Виды эндопротезирования.

Два основных направления в настоящее время – это первичное и ревизионное эндопротезирование. Первичная замена сустава осуществляется для возврата полноты функции тазобедренного сустава при заболеваниях и травмах, а, в свою очередь, ревизионные операции направлены на устранение проблем, возникающих в процессе эксплуатации искусственного сустава. Помимо традиционных вариантов первичного эндопротезирования следует отдельно рассматривать, так называемые, сложные случаи. К ним в первую очередь следует отнести тяжелую дисплазиютазобедрен­ного сустава, требующую принятия нестандартных решений в планировании и выполнении оперативного вмешательства (изменение центра ротации, возможные варианты положения чашки, необходимость в дополнительной костной пластике и пр.) [Волошин В.П., Мартыненко Д.В. 2007; Загородний Н.В. 1998; Корнилов Н.В., Войтович А.В., Машков В.М., Эпштейн Г.Г. 1997; Тихилов Р.М., Шаповалов В.М. 1999; Bektaşer B, Solak S, Oğuz T, Oçgüder A, Akkurt MO 2007; Dezateux C, Rosendahl K. 2007; Gill TJ, Siebenrock K, Oberholzer R, Ganz R 1999; Hendricks KJ, Harris WH. 2006; Kim YH, Kim JS. 2005]. Значительные трудности представляет не устраненный врожденный вывих бедренной кости, сопровождающийся очень значительным укорочением конечности, нарушением биомеханики сустава и атрофией анатомической вертлужной впадины [Anderson MJ, Harris WH. 1999; Bruce WJ, Rizkallah SM, Kwon YM, et al 2000; Carlsson A, Björkman A, Ringsberg K, von Schewelov T. 2003; Eskelinen A, Helenius I, Remes V, Ylinen P, Tallroth K, Paavilainen T. 2006; Lai KA, Shen WJ, Huang LW, Chen MY. 2005; Makita H, Inaba Y, Hirakawa K, Saito T. 2007]. Большие сложности в эндопротезировании могут возникнуть при последствиях переломов вертлужной впадины, поскольку незначительные изменения на рентгенограммах в стандартных проекциях, могут оказаться обманчивыми и при операции хирург рискует столкнуться с отсутствием дна или одной из стенок вертлужной впадины (чаще задней), а также наличием ложной впадины [Тихилов с соавт. 2005; Bellabarba C, Berger RA, Bentley CD, et al 2001; Berry DJ 1999; Glas PY, Béjui-Hugues J, Carret JP. 2005; Matta JM, Ferguson TA. 2005; Pavelka T, Linhart M, Houcek P. 2006; Weber M, Berry DJ, Harmsen WS 1998]. К сложным случаям первичного эндопротезирования также относятся деформации проксимального отдела бедренной кости, возникшие после ранее перенесенной коррегирующей остеотомии или травмы [Berry DJ 1999; Boos N, Kroshell R, Ganz R, Muller ME 1997; Cabanela ME. 2004; DeCoster TA, Incavo S, Frymoyer JW, Howe J 1989; Papagelopoulos PJ, Trousdale RT, Lewallen DG 1996; Roche O, Sirveaux F, Turell P, Gosselin O, Molé D. 2005; Shigematsu M, Hotokebuchi T. 2007]. И совершенно особая техника эндопротезирования может потребоваться при анкилозированных тазобедренных суставах, поскольку длительное отсутствие функции приводит к очень выраженным изменениям в мышцах, и, как следствие, невозможности обеспечения стабильности в суставе после операции. 

Особняком также стоит проблема эндопротезирования у лиц пожилого и старческого возраста с переломами шейки бед­ренной кости. У этих пациентов, как правило, отягощенных множественной сопутствующей патологией, нередко на первый план выходит не вопрос выбора оптимальной конструкции искусственного сустава, а необходимость скорейшей активизации пострадавшего с целью профилактики гипостатических осложнений [Анкин Н.Л. 1997; Войтович А.В. с соавт. 1996; Котельников Г.П., Волова Л.Т., Нагога А.Г. 1996; Лирцман В.М., Зоря В.И., Гнетецкий С.Ф. 1997; Мовшович И.А. 1996; Hoerer D., Volpin G. Stein H. 1993; Parker M.J., Pryor G.A. 1992; Thorngren K.G. 1997]. У таких больных не редко используют однополюсные и биполярные протезы, позволяющие уменьшить объем операции, а также обеспечивающие раннее восстановление функции и прогнозируемый 5 – 7-летний удовлетворительный результат.

В последние годы все чаще у молодых пациентов применяется техника эндопротезирования суставных поверхностей, как промежуточный этап перехода от собственного, но пораженного патологическим процессом сустава к тотальному эндопротезу. Различные конструкции, применяемые с этой целью, обеспечивают полноценное восстановление функции и в последующем создают благоприятные условия для ревизионных вмешательств [Amstutz H с соавт. 2007; Ball ST. с соавт. 2007; Beaule P, Amstutz H 2000; Boyd HS с соавт. 2007; Cieliński L. с соавт. 2007; Hing C. с соавт. 2007; Mont MA. с соавт. 2006; Nishii T. с соавт. 2007; Rudert M. с соавт. 2007; Vail TP. с соавт. 2006].

Особенности применения ревизионных протезов отдельная большая тема. В настоя­щем руководстве основные направления в ревизионном эндопротезировании кратко изложены в 10 главе. От имплантатов для первичных операций ревизионные конструкции отличаются особенностями дизайна, позволяющими их использовать в нестандартных ситуациях, условиях дефицита кости и предоставляющими дополнительные возможности для надежной фиксации.

Все современные эндопротезы можно разделить на две большие группы – цементной и бесцементной фиксации. Основоположником  цементного эндопротезирования по праву является британский ортопед John Charnley, который в 1961 году разработал и внедрил в клиническую практику низкофрикционную модель эндопротеза с чашкой из высокомолекулярного полиэтилена [Charnley J 1961]. Этот тип эндопротеза до сих пор широко применяется европейскими ортопедами, а отдаленные результаты служат '"золотым стандартом" для всех других моделей [Fender D, Harper WM, Gregg PJ. 1999; Havelin LI, Espehaug B, Vollset SE, Engesaeter LB: 1995; Malchau H, Herberts P, Eisler T, Garellick G, Soderman P 2002; Morrey BF. 2003; Wroblewski BM, Siney PD, Fleming PA. 2007]. Большой вклад в развитие бесцементного протезирования внес отечественный ортопед К.М.Сиваш, который в середине 50-х годов разработал тотальный протез с парой трения металл-металл, что явилось большим шагом вперед в лечении коксартроза [Корнилов Н.В., Войтович А.В., Машков В.М., Эпштейн Г.Г. 1997; Сиваш К.М. 1964].

В основе крепления современных бесцементных протезов лежит их анатомическая форма, повторяющая вертлужную впадину и костномозговую полость бедренной кости, а также биологический принцип фиксации за счет врастания костной ткани в специальные покрытия, которые наносятся на поверхность протеза. За последние 40 лет технологии протезостроения значительно усложнились и получили широкое распространение. В настоящее время в мире производят протезы более 60 крупных фирм.

Рассматривая конструктивные особенности эндопротезов тазобедренного сустава, следует отметить, что философия построения эндопротеза – это совокупность его конструктивных особенностей по форме и используемому материалу, которая непосредственно влияет на долгосрочную положительную работу имплантата в человеческом организме.

3.2. Философия стабильности имплантата

Цементное или бесцементное протезирование? Нет более спорного и обсуждаемого вопроса в современной ортопедической литературе, чем вопрос о преимуществах различных систем имплантатов для артропластики. До сегодняшнего дня нет убедительных доказательств превосходства эндопротезов цементной фиксации над бесцементной и наоборот, и нередко выбор имплантата зависит от личного пристрастия хирурга к той или иной системе эндопротезов. Какое заболевание или травма стали причиной эндопротезирования и возраст, в котором оно выполнялось, каковы конституциональные особенности пациента и его образ жизни, каковы анатомические особенности строения области тазобедренного сустава и состояние костной ткани вертлужной впадины и бедренной кости – эти и многие другие факторы способны повлиять на отдаленный исход этой операции. Отсутствие сравнительного анализа в репрезентативных группах не позволяет достоверно судить о преимуществах не только способа фиксации протеза, но и различных их типов внутри одной группы. Тем не менее, накопленный многолетний опыт клинического применения протезов трех поколений (как цементных, так и бесцементных) позволяет выявить основные тенденции, обуславливающие эффективность различных систем и сформулировать показания к их использованию.

Согласно данным статистики наиболее авторитетным независимым исследовательским центром является Шведский Национальный регистр артропластики, в базе данных которого сосредоточено более 200 тыс. наблюдений за период с 1979 года по 2000 годы [Malchau H с соавт. 2002]. Аналогичные центры находятся в Норвегии и Финляндии, но они располагают значительно меньшей базой данных (около 80-90 тысяч наблюдений) [Eskelinen A с соавт. 2006; Lie S. A., Havelin L. I., et al. 2004]. Другие страны, включая Великобританию, США такими общенациональными центрами не располагают. По данным Шведского Регистра в Скандинавских странах подавляющее преимущество получили протезы цементной фиксации. В этих странах ежегодно имплантируется от 9 до 11 тысяч протезов, значительно им уступают протезы бесцементной фиксации – 350-500 в год и, начиная с 1991 года, существенно увеличилась доля "гибридных" протезов – 650-700 в год [Herberts P, Malchau H.2000; Malchau H с соавт. 2002]. Такое преимущество протезов цементной фиксации связано с устойчивыми положительными отдаленными результатами. Цементные имплантаты продолжали функционировать без замены у 95% оперированных больных при сроках наблюдений 10 лет. В то же время "выживаемость" протезов бесцементной фиксации при аналогичных сроках составила 87,2% [Malchau H с соавт. 2002]. Отдаленные результаты эндопротезирования отдельных авторов существенно отличаются от обобщающей статистики и трудно сравнимы между собой. Так, английские ортопеды показывают, что 93,9% больных (из 320 оперированных) довольны имплантацией цементного протеза в сроки от 20 до 30 лет (в среднем 23 года) после операции, причем у 82,3% из них боль отсутствует, а 11,6 % испытывают легкий дискомфорт [Wroblewski B.M., с соавт., 1999], а Ranawat C.S. с соавторами сообщают о 90% 20-летней выживаемости цементных ножек у пожилых пациентов [Ranawat CS, Ranawat AS, Rasquinha VJ. 2004; Rasquinha VJ, Ranawat CS. 2004]. В то же время лишь пятилетние послеоперационные наблюдения за 1198 больными после первичной артропластики в одном из регионов Великобритании выявили, что при имплантации тех же цементных протезов Charnley общая частота неудовлетворительных результатов составила 9%, что, по мнению авторов, значительно ближе к истине [Allami MK, Fender D, Khaw FM, Sandher DR, Esler C, Harper WM, Gregg PJ. 2006; Fender D., 1999, 2003].

Примерно аналогичная ситуация наблюдается при изучении отдаленных результатов операций с использованием эндопротезов бесцементной фиксации. Двадцатилетний опыт применения системы AML (в ее основе лежит анатомическая форма ножки с пористым покрытием) у 893 больных (разработчиком этого протеза является Charles A. Engh) выявил, что положительные результаты ("выживаемость" протеза) колебались от 96% до 99% в зависимости от величины пористого покрытия ножки при минимальных сроках наблюдения 10 лет [Engh C. Et al 1997, 2001]. В то же время отдаленные результаты, полученные Kim Y.H. с коллегами, при имплантации этого же протеза значительно уступают предыдущим данным. Так, при средних сроках наблюдения 11,3 лет, неудовлетворительные исходы получены у 19% больных, общая частота ревизионной артропластики составила 15%, остеолиз обоих компонентов протеза наблюдался в 38% наблюдений [Kim Y.H. (1999].

В настоящее время, оценивая результаты артропластики, авторы обращают пристальное внимание на оценку бедренного и вертлужного компонентов эндопротеза. Сравнительная оценка 200 операций (с использованием 100 цементных и 100 бесцементных ножек) в репрезентативных группах в одном медицинском учреждении позволила D'Lima D.D. с соавторами отдать предпочтение имплантатам цементной фиксации на основании следующих данных: отличные и хорошие результаты наблюдались соответственно у 97% и 88% больных, боль в бедре была отмечена у 3% и 40%, оседание ножки не наблюдали при цементном протезировании и наблюдали у 22% больных при бесцементном [D'Lima D.D. с соавторами (1998)].  

Несколько иначе обстоит ситуация с вертлужным компонентом эндопротеза. Так, полиэтиленовая чашка цементной фиксации по-прежнему является "золотым стандартом", положительные результаты наблюдаются примерно у 90-95% больных при сроках наблюдения 10-15-20 лет [Ranawat C.S., 1995; Ranawat CS, Peters LE, Umlas ME 1997]. Вместе с тем, применение чашек бесцементной фиксации последнего поколения с покрытием из металлической (титановой) проволоки (Harris-Galante II) позволило добиться отличных и хороших исходов у 97% больных при 10-и летнем сроке наблюдения и 95% выживаемости в сроки до 13 лет [Clohisy J.C., 1999; D'Lima D.D. с соавторами 2001; Eskelinen A et al. 2006; Röhrl SM et al. 2006].

Даже такой небольшой анализ данных литературы, касающийся только опыта применения различных типов эндопротезов, выявил существенные различия в результатах используемых имплантатов цементной и бесцементной фиксации. По-видимому, это связано не только с технологией изготовления протезов, но с и показаниями к их применению. Достаточно понятно и просто обстоит дело с пациентами старших возрастных групп – для больных старше 70-75 лет существует практически единая точка зрения о предпочтительном использовании протезов цементной фиксации, даже, несмотря на отсутствие патологических изменений костной ткани. Это связано с двумя факторами, во-первых, с возрастом костномозговая полость бедренной кости становится шире, а применение ножек больших размеров сопряжено с развитием синдрома «stress shielding» и появлением боли в бедре. Во-вторых, стоимость бесцементного эндопротеза значительно выше цементного без существенных отличий отдаленных результатов в этой группе больных. У лиц молодого возраста (моложе 40-50 лет) тотальное эндопротезирование выполняют по строгим показаниям. На конечных стадиях дегенеративно-дистрофического поражения тазобедренного сустава им рекомендуют бесцементную технику операции с учетом возможной ревизионной замены протеза. После оперативных вмешательств обращают внимание пациента на ограничение ударных нагрузок на сустав и постоянное диспансерное наблюдение. Практически все авторы отмечают худшие результаты эндопротезирования у молодых пациентов независимо от техники операции [Barrack RL с соавт. 1992; Dorr LD с соавт. 1994; Dunkley AB с соавт. 2000; Eskelinen A с соавт. 2005; Eskelinen A с соавт. 2006; Kobayashi S с соавт. 1997; McAuley JP с соавт. 2004; McLaughlin JR, Lee KR 2000; Morrey В. 2003; Sarmiento A с соавт. 1990; Smith SE с соавт. 2000; Sullivan PM с соавт. 1994]. Это связано с высоким уровнем физической активности больных и более продолжительной функцией искусственного сустава.

Для больных возрастной группы 50-70 лет результаты установки вертлужного компонента во многом определяются тщательным соблюдением техники оперативного вмешательства, однако все же предпочтение отдают имплантатам бесцементной фиксации. Наибольшие трудности составляет выбор бедренного компонента. Исследования, проведенные Национальным Институтом Здоровья (США) с привлечением 27 экспертов в области ортопедии, реабилитации, физиотерапии, биомеханики и биоматериалов показали, что в настоящее время использование бедренного компонента цементной фиксации в комбинации с пористым вертлужным компонентом дают наилучшие результаты [National Institutes of Health develops consensus statement on total hip replacement.:Am Fam Physician. 1995 Jun;51(8):2027-8, 2031.; Total hip replacement. Office of Medical Applications and Research, National Institutes of Health.:J Am Assoc Med Transcr. 1995 Nov-Dec;14(6):30-2.]. Однако все же выбор бедренного компонента должен быть индивидуальным с учетом как клинической, так и рентгенологической оценки заболевания [Kobayashi S с соавт. 2000; Mahfouz MR с соавт. 2005; Morrey 2003].

За всю историю эндопротезирования предлагалось множество различных  вариантов оценки состояния костной ткани области вертлужной впадины и бедренной кости. Наибольшее распространение получили индекс Singh'a (1970) (рис. 3.1) и кортикальный бедренный индекс Barnett-Nordin (рис. 3.2) [Singh M. 1970; Kröger H, Venesmaa P, Jurvelin J. 1998], как достаточно простые и объективные [Sah AP с соавт 2007]. С нашей точки зрения использование двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии для оценки состояния кости перед операцией эндопротезирования нецелесообразно, поскольку грубые изменения элементарно оцениваются по рентгенограммам, а изучение минеральной плотности в динамике с помощью денситометрии носит скорее научный характер, чем клинический.

Рис. 3.1. Индекс Singh’a (схематическое изображение семи уровней плотности костной ткани проксимального отдела бедренной кости).

Индекс Singh'a основан на качественной оценке остеопороза головки, шейки бедренной кости и области большого вертела, при этом костную ткань оценивают по 7-и бальной шкале: 7 уровень - норма, 6 - становится видимым треугольник Ward's (разряжение трабекул головки и большого вертела), 5 - полное просветление треугольника Ward's, частичное исчезновение добавочных трабекул, 4 - полное исчезновение дополнительных трабекул, 3 - частичное исчезновение арочных трабекул шейки, 2 - арочные трабекулы почти полностью исчезают, 1- полное исчезновение арочных трабекул, частичное исчезновение трабекул в головке бедренной кости.

 При 4-3 стадиях остеопороза имплантация бесцементного протеза возможна в редких случаях у молодых пациентов, преимущественно мужчин, 2 и 1 стадии являются абсолютным противопоказанием к бесцеметному эндопротезированию.

 

 

Рис. 3.2. кортикальный бедренный индекс Barnett-Nordin.

Кортикальный индекс Barnett – Nordin,характеризующий отношение суммы ширины наружного и внутреннего кортикальных слоев бедренной кости к ширине всей бедренной кости и дающий представление о состоянии костной ткани верхней трети бедра. Для вычисления индекса Barnett – Nordin измеряют толщину кортикальный слоев бедренной кости на 10 см ниже малого вертела. Искомая величина равняется отношению суммы толщины медиального и латерального кортикального слоев к ширине всей бедренной кости; у здоровых людей индекс бедра превышает 54 % [Barnett E, Nordin BE. 1960].

 Многочисленные исследования показали также высокую вариабельность анатомического строения проксимального отдела бедренной кости, что тоже может существенно повлиять на выбор имплантата и способ его фиксации [Kobayashi S с соавт. 2000; Mahfouz MR с соавт. 2005; Noble PC с соавт 1995]. Морфологические отличия могут быть описаны различными способами, однако для унификации индивидуальных различий были разработаны индексы, описывающие типичные формы проксимального отдела бедра. Одним из таких показателей является индекс расширения Dorr’a, который определяется как отношение ширины канала бедренной кости на двух уровнях - 20 мм проксимальнее центра малого вертела и на уровне перешейка бедренной кости [Dorr LD 1985; Dorr LD 1986; Dorr LD с соавт. 1993] (рис. 3.3).

 

Рис. 3.3. Индекс расширения костного канала (объяснения в тексте).

 

 

Индекс расширения канала бедренной кости позволяет в целом оценить форму канала во фронтальной плоскости. На основании этого показателя выделяют три формы строения костномозговой полости. Если индекс менее 3,0, то говорят о цилиндрической форме строения канала, этот вариант строения встречается примерно в 10% случаев. Другая крайность - индекс расширения более 4,7; такая 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. Клиновидная и цилиндрическая формы костно-мозгового канала представлены на рис. 3.4.

                      а                                     б

Рис. 3.4. Различные формы костномозговой полости бедренной кости:

а – конусовидная; б – цилиндрическая (типа «дымовой трубы»);

в – воронкообразная (типа «бутылки шампанского»)