Тибиофеморальный сустав отличается высокой вариабельностью с точки зрения анатомии, тканевых характеристик, кинетики и кинематики. На это влияют как внутри-, так и внесуставные параметры.
Повышенное внимание уделяется форме дистального отдела бедренной кости, в частности в том, что касается расовых и половых различий. Согласно литературным данным, у женщин коленный сустав более узкий, чем у мужчин, причем независимо от размера. Согласно некоторым данным, у женщин при стандартном ТЭКС наблюдается медиолатеральное нависание бедренного компонента.
Беллеманс (Bellemans) и соавт. предположили, что форма коленного сустава зависит не только от пола, но и от других факторов, и что между представителями одного пола обнаруживаются различия, которые могут быть связаны с морфотипом. Морфотип определяется по соотношению между шириной таза и общей длиной ноги. У эндоморфов (широкий таз и короткие ноги) вне зависимости от пола коленные суставы были шире, чем у эктоморфов (узкий таз и длинные ноги).
Морфотип оказался значимым прогностическим фактором для соотношения сторон бедренной кости, но слабым прогностическим фактором для соотношения сторон большеберцовой кости. По данным Ланкастера (Lancaster) и Нанли (Nunley), угол между разгибательной и сгибательной фасетками медиального мыщелка большеберцовой кости (он же угол разгибательной фасетки) характеризуется широким разнообразием и не зависит от возраста.
Установлена связь между величиной угла разгибательной фасетки (например, более крутое положение фасетки) и MPT-картиной антеромедиального ОА. Хотя причинно-следственная связь не доказана, Ланкастер предполагает, что более крутой угол наклона разгибательной фасетки вызывает увеличение продолжительности нагрузки на разгибательную фасетку в фазу опоры при ходьбе и способствует смещению большеберцовой кости относительно бедренной.
Экхофф (Eckhoff) и соавт. предположили, что существуют варианты так называемой версии коленного сустава (статичная ротация большеберцовой кости относительно бедренной кости при полном разгибании голени). У пациентов с болью в переднем отделе коленного сустава наблюдалось значимое увеличение этого угла, который отражает наружную ротацию большеберцовой кости относительно бедренной. В заключение следует отметить, что анатомия тибиофеморального сустава отличается высокой вариабельностью, а для точного воспроизведения собственного сустава потребуется широкий диапазон форм и размеров компонентов тотального эндопротеза.
Модель коленного сустава, иллюстрирующая ориентацию трех осей движения в дуге активного сгибания: 1 — ось разгибания; 2 — ось продольной ротации; 3 — ось угловой (варусной и вальгусной) ротации. Оси пересекаются приблизительно в центре заднего отдела медиального мыщелка бедренной кости
а) В каких случаях следует воссоздать конституциональную анатомию коленного сустава? Следует отметить следующее: во-первых, при описании движений в коленном суставе необходимо определить, что является объектом исследования — точки соприкосновения или мыщелки (их движения отличаются, а на основании данных только о поверхности контакта нельзя сделать вывод о движении костей); во-вторых, при конструировании тотального эндопротеза коленного сустава можно воспроизвести движения или мыщелков, или контактных областей, но воспроизвести и то и другое, то есть восстановить норму, вряд ли возможно.
Залогом успешного ТЭКС являются восстановление правильной оси конечности, создание надлежащего баланса и коррекция деформаций.
Методика МВ компонентов тотального эндопротеза коленного сустава, предложенная Инсоллом (Insall) и соавт., использовалась для достижения равномерного распределения нагрузки в области новой суставной щели. Однако некоторые пациенты по-прежнему неудовлетворены результатом лечения. Беллеманс (Bellemans) отмечает, что появляется все больше данных о том, что для ряда пациентов нейтральная ось конечности не является нормальной.
У пациентов с конституциональным варусом восстановление нейтральной оси конечности не является оптимальным вариантом, поскольку для них это не норма. Методика КВ направлена на достижение правильного баланса во всем диапазоне движений. Концепция КВ заключается в восстановлении нормальной функции коленного сустава; бедренный компонент выравнивают относительно функциональных поперечных осей бедренной кости, а большеберцовый компонент — относительно нормальной суставной поверхности (до развития гонартроза).
Это возможно при первичном ОА без выраженных дефектов кости и нестабильности связок. В таких случаях привлекательным вариантом может быть поверхностное эндопротезирование сустава с КВ и сохранением нормального натяжения связок.
Однако в некоторых ситуациях, например при посттравматическом гонартрозе или ревматоидном артрите, наблюдаются выраженные деформации, существенные дефекты кости, контрактуры и явления нестабильности. При таких деформациях крайне сложно обеспечить баланс мягкотканных структур только путем их мобилизации, поэтому даже при первичном ТЭКС необходимо использовать связанные эндопротезы. Для коррекции варусной деформации разработано несколько методик. Например, при ТЭКС часто выполняют поэтапную мобилизацию и многократное прокалывание иглой медиальных мягкотканных структур.
Правильное натяжение медиальной коллатеральной связки — важнейшее условие восстановления нормальной кинематики коленного сустава. Таким образом, после надлежащей мобилизации методом выбора является использование анатомических конструкций, поскольку основные стабилизаторы медиального отдела сохранены.
Коррекция фиксированной вальгусной деформации при выполнении ТЭКС представляет собой сложную задачу. Описано множество методик восстановления оси конечности и коррекции нестабильности. В частности, к ним относятся разные методики мобилизации мягких тканей латерального отдела, скользящая остеотомия латерального мыщелка бедренной кости, остеотомия надмыщелка, реконструкция медиальной коллатеральной связки и, наконец, использование связанного мыщелкового имплантата.
Практически нет данных о кинематике коленного сустава при тяжелой вальгусной деформации. По данным Байера (Baier), при вальгусной деформации возникает парадоксальная продольная ротация при сгибании, то есть коленный сустав вращается вокруг латеральной оси. При условии, что при сгибании коллатеральные связки функционируют по-разному (медиальная коллатеральная связка ослабевает, а ЛКС остается натянутой), очень сложно, если вообще возможно, восстановить естественную кинематику коленного сустава с помощью конструкций с медиальным центром ротации. В такой ситуации наилучшим выбором является использование связанных мыщелковых эндопротезов.
б) Возможность воспроизведения естественной кинематики коленного сустава при тотальном эндопротезировании коленного сустава. ТЭКС выполняют уже более 50 лет. Эта операция эффективна с точки зрения купирования болевого синдрома, но хирурги-ортопеды и пациенты по-прежнему неудовлетворены функциональным результатом. В отличие от ТЭТС, ТЭКС редко позволяет достичь ощущения «забытого» сустава.
В результате многочисленных анализов in vivo было показано, что при МВ компонентов тотального эндопротеза коленного сустава кинематика существенно отличается от нормы. Притчетт (Pritchett) проанализировал предпочтения пациентов, перенесших эндопротезирование коленного сустава с МВ. Большинство из 688 пациентов, перенесших двустороннее эндопротезирование коленного сустава (неудовлетворительные результаты были исключены), считали, что результат лечения одного сустава хуже, чем другого. Со слов пациентов, один из коленных суставов ощущается менее нормальным, он слабее и менее стабилен (например, при ходьбе по лестнице).
Интересно отметить, что все предпочитаемые конструкции имели ПЗ-стабилизацию: все пациенты предпочитали варианты с сохранением обеих крестообразных связок или эндопротезы с осью вращения в медиальном отделе (medial pivot).
Стандартные конструкции эндопротезов коленного сустава, то есть имплантаты с сохранением или замещением задней крестообразной связки (ЗКС), не позволяют воспроизвести нормальную кинематику коленного сустава. При недостаточности передней крестообразной связки (ПКС) после ТЭКС возникает смещение бедренной кости кпереди при сгибании голени (так называемое парадоксальное движение). Однако нестабильность сустава сопровождается развитием стойкого болевого синдрома и преждевременным износом полиэтилена, что приводит к неудовлетворительному результату лечения в отдаленном периоде.
Для улучшения ПЗ-стабильности коленного сустава были внедрены тотальные эндопротезы с сохранением обеих крестообразных связок. Однако эти конструкции не завоевали популярность из-за непредсказуемого натяжения крестообразных связок. После ТЭКС с сохранением обеих крестообразных связок может возникать тугоподвижность или нестабильность коленного сустава из-за чрезмерного или недостаточного натяжения ПКС.
Для уменьшения патологического напряжения на границе между костью и имплантатом были введены эндопротезы коленного сустава с подвижной платформой, в которых подвижный полиэтиленовый вкладыш сочленяется с бедренным и большеберцовым компонентами из металла.
Однако при этом наблюдается относительно высокая частота механических осложнений (в том числе расшатывание бедренного компонента, вывихи голени при полном сгибании и переломы вкладыша).
Стабильность и кинематика коленного сустава зависят от мышц, окружающих связок, положения имплантата и формы суставных поверхностей. Поскольку в настоящее время ТЭКС выполняется у более молодых и активных пациентов, для воспроизведения естественных движений в коленном суставе (траектория движения надколенника, сгибание голени) необходимо обеспечить надлежащую ПЗ-стабильность и естественную осевую ротацию с помощью соответствующей конструкции тотального эндопротеза.
Конструкция с шаровым шарнирным соединением в медиальном отделе и большей свободой в латеральном отделе позволяет обеспечить продольную ротацию вокруг медиальной оси. Это движение возможно, поскольку при сгибании Л КС не натянута. Полностью конгруэнтный медиальный отдел в сочетании с плоской тибиальной поверхностью в латеральном отделе, натянутой медиальной коллатеральной связки и ненатянутой ЛКС обеспечивают сгибание в коленном суставе и одновременно наружную ротацию бедренной кости вокруг стабильного медиального мыщелка. Увеличение площади контакта приводит к снижению контактных напряжений и уменьшению линейного износа полиэтилена.
Полностью конгруэнтные медиальные конструкции не воспроизводят ни нормальную анатомию коленного сустава, ни движение в направлении полного разгибания. Тем не менее воспроизведение «накатывания» медиального мыщелка бедренной кости на разгибательную фасетку большеберцовой кости приведет к увеличению нагрузки на передний край вкладыша и повышенному износу полиэтилена. При глубоком сгибании конгруэнтность в медиальном отделе позволяет контролировать положение бедренной кости в ПЗ-направлении.
Новые технологии визуализации и обработки изображений позволяют создавать индивидуальные направители резекции и имплантаты для воспроизведения естественной анатомии и кинематики коленного сустава.
В заключение следует отметить, что достижение стабильной кинематики коленного сустава является необходимым условием для достижения хорошего отдаленного результата ТЭКС.
