет, а затем стабилизируются [Engh CA, Bobyn DJ 1988]. В случае развития выраженных проявлений stress-shielding’a при стабильном имплантате оптимальной тактикой является наблюдение, поскольку нет никаких методов специфического воздействия на выпавший из под нагрузки проксимальный отдел бедренной кости [Kilgus D, Shimaoka EE, Tipton JS, Eberle RW 1993].

 

Гетеротопическая оссификация

Maloney с соавт. исследовали вероятность развития гетеротопической оссификации в зависимости от способа фиксации и пришли к выводу, что при бесцементном эндопротезировании она выше, чем при цементном [Maloney WJ, Krushell RJ, Jasty M, Harris WH 1991]. Напротив, Duck и Mylod при в исследовании 66 тазобедренных суставов не нашли статистически существенного различия в риске развития гетеротопических оссификатов при тотальном эндопротезировании, выполненным с использованием костного цемента и без него [Duck HJ, Mylod AG Jr 1992]. Этиология гетеротопической оссификации многофакторна, во многом зависит от особенностей организма, хирургической техники, используемого доступа, но не зависит от типа фиксации.

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Бесцементные бедренные компоненты с пористым покрытием для тотального эндопротезирования получили распространение с конца 70-х годов прошлого века. В настоящей момент уже накоплен значительный опыт по применению самых различных моделей ножек и сведения о их выживаемости. Результаты использования можно обсуждать по нескольким параметрам, но поскольку существуют фундаментальные различия между полнопокрытыми ножками, компонентами с пористым покрытием в проксимальной части и имплантатами с гидроксиапатитным напылением их следует обсудить отдельно.

Таблица 4-6

Результаты использования различных бедренных компонентов бесцементной фиксации по данным литературы

 

 

КРУГЛЫЕ БЕДРЕННЫЕ КОМПОНЕНТЫ

AML (Anatomic Medullary Locking) – DePuy (Рис. 4.31)

Разработана в конце 70-х годов доктором Charles A. Engh в качестве альтернативы ножкам цементной фиксации и одной из первых получила широкое распространение среди ортопедов.

Ножки изготовлены из кобальт-хромового сплава, покрытие (Porocoatâ) выполнено шариками диаметром 1мм, которые покрывают 5/8 ножки. Размеры ножек от 10,5 до 19,5 мм с шагом между размерами в 1,5 мм, длина ножек одинаковая - 158 мм, имеются стандартный и расширенный размеры проксимальной части протеза. Конус ножки 12/14. Головки для ножек AML изготовлены из кобальт-хромового сплава и керамики, диаметром 22, 22,5 мм, 26 мм, 28 и 32 мм. Имеется пять типоразмеров длины шейки с шагом в 3,5 мм.

Философия фиксации: первичная стабильность достигается плотным внедрением шероховатой поверхности ножки (press-fit эффект), а вторичная (биологическая) фиксация достигается за счет врастания кости.

     Из положительных качеств отмечают простоту и технологичность установки имплантата, хорошую первичную стабильность за счет плотного заполнения диафиза круглой частью ножки и плотной посадки проксимального отдела протеза в губчатую кость. Существенным достоинством является возможность выбора эндопротеза со стандартной и расширенной проксимальной частью

Возможные недостатки модели:

- ножки от первого до последнего размера имеют одинаковую длину и соответственно затруднена их установка при выраженной кривизне канала бедра;

- пористое покрытие на слишком большом протяжении (5/8 длины ножки), что создает предпосылки для развития stress-shielding синдрома;

- шаг между размерами составляет 1,5 мм – это требует избыточного рассверливания канала;

- при использовании ножек больших размеров (свыше 15 мм) у большинства пациентов отмечаются боли в средней трети бедра.

 

Учитывая особенности этих компонентов их применение целесообразно ограничить случаями, когда необходимо обеспечить надежную дистальную фиксацию, в первую очередь при ревизионных операциях и с онкологическим поражением проксимального отдела бедра (рис. 4.32).

 

 

 (Рентген ревизии)       

Ножка VerSys Beaded Med Coat (рис. 4.33) объединяет в себе два принципа: проксимальной фиксации и дистальной ротационной стабильности. Проксимальная часть протеза покрыта титановой металлической проволокой (или шариками), которая образует поры различных размеров, в среднем 290 мкр, предназначенные для врастания костной ткани. Циркулярное расположение покрытия, занимающего примерно 1/2 ножки, наряду с трапецивидной формой проксимального отдела имплантата с одной стороны, обеспечивает первичную стабильность и препятствует проникновению продуктов стирания полиэтилена в пространство между протезом и костью, а с другой стороны, является профилактикой развития синдрома "stress-shielding". Полированная дистальная часть ножки имеет продольные борозды, которые обеспечивают первичную плотную посадку протеза и по мере ремоделирования эндоста увеличивают его ротационную стабильность. Протез изготовлен из титана, что сочетает в себе биологическую инертность, прочную фиксацию в кости и эластичность самой ножки.

 

КЛИНОВИДНЫЕ БЕДРЕННЫЕ КОМПОНЕНТЫ