Одномыщелковое эндопротезирование коленного сустава: отдаленные результаты

В PHИНТО им. Р.Р. Вредена с 1991 по 2004 гг. было выполнено 780 тотальных эндопротезирований коленного сустава, из которых 172 составили ревизионные вмешательства. В период с 1991 по 1998 гг. имплантировались только шарнирные модели тотального эндопротеза коленного сустава, преимущественно производства НПО «Феникс» и реже Waldemar Link. В общей сложности было выполнено 184 первичных и 151 ревизионных замещений сустава с использованием данных конструкций.

Начиная с октября 1998 г. при первичном эндопротезировании в большинстве случаев применялись несвязанные модели тотальных эндопротезов коленного сустава, и в течение последующих пяти лет было установлено 429 имплантатов различных зарубежных производителей: AGC Biomet Merck, F/S II Sulzer, Next Gen Zimmer, Gemini II Waldemar Link, LCS De Puy Johnson & Johnson и др.

После эндопротезирования коленного сустава с использованием данных моделей за период наблюдения с 1998 по 2004 гг. необходимость в ревизионных вмешательствах возникла в 21 случае. Их причинами были боли в переднем отделе коленного сустава у 9 пациентов, развитие раннего нагноения у 2 и позднего – у 5 больных, а также асептическое расшатывание компонентов эндопротеза, обусловленное погрешностями выполнения первичной операции у 5 пациентов.

Одномыщелковое эндопротезирование коленного сустава

Одномыщелковое эндопротезирование коленного сустава – это реконструктивное хирургическое вмешательство, предусматривающее замещение патологически измененных суставных поверхностей на искусственные только во внутреннем или наружном отделе бедренно-большеберцового сочленения для снижения интенсивности болевого синдрома, восстановления амплитуды движений в коленном суставе и опороспособности нижней конечности.

Первые попытки использовать колпачковые металлические однополюсные эндопротезы для мыщелков бедренной кости были предприняты в 1940 г. Campbell и Boyd, а в 1942 г. – Smith-Petersen. Однако добиться значительного уменьшения болей при этом не удалось. Позже к модели, предложенной Smith-Petersen, для увеличения прочности фиксации эндопротеза была добавлена короткая бедренная ножка, что позволило получить более благоприятные ближайшие результаты. В 1950 г. Marquardt, а в 1958 г. Macintosh предложили однополюсные эндопротезы для суставной поверхности одного из мыщелков большеберцовой кости, однако частым осложнением была миграция имплантата. McKeever дополнил протез мыщелка большеберцовой кости коротким Т-образным килем по нижней поверхности, что способствовало улучшению фиксации, но, тем не менее, асептическое расшатывание развивалось довольно быстро.

В начале 70-х годов прошлого века Мarmor разработал двухполюсный эндопротез для замещения суставной поверхности мыщелков бедренной и большеберцовой костей во внутреннем или наружном отделе коленного сустава. Компоненты конструкции имели анатомическую форму, бедренный был металлический, а большеберцовый – полностью полиэтиленовый с плоской верхней поверхностью; они фиксировались к костям при помощи костного цемента. В последующем для лучшего распределения механических нагрузок на большеберцовую кость и усиления прочности цементной фиксации большеберцовый компонент был модифицирован и стал состоять из полиэтиленового вкладыша, неподвижно фиксирующегося на металлической части.

Из-за конструктивно заложенной неконгруэнтности искусственных суставных поверхностей в конструкции данного типа площадь контакта между бедренным и большеберцовым компонентами довольно мала, что приводит к возникновению значительных локальных нагрузок. Поэтому при использовании тонких вкладышей наблюдается быстрый износ полиэтилена, приводящий к асептическому расшатыванию большеберцового компонента. Присутствие металлической большеберцовой части требует более тонкого полиэтиленового вкладыша, чем в случае полностью полиэтиленового компонента или резекции плато на большую глубину, что также является нежелательным, так как в этом случае имплантат опирается на мягкую губчатую кость с тенденцией к миграции в дистальном направлении. В настоящее время большинство авторов придерживаются мнения, что если суставные поверхности одномыщелкового эндопротеза неконгруэнтны, то толщина полиэтиленовой части должна быть не менее 8 мм, хотя и более толстые вкладыши со временем изнашиваются.

Goodfellow и OˊConnor во второй половине 70-х годов XX в., основываясь на анализе биомеханики и кинематики нормального коленного сустава, предложили концепцию менискового эндопротезирования, согласно которой искусственный сустав был полностью несвязанным, т. е. без конструктивно заложенного ограничения подвижности в одной или более осях движения, и имитировал комбинацию качения и скольжения при сгибательно-разгибательных движениях. При этом сферический бедренный компонент эндопротеза изготовлен из стального кобальтохромового сплава и изогнут в сагиттальной плоскости по одному радиусу. Кобальтохромовый металлический большеберцовый компонент имеет плоскую полированную верхнюю поверхность и короткую ножку. У третьего компонента эндопротеза – менискового вкладыша из высокомолекулярного полиэтилена – нижняя поверхность плоская, а верхняя вогнутая, полностью конгруэнтна бедренному компоненту. Подвижный полиэтиленовый вкладыш, подобно мениску, при разгибании коленного сустава смещается кпереди, а при сгибании – кзади, обеспечивая высокую конгруэнтность при любом угле сгибания в суставе. По мнению OˊConnor и Goodfellow, это способствует достижению максимальной площади контакта между компонентами эндопротеза, благоприятно сказываясь на уменьшении износа полиэтилена. Так, средний уровень износа менискового вкладыша суммарно по верхней и нижней поверхности составляет в среднем 0,01 мм/год, причем вкладыши толщиной 3,5 мм изнашиваются не быстрее более толстых.

Отдаленные результаты применения одномыщелковых эндопротезов

Для обеспечения стабильности коленного сустава во время хирургического вмешательства при менисковом эндопротезировании требуется точное восстановление правильного натяжения крестообразных и коллатеральных связок. Поэтому нестабильность коленного сустава, в частности несостоятельность ПКС, может негативно отразиться на сроке функционирования анатомических одномыщелковых эндопротезов несвязанного типа. В связи с этим при одномыщелковом эндопротезировании рекомендуется обширная нотч-пластика, т. е. удаление всех остеофитов из межмыщелковой вырезки бедренной кости, которые потенциально могут нарушить целость ПКС.

Большинство авторов считают одномыщелковое эндопротезирование показанным больным с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями с изолированным поражением внутреннего или наружного отдела коленного сустава в возрастной группе старше 60 лет. При любых поражениях коленного сустава воспалительной этиологии, например ревматоидном артрите, одномыщелковое эндопротезирование противопоказано, так как неуклонное прогрессирование патологического процесса в соседнем отделе сустава приводит к неудовлетворительным отдаленным клиническим результатам, даже если в момент операции макроскопически хрящ представляется интактным.

При надлежащей имплантации одномыщелкового эндопротеза в случае дегенеративно-дистрофических заболеваний развитие изменений в смежном отделе коленного сустава резко замедляется. Прогрессирование дегенеративно-дистрофического процесса в бедренно-надколенниковом сочленении и импиджмент надколенника могут быть следствием неправильной установки бедренного компонента с его избыточным смещением кпереди. Пателлофеморальный артроз I-II стадии не является противопоказанием, так как коррекция фронтальной оси нижней конечности при одномыщелковом эндопротезировании разгружает внутреннюю фасетку надколенника и медиальный участок надколенниковой борозды на мыщелках бедренной кости, на которых наиболее часто наблюдаются выраженная фибрилляция или полнослойные дефекты хряща, поэтому дополнительные вмешательства на переднем отделе коленного сустава не требуются.

При одномыщелковом эндопротезировании важно восстанавливать измененную ось нижней конечности только до нейтрального положения, так как ее гиперкоррекция может вызвать перегрузку и последующее прогрессирование деформирующего артроза в соседнем отделе сустава. Cartier и соавт., анализируя десятилетние исходы одномыщелкового эндопротезирования, связывают наилучшие отдаленные результаты с достижением гипокоррекции оси конечности на 1-2°. Причем для коррекции деформации нижней конечности достаточно лишь удаления краевых костно-хрящевых разрастаний с мыщелков бедренной и большеберцовой костей, без релиза коллатеральных связок и капсулы сустава, а восстановление нормального натяжения мягких тканей достигается путем подбора вкладыша соответствующего размера. Гипокоррекция более 2° может неблагоприятно сказываться на параллельности искусственных суставных поверхностей друг другу и способствовать неравномерному распределению механических нагрузок. Следует отметить, что возможность восстановления оси конечности зависит не только от степени поражения капсульно-связочного аппарата дегенеративно-дистрофическим процессом, но и от дизайна эндопротеза и техники его имплантации.

Отдаленные результаты применения одномыщелковых эндопротезов с фиксированным полиэтиленовым вкладышем, по данным различных авторов, варьируют. Marmor, анализируя результаты 60 одномыщелковых эндопротезирований коленного сустава с использованием полностью полиэтиленового большеберцового компонента, фиксируемого с использованием костного цемента, в среднем через 11 лет, сообщает о 50% отличных и 13,3% хороших исходах. В 21 случае потребовались ревизионные вмешательства в связи с износом компонентов эндопротеза, неправильной установкой показаний к первичному вмешательству и техническими ошибками при его выполнении. Tabor и соавт. сообщают о 84% хорошего функционирования одномыщелковых эндопротезов через 10 лет и 79% через 15 лет независимо от возраста, пола и массы тела пациентов, а также толщины большеберцового компонента. По данным Swank и соавт., частота неудовлетворительных исходов через 4 года – 8 лет после одномыщелкового эндопротезирования у 82 больных составила 12%. Их причинами явились прогрессирование дегенеративно-дистрофического процесса в соседнем отделе сустава у 2, износ полиэтилена – у 2, нарушение целости компонентов эндопротеза – у 2, асептическое расшатывание – у 3 и техническая ошибка – у одного пациента. Кроме этого, у 14 больных отмечались рентгенологические признаки нестабильности компонентов эндопротеза и у 12 – постепенное ухудшение функционального статуса коленного сустава. Berger и соавт., изучая результаты 62 оперативных вмешательств у 51 пациента и используя в качестве конечного критерия оценки радиографические признаки асептического расшатывания компонентов эндопротеза или ревизионное вмешательство, установили, что 10-летняя выживаемость одномыщелковых эндопротезов достигает 95-98% при условии тщательного соблюдения показаний и противопоказаний к данному оперативному вмешательству.

Опубликованные результаты изучения отдаленных исходов одномыщелкового эндопротезирования с подвижным менисковым полиэтиленовым вкладышем более однородны. По данным Murray и соавт., оценившими 143 одномыщелковых менисковых эндопротезирований внутреннего отдела коленного сустава, выполненных с учетом строгих критериев отбора, 10-летняя выживаемость несвязанных имплантатов составила 98%. Price и Svard, наблюдая за 420 пациентами, пришли к выводу, что необходимость в выполнении ревизионных вмешательств за 15-летний период после применения конструкций данного типа составляет всего лишь 5,7%.

Вместе с тем имплантация одномыщелкового менискового эндопротеза технически более сложна и требовательна, по сравнению с тотальной заменой коленного сустава, а подвижный вкладыш представляет потенциальную угрозу для вывиха. Причины вывиха полиэтиленового вкладыша, частота которого при одномыщелковом эндопротезировании наружного отдела коленного сустава, по данным Gunther, достигала 10%, заключаются не столько в высокой эластичности латеральных капсульно-связочных структур, сколько в ошибках хирургической техники, а именно в формировании неравных по величине сгибательного и разгибательного промежутков. Кроме этого, при рентгенологическом анализе пространственного расположения одномыщелкового эндопротеза Robinson и соавт. установили, что если варусный угол проксимального конца большеберцовой кости, характеризующий высоту латеральной суставной линии, высокий, то это достоверно коррелирует с вывихами вкладыша. Кривую обучения методике наглядно демонстрируют Lewold и соавт., по данным которых 5-летняя выживаемость 699 одномыщелковых менисковых эндопротезов, имплантированных в 19 ортопедических клиниках Швеции с 1983 по 1992 г., составила только 90%, причем большинство осложнений произошло в первые два года после операции, а самой частой причиной был вывих полиэтиленового вкладыша. При этом показания к одномыщелковому эндопротезированию были неоправданно расширены. Так, Larsson и соавт. использовали его в 71%, a Christensen в 90% из всех случаев, когда требовалась артропластика коленного сустава. В другой серии из 124 одномыщелковых менисковых эндопротезирований внутреннего отдела коленного сустава, выполненных в Швеции преимущественно одним хирургом, внимательно оценивающим состояние ПКС и распространенность патологического процесса, 10-летняя выживаемость имплантатов составила 95%. Анализ данных о 10474 одномыщелковых эндопротезированиях внутреннего отдела коленного сустава, содержащихся в шведском регистре артропластики, позволил Robertsson и соавт. сделать вывод о том, что если общее число этих технически сложных хирургических вмешательств в ортопедическом стационаре за год составляет менее 23, то риск ревизионных операций достоверно увеличивается.

Engh и McAuley сообщают, что в среднем через 7 лет после одномыщелкового эндопротезирования коленного сустава 46 пациентам в возрасте от 40 до 60 лет уровень ревизионных вмешательств составил 28%. В 10 случаях причиной повторной операции явился износ полиэтиленового вкладыша, защелкивающегося в металлическом большеберцовом компоненте. Pennington и соавт., подводя 11-летние итоги 45 одномыщелковых эндопротезирований, выполненных пациентам моложе 60 лет, зафиксировали отличные результаты в 39, а хорошие – в 3 случаях. Ревизионные вмешательства были выполнены в связи с износом неподвижного полиэтиленового вкладыша у двоих больных и асептическим расшатыванием большеберцового компонента – у одного больного. Помимо этого, в 9 наблюдениях имело место бессимптомное прогрессирование патологического процесса в соседнем отделе сустава, выявленное при рентгенографии.

Weale и соавт., изучив отдаленные исходы 31 одномыщелкового и 130 тотальных эндопротезирований коленного сустава и не найдя между ними статистически значимых различий, кроме более легкой ходьбы по лестнице у больных первой группы, высказывают мнение, что одномыщелковое эндопротезирование вполне может быть рекомендовано для пациентов моложе 60 лет, когда можно предполагать, что первичная операция не будет последней, так как ревизионное вмешательство при несостоятельности частичной артропластики технически проще, чем при неудаче тотальной замены сустава или корригирующей остеотомии. У большинства больных при ревизионных вмешательствах после одномыщелкового эндопротезирования с успехом могут использоваться модели тотальных эндопротезов коленного сустава, предназначенные для первичных хирургических вмешательств, в том числе предполагающие сохранение ЗКС. Наличие дефектов костей может потребовать их замещения аутотрансплантатами из спилов мыщелков смежного отдела коленного сустава, костным цементом с армированием винтами или металлическими блоками-клиньями, а также использования компонентов тотального эндопротеза с модульными интрамедуллярными ножками.

Необходимо отметить, что после предшествующей корригирующей остеотомии большеберцовой кости основные сложности при тотальном эндопротезировании коленного сустава связаны не с дефектами костной ткани, а со следующими факторами:

• обеспечение адекватного хирургического доступа из-за сокращения расстояния между плато и бугристостью большеберцовой кости и укорочения связки надколенника;

• сложность выполнения равномерной резекции плато под углом 90° к механической оси большеберцовой кости в связи с внесуставной вальгусной деформацией ее верхней трети;

• затруднение в достижении баланса коллатеральных связок.

Одномыщелковое эндопротезирование после неудавшейся корригирующей остеотомии большеберцовой кости приводит к неприемлемым результатам из-за перегрузки наружного отдела коленного сустава и быстрого прогрессирования деформирующего артроза. Так, Rees и соавт. отметили 28% неудовлетворительных исходов в течение 5 лет, потребовавших проведения ревизионной тотальной артропластики.

Chassin и соавт., изучая особенности походки пациентов, перенесших одномыщелковое и тотальное эндопротезирование коленного сустава, определили, что в первой группе больных показатели наиболее приближены к нормальным. Jefferson и Whittle полагают, что биомеханика походки после одномыщелкового эндопротезирования восстанавливается наиболее физиологично из-за сохранения интактными крестообразных и коллатеральных связок коленного сустава, а также суставной поверхности надколенника, в результате чего не нарушается проприоцептивная чувствительность. Схожие данные, подтверждающие, что одномыщелковое эндопротезирование позволяет достичь более полного восстановления функции коленного сустава по сравнению с тотальным замещением сустава, не уступая последнему по надежности, в течение 5-10 лет, приводят Newman и соавт. и Ackroyd и соавт.. По данным Hassaballa и соавт. возможность без дискомфорта вставать на оперированное колено достоверно лучше после одномыщелкового, чем тотального эндопротезирования. Другие преимущества одномыщелкового эндопротезирования по сравнению с тотальным заключаются в меньшей кровопотере и, следовательно, в отсутствии необходимости в гемотрансфузиях, а также низком уровне инфекционных осложнений: 0,8% при вмешательстве на одном отделе сустава по сравнению с 2% при полной замене суставных поверхностей.

В последние годы в связи с общей тенденцией в травматологии и ортопедии к снижению тяжести хирургических вмешательств за счет бережного отношения к мягким тканям и максимально возможному сохранению костной ткани стала приобретать популярность малоинвазивная техника имплантации одномыщелковых эндопротезов, при которой используется ограниченный парапателлярный доступ, без вывиха надколенника. Преимущества по сравнению с традиционной обширной артротомией заключаются в снижении травматизации разгибательного аппарата и минимальной кровопотере, что положительно сказывается на выраженности болевого синдрома и сроках восстановления функции коленного сустава, позволяя сократить пребывание в специализированном ортопедическом стационаре до одних суток.