• Современная медицина предполагает снижение стоимости хирургического вмешательства при одновременном улучшении функциональных возможностей пациента и результата его лечения.
• Новый всплеск внимания к методике КВ возродил принцип минимизации биомеханических изменений при выполнении эндопротезирования коленного сустава.
• Использование индивидуальных имплантатов при выполнении одномыщелкового эндопротезирования коленного сустава (ОЭКС) — многообещающая стратегия, которая объединяет имеющиеся данные и новые разработки в соответствии с разнообразием функциональных фенотипов коленного сустава.
Индивидуализация имплантатов для ОЭКС — новый принцип хирургии, направленный на воспроизведение анатомии и морфологии при минимальном изменении биомеханики коленного сустава. Сочетание преимуществ индивидуальных инструментов (PSI) одноразового использования и индивидуальных конструкций привело к разработке уникальной системы имплантатов для ОЭКС.
Индивидуализация ОЭКС дает хирургу возможность точно восстановить морфологию бедренной и большеберцовой костей у каждого пациента, компенсируя при этом потерю хряща. Использование индивидуальных имплантатов позволяет лучше восстановить естественную кинематику коленного сустава.
Современные готовые системы ОЭКС созданы на основе здоровых коленных суставов с морфологически стандартными бедренными и большеберцовыми костями разных размеров и имеют соответствующую механику. Большинство одномыщелковых эндопротезов коленного сустава имеют идеализированную или упрощенную биомеханику медиального отдела.
Хирургическая техника требует правильного позиционирования имплантата для обеспечения наилучшей функции медиального или латерального отдела. Согласно предварительным данным, 10-летняя выживаемость эндопротезов без ревизий составляет от 85 до 98%.
По данным систематических обзоров, имеющиеся конструкции не превосходят друг друга, позволяют получить сходный функциональный результат и имеют сходный риск ревизионных вмешательств. Согласно последним данным, имплантаты с фиксированными вкладышами характеризуются сходной выживаемостью.
Несмотря на попытки описать морфологию мыщелков бедренной кости как простую геометрическую форму, следует признать, что медиальный и латеральный мыщелки различаются по ширине, радиусу кривизны и рисунку J-образной кривой. Готовые имплантаты не могут в полной мере учесть эти различия. Описать все возможные морфологические варианты не представляется возможным.
Именно поэтому при разработке имплантатов незначительные различия в морфологии бедренной или большеберцовой кости усредняются или игнорируются. Показано, что индивидуальные имплантаты обеспечивают статистически лучшее покрытие кости, что важно в условиях все возрастающих требований к прецизионности.
Недавно было выполнено исследование по оценке нормальных параметров дистального отдела бедренной кости с использованием статистических моделей формы. Кроме того, разработаны и внедрены в клиническую практику индивидуальные имплантаты для ОЭКС.
Зачем искать решения? Сегодня наиболее частыми причинами неудовлетворительного результата ОЭКС являются, помимо инфекционных осложнений, износ полиэтилена, прогрессирование ОА и асептическое расшатывание компонентов эндопротеза. По данным многоцентрового ретроспективного исследования, авторы которого оценили 559 случаев ОЭКС, наиболее важной причиной асептического расшатывания была неправильная установка имплантата, а 10-летняя выживаемость эндопротезов составила 83,7±3,5%.
Авторы выявили следующие факторы, связанные с ухудшением показателей выживаемости эндопротеза: изменение высоты суставной щели на >2 мм, изменение медиального наклона тибиального компонента на >3°, задний наклон тибиального компонента >5° или изменение заднего наклона на >2°, угол расхождения между тибиальным и бедренным компонентами >6°.
а) Обоснование целесообразности индивидуализации одномыщелкового эндопротезирования коленного сустава. Большинство пациентов с ОА медиального отдела коленного сустава имеют варусную ось конечности еще до развития дегенеративных изменений. По этой причине, вероятно, нет необходимости в формировании нейтральной оси конечности. Индивидуальные конструкции, используемые при медиальном ОЭКС, предназначены для восстановления угла НКА от 2 до 3°.
Программное обеспечение позволяет правильно определить положение индивидуального имплантата, что, как было показано, играет основную роль в оптимизации области контактного давления между бедренным и большеберцовым компонентами. В ходе предоперационного планирования можно измерить и скорректировать области контактного давления. Кроме того, при изготовлении компонентов можно учесть высоту суставного пространства протезированного сустава.
Это позволяет обеспечить посадку имплантата на уровне (или максимум на 1 мм ниже) хряща латерального отдела и избежать различий по высоте >2 мм, что, как было показано, негативно влияет на выживаемость имплантата.
Необходимо стремиться к тому, чтобы после окончательной цементной фиксации имплантата можно было использовать полиэтиленовый вкладыш толщиной 7 или 8 мм. Индивидуальные резекционные блоки позволяют точно определить высоту опила и выполнить резекцию в соответствии с предоперационным планом.
б) Проблемы, которые позволяет решить индивидуальное одномыщелковое эндопротезирование коленного сустава. Использование индивидуальных одномыщелковых эндопротезов коленного сустава позволяет решить две проблемы. Во-первых, индивидуальное ОЭКС позволяет точно воспроизвести кривизну и морфологию мыщелка бедренной кости, а также наклон плато большеберцовой кости пациента, обеспечив тем самым естественное натяжение связок во всем диапазоне движений.
Действительно, достижение правильного баланса связок по-прежнему является сложной задачей для хирурга.
Индивидуальные конструкции имплантатов позволяют достичь полной амплитуды движений без напряжения связок при любом варианте анатомии коленного сустава.
Во-вторых, точная обработка кости необходима для установки имплантата в соответствии с планом и измерениями. Усовершенствованные инструменты и направители позволяют избежать осложнений, связанных с позиционированием имплантата. По всей вероятности, правильное позиционирование имплантата и реконструкция собственной суставной поверхности позволят снизить риск преждевременного расшатывания имплантата и ускорить восстановление паттерна ходьбы.
в) Основные показания и противопоказания. Идеальный кандидат для индивидуального ОЭКС — это любой пациент с патологией одного отдела коленного сустава без нарушения целостности крестообразных и коллатеральных связок. Классические показания к ОЭКС с использованием готовых имплантатов давно определены, а рекомендации по индивидуальному ОЭКС не отличаются. Правильный выбор пациента по-прежнему остается основным условием успешного проведения этого типа операции.
Среди противопоказаний к выполнению ОЭКС можно отметить следующие: остеонекроз, препятствующий фиксации имплантата; местные злокачественные новообразования; активная инфекция; воспалительный артрит; ограниченный объем движений в предоперационном периоде; деформации >10°; однополюсный дефект кости >5 мм.
г) Процесс. После стандартного сбора анамнеза и полного клинического обследования выполняют рентгенографию нижних конечностей по всей длине стоя (в ПЗ-проекции) и оценивают степень сужения суставной щели и механические оси бедренной и большеберцовой костей. После подтверждения показаний к проведению индивидуального ОЭКС выполняют рентгенографию коленных суставов в положении разгибания в прямой проекции с вальгусной нагрузкой.
Этот прием позволяет получить информацию о невовлеченном отделе сустава и количественно оценить относительное изменение суставной щели с пораженной стороны при полном натяжении коллатеральной связки.
После этого выполняют КТ или МРТ пораженного коленного сустава. Изображения преобразовывают в 3D-объекты. С помощью патентованной технологии создают индивидуальную модель имплантата. Затем для каждого случая на 3D-принтере изготавливают индивидуальные направители резекции бедренной и большеберцовой костей.
Бедренный и большеберцовый компоненты изготавливают в соответствии с предоперационным планом, составленным хирургом, техником и инженером. Лечащий врач должен утвердить окончательный предоперационный план до того, как будут изготовлены индивидуальные направители резекции и имплантаты. Полиэтиленовые вкладыши изготавливают в диапазоне толщины от 5 до 9 мм. Все компоненты и направители резекции изготавливают в течение 2—6 нед после обследования пациента.
д) Данные, подтверждающие эффективность описываемого подхода. В современной литературе практически не описан опыт использования индивидуальных компонентов для ОЭКС, поскольку это направление только начинает развиваться. Выживаемость готовых систем ОЭКС составляет 10—15 лет, о чем свидетельствуют данные многочисленных исследований. Согласно результатам анализа походки, ОЭКС с применением готовых имплантатов позволяет в большей степени нормализовать походку, чем ТЭКС. К сожалению, ОЭКС с использованием готовых компонентов не всегда позволяет восстановить нормальный характер ходьбы.
Индивидуальные имплантаты для ОЭКС, изготовленные на 3D-принтере, позволяют воспроизвести нормальную анатомию коленного сустава и теоретически восстановить нормальный характер ходьбы, поскольку физиологическое натяжение связок сохраняется во всем диапазоне движений.
По данным исследования по оценке результатов ОЭКС с использованием индивидуальных направителей (PSI), доля переломов большеберцовой кости составила 3,3%, а доля отклонений в сагиттальной плоскости — 16,4%. Хотя некоторые авторы не выявили преимуществ PSI [32, 33], другие наблюдали существенное улучшение результатов. В частности, получены многообещающие ранние результаты использования BUKS™ (Bodycad, Канада, пров. Квебек), системы для индивидуального ОЭКС.
Поскольку большинство технических ошибок совершаются хирургами, а правильность выполнения ОЭКС зависит от хирургического опыта, PSI может иметь большое значение для неопытного хирурга.
е) Экономическая эффективность. В настоящее время нет опубликованных исследований по оценке индивидуального ОЭКС и исследований экономической эффективности PSI при ОЭКС.
ж) Разбор клинического случая. Пациент 56 лет обратился с жалобами на боль в левом коленном суставе и хромоту. После реабилитационных мероприятий и применения некоторых пероральных нестероидных противовоспалительных препаратов отмечалась положительная динамика. В дальнейшем пациент стал отмечать усиление боли после длительной ходьбы и при длительном пребывании в положении стоя. Со слов пациента, он не испытывает дискомфорта в положении сидя, но ощущает острую боль при вставании.
При осмотре определяется левосторонняя хромота без варусного искривления в коленном суставе при осевой нагрузке. Неравенства длины ног не выявлено. Сила мышц голеней — в пределах нормы. Движения в левом тазобедренном суставе безболезненны и в полном объеме. Амплитуда сгибания в левом коленном суставе составляет от 5 до 110°. На рентгенограмме коленного сустава с вальгусной нагрузкой (при сгибании 0°) определяется раскрытие медиальной суставной щели на 5 мм. Результаты других тестов стабильности связок коленного сустав были в пределах нормы, с «жесткой» конечной точкой.
з) Данные предоперационной рентгенографии. При рентгенографии (рис. 1) выявлено сужение суставной щели в медиальном отделе. Кроме того, в рамках предоперационного планирования была выполнена рентгенография ног по всей длине и рентгенография коленных суставов с вальгусной нагрузкой (рис. 2).
Рисунок 1. Рентгенограммы, подтверждающие сужение суставной щели в медиальном отделе
Рисунок 2. Рентгенограммы нижних конечностей по всей длине и коленного сустава с вальгусной нагрузкой, выполненные в рамках предоперационного планирования
и) Описание операции. Выполняют разрез кожи длиной 8—12 см вдоль медиального края сухожилия надколенника (как при стандартном ОЭКС) (рис. 3). Предпочтительно использовать малоинвазивный медиальный парапателлярный доступ без повреждения четырехглавой мышцы. Этот доступ позволяет обеспечить достаточный обзор медиального отдела коленного сустава (рис. 3). Операция может выполняться и из стандартного доступа. Решение об использовании малоинвазивного доступа в целях снижения травматизации мягких тканей принимает хирург.
Рисунок 3. Резекция большеберцовой кости: а — медиальный разрез кожи в области левого коленного сустава; b — медиальная артротомия; c — фиксация резекционного блока с помощью винтов; d — просверливание отверстий в кости; e — разъединение резекционного блока; f — вертикальная остеотомия с помощью остеотома с делениями; g — горизонтальная остеотомия с помощью остеотома; h — удаление резекционного блока
Согласно методике, в первую очередь необходимо выполнить субпериостальный доступ к переднемедиальной поверхности проксимального отдела большеберцовой кости, чтобы обеспечить правильную установку индивидуальных направителей резекции, изготовленных из нейлона на 3D-принтере. Неправильная установка резекционного блока и, как следствие, неправильное позиционирование инструмента приведут к ошибкам при резекции кости.
Если из стандартного доступа не удается подтвердить правильность установки резекционного блока, рекомендуется обеспечить лучший обзор операционного поля, удлинив кожный разрез. Положение резекционного блока оценивают с помощью стоматологического крючка, края блока должны плотно прилегать к кости.
Правильно установленный резекционный блок фиксируют к кости с помощью 2—3 кортикальных винтов диаметром 3,5 мм (рис. 3).
После этого выполняют резекцию большеберцовой кости с помощью дрели, вводя сверло в каждое отверстие направителя (рис. 3). Для повышения устойчивости резекционного блока первое сверло можно оставить в первом отверстии, а для просверливания остальных отверстий может использоваться второе сверло. После просверливания всех отверстий резекционный блок разделяют (рис. 3), после чего завершают резекцию большеберцовой кости (в аксиальном и сагиттальном направлениях) с помощью прямого остеотома с делениями (рис. 3). Затем винты удаляют, а резекционный блок утилизируют (рис. 3).
Резецированную часть большеберцовой кости удаляют с помощью костных кусачек (рис. 4). Затем на проксимальную поверхность большеберцовой кости помещают валидатор резекции (предоставляется в каждом случае) и оценивают, выполнена ли резекция кости в соответствии с планом (рис. 4). Рукоятка валидатора тибиальной резекции оснащена отверстием, которое позволяет установить стандартный экстрамедуллярный выравнивающий стержень для оценки плоскости резекции большеберцовой кости.
Рисунок 4. Удаление резецированной части большеберцовой кости (а) и подтверждение резекции с помощью валидатора (b)
При подготовке бедренной кости также используется индивидуальный резекционный блок, однако его устанавливают непосредственно на твердую склерозированную кость мыщелка. С помощью костной ложки с медиального мыщелка бедренной кости удаляют всю оставшуюся хрящевую ткань. Положение резекционного блока оценивают с помощью стоматологического крючка, края блока должны прилегать к кости плотно, не образуя пустот.
После этого резекционный блок фиксируют к бедренной кости с помощью кортикальных винтов диаметром 3,5 мм (рис. 5). Как и при резекции большеберцовой кости, последовательно просверливают отверстия (рис. 5), разъединяют резекционный блок (рис. 5) и выполняют обработку остеотомом (рис. 5). После удаления бедренного резекционного блока устанавливают пробный бедренный компонент из нейлона и валидатор резекции большеберцовой кости. Пробный бедренный компонент фиксируют с помощью винтов.
Рисунок 5. Этапы резекции бедренной кости: а — стабилизация резекционного блока на субхондральной кости с помощью винтов; b — просверливание отверстий в кости; c — разъединение резекционного блока; d — обработка кости с помощью остеотома с делениями; e, f — просверливание центрального отверстия под ножку без удаления валидатора резекции большеберцовой кости
Оценивают правильность установки бедренного компонента, затем через его основание рассверливают отверстие для ножки с помощью развертки, которая входит в комплект поставки (рис. 5).
После завершения резекции устанавливают пробные компоненты, изготовленные из нейлона на 3D-принтере (рис. 6). На этом этапе необходимо правильно определить толщину полиэтилена, чтобы обеспечить надлежащую стабильность связок во всем диапазоне движений. В медиальном отделе должна сохраняться физиологическая подвижность в пределах 2 мм, что позволит избежать чрезмерного натяжения связок в медиальном отделе и создать физиологический вальгусный угол.
Рисунок 6. Устанавливают примерочные компоненты, изготовленные из нейлона на 3D-принтере (а), выполняют цементную фиксацию окончательных компонентов и подбирают толщину полиэтиленового вкладыша для обеспечения правильного натяжения связок (b), устанавливают окончательный вкладыш и фиксируют его (c, d). Индивидуальные имплантаты поставляются вместе с полноразмерными трехмерными моделями, что позволяет оценить положение, размер и посадку имплантатов (e, f)
После завершения пробной сборки эндопротеза костные поверхности очищают. Устанавливают окончательный тибиальный компонент и фиксируют его с помощью цемента. Лишний цемент удаляют и дополнительно фиксируют компонент кортикальным винтом диаметром 3,5 мм. Затем устанавливают окончательный бедренный компонент, фиксируют его с помощью цемента и дополнительно укрепляют кортикальным винтом диаметром 4 мм. Проводят повторное тестирование с примерочным полиэтиленовым вкладышем для оценки его толщины (рис. 6).
Затем устанавливают окончательный полиэтиленовый вкладыш (рис. 6) и фиксируют его к основанию тибиального компонента с помощью прилагаемого установочного штифта (рис. 6). После окончательного затвердевания цемента выполняют полное клиническое обследование коленного сустава: подтверждают полный объем движений, стабильность связок, правильность траектории движения надколенника и отсутствие импинджмента мягких тканей. Суставную капсулу ушивают рассасывающейся нитью размером 1—0.
Ушивают подкожную клетчатку нитью размером 2—0, накладывают внутрикожный шов. Накладывают стерильную повязку. У данного пациента послеоперационный период протекал без особенностей (рис. 7).
к) Контрольная рентгенография:
Рисунок 7. Рентгенограммы, выполненные через 6 мес после операции
л) Показания и противопоказания:
1. Показания:
• ОА медиального отдела коленного сустава.
• Нарушение оси конечности во фронтальной плоскости <15°.
• Отсутствие недостаточности ПКС.
• Сгибательная контрактура <15° (является предметом обсуждений).
2. Противопоказания:
• ОА с поражением всех трех отделов коленного сустава.
• Нестабильность коленного сустава.
• Остеонекроз мыщелка бедренной кости.
м) Заключение. В следующем десятилетии конструкции эндопротезов коленных суставов будут совершенствоваться с помощью удивительных новых технологий, таких как навигация, робототехника и виртуальная реальность.
Использование индивидуальных имплантатов при выполнении ОЭКС — многообещающая стратегия, которая объединяет имеющиеся данные и новые разработки в соответствии с разнообразием функциональных фенотипов коленного сустава. Индивидуальные конструкции имплантатов для ОЭКС будут дорабатываться с учетом результатов клинических исследований и биомеханических испытаний имплантатов.
Врач должен следить за новыми технологиями, но критично подходить к их внедрению и использованию на начальном этапе.
