Основополагающие положения имплантации тотальных эндопротезов

Ключевые слова: имплантация, вертлужная впадина, уровень нестабильности эндопротеза.

Критериями устойчивости тaзобедренного сустава (ТБС) являются углы вертикального и горизонтального соответствия. Первый угол характеризует стабильность ТБС в вертикальных плоскостях. Угол образован осью шейки бедренной кости и нижним отрезком касательной, проведенной через верхний и нижний края вертлужной впадины. В норме этот угол равен 90–94°. Второй угол характеризует стабильность ТБС в горизонтальной плоскости. Угол образован между осью шейки бедренной кости и передним отделом касательной, проведенной через передний и задний края вертлужной впадины. В норме он равен 125–130°. Обозначим его величиной В

B = 90° + B1 + B2,

где 90° – перпендикуляр от вертикальной оси бедра к сагиттальной плоскости, B1 –антеверсия шейки и головки бедренной кости по отношению к вертикальной оси бедренной кости, B2 – антеверсия вертлужной впадины по горизонтальной плоскости.

Если учeсть, что 900 всегда константа, и вычесть ее для легкости выражения, угол горизонтального соответствия будет равен

B = B1 + B2.

Суммарный угол антеверсии шейки бедренной кости и вертлужной впадины определяет горизонтальное соответствие ТБС, то есть выражает степень стабильности сустава в горизонтальной плоскости.

Естественно, что эти же правила действуют при эндопротезировании ТБС. Следовательно, для выражения степени стабильности эндопротезов ТБС в горизонтальной плоскости (в которой всегда происходят вывихи эндопротезов) мы можем ввести понятие суммарного антеверсионного угла эндопротезов – B∑. В норме

B∑ = B1 + B2 = (12÷15°) + (20÷25°) = 32–40°.

Однако для дальнейшего математического выражения необходимо выявить средний показатель. В данном случае он составит 370. Выбор среднего показателя позволяет расценить уровень нестабильности (передней и задней) эндопротеза путем расчета разницы между углом горизонтального соответствия эндопротеза и средним показателем суммарного антеверсионного угла – ∆B∑, причем, если ∆B>0, то наступает передняя, а если ∆B<0 – задняя нестабильность эндопротезов. Понятно, что при значении ∆B≤[5°] определяется наиболее стабильное состояние эндопротезов.

В пространстве [5°]<∆B∑<[15°] мы сможем говорить об относительной стабильности эндопротезов ТБС, когда при стандартных объемах движений протез вполне стабилен, но при экстремальных объемах движений возникает серьезная угроза вывиха эндопротеза.

Уровень нестабильности эндопротеза характеризуется значением (∆B∑>[15°], когда риск возникновения вывихов эндопротезов возрастает минимум на порядок как при экстремальных, так и стандартных объемах движений.

Значение правильных расчетов суммарного антеверсионного угла при практическом исполнении операции тотального эндопротезирования ТБС трудно переоценить, особенно при диспластических коксартрозах. В этих случаях (дисплазия крыши, заднего или переднего края) возникает конфликт между значением поверхности покрытия ацетабулярного кубка (общяя поверхность контакта имплантат – кость) и значением антеверсии ацетабулярного кубка.

В рассматриваемом случае дисплазии имеется недостаточность заднего края вертлужной впадины и уменьшение ее антеверсионного угла примерно до 5–10°.

При попытке имплантации ацетабулярного кубка возникает дефицит покрытия кубка костной тканью или необходимость имплантировать кубок с антеверсией в 10°. В первом случае возникает необходимость костной пластики заднего края, во втором–увеличивается риск вывиха эндопротеза.

Наши расчеты доказали, что если во втором случае увеличить антеверсию шейки бедренного компонента эндопротеза, тем самым уменьшая значение ∆B∑ и приближая суммарный антеверсионный угол протеза к его естественному значению, то повысится уровень горизонтальной устойчивости эндопротеза. В действительности это делает природа: при врожденных дисплазиях вертлужной впадины в процессе развития ребенка увеличивается антеверсия шейки бедренной кости с целью компенсации дисплазии. Феномен гиперантеверсии шейки бедренной кости при дисплазиях вертлужной впадины мы расцениваем как компенсаторную реакцию организма для увеличения суммарного угла антеверсии ТБС. Разумеется, существует нижний предел возможного отклонения антеверсии ацетабулярного кубка от естественных значений этого показателя. По нашему мнению, минимальное значение антеверсии ацетабулярного кубка не должно быть ниже 5–10°. В таком случае путем увеличения антеверсии шейки бедренного компонента протеза до 20–25° (это, по нашему мнению, предельное значение) можно увеличить суммарный угол антеверсии до его естественных значений, тем самым стабилизируя эндопротез в горизонтальной плоскости.

Таким образом, мы доказываем, что для определения уровня стабильности эндопротезов в горизонтальной плоскости важны не столько антеверсионные углы отдельных компонентов эндопротеза, сколько их суммарное значение. Этот постулат открывает перед ортопедами возможность разнообразных вариаций имплантации компонентов эндопротезов в стабильном положении по отношению друг к другу при различных проявлениях дисплазии ТБС.

Обращаясь к показателям стабильности ТБС в вертикальной плоскости, мы не можем не отметить работы А.В. Айвазяна в этом направлении (1999г.). Очень высоко оценивая его мнение об оптимальных позициях при имплантации компонентов эндопротезов с целью улучшения отдаленных результатов, и в частности о ходьбе как постоянном процессе падения, изменении центра тяжести тела при ходьбе, изменении угла имплантации ацетабулярного кубка и др., мы хотим привести нашу точку зрения. Так, при распределении сил от L2 или Th11 к ТБС необходимо учитывать, что организм не гомогенная масса и на этом пути существуют механизмы анатомической трансмиссии сил через позвонки крестцовой кости, крестцово-подвздошного сочленения тазовой кости. И следующее: все расчеты А.В. Айвазяна произведены в одной фронтальной плоскости, без учета объема организма, а следовательно и сил в горизонтальных и сагиттальной плоскостях.

Рассчитать точно все силы трансмиссии с учетом таких анатомических особенностей, как поясничный лордоз, антеверсия шейки бедра, дисбаланс сил мышц живота и спины и т.д., очень сложно и на данном этапе не представляется целесообразным.

Мы рассмотрим уровень стабильности только в пределах ТБС. Основным показателем стабильности ТБС в вертикальной плоскости является угол вертикального соответствия.

Нами рассчитаны значения разницы угла вертикального соответствия имплантированного кубка к среднему показателю (∆α°) для определения зон вертикальной стабильности эндопротеза. Так, по нашему мнению, стабильная зона характеризуется ∆α≤5°. При расчетах учитывалось абсолютное значение ∆B потому, что изменения угла как кпереди, так и кзади могли привести к передней или задней нестабильности.

В данном случае говорить о нижней нестабильности не имеет смысла. Потому и (X рассчитывается не в абсолютном, а в естественном значении. Зона относительной стабильности характеризуется пространством 5°<∆ α≤15°.

А когда 15°<∆ α<30°, то можно говорить о зоне нестабильности эндопротеза. Причем критический уровень нестабильности – ∆ α≥ 30°, то есть ацетабулярный кубок имплантирован под углом 75° и более по отношению к горизонтальной плоскости. Все наши расчеты произведены следующим образом: в качестве критической точки отклонения нами выбран предельный угол физиологического приведения – 40°. В этом состоянии шейка бедренной кости становится в положение 45° отклонения от вертикальной оси.

В норме касательная линия между верхним и нижним краями вертлужной впадины находится под углом 45° по отношению к горизонтальной плоскости. Это означает, что угол между верхним отрезком касательной и шейкой бедренной кости в положении максимального физиологического приведения составляет 130°. Это достаточный запас прочности.

В зоне стабильности этот угол составляет 135°, в зоне относительной стабильности – 145°. Критическим углом отклонения является 170°, при котором вертикальный вывих в ТБС почти неизбежен.

В отличие от горизонтальной плоскости, где можно было изменить суммарный угол антеверсии за счет одного из компонентов эндопротеза, в вертикальной плоскости сделать это невозможно из-за фиксированности шейно-диафизарного угла бедренного компонента эндопротеза. Учитывая это, нам приходится манипулировать только изменением угла имплантации ацетабулярного кубка. Это обстоятельство имеет большое значение при диспластических коксартрозах, когда приходится выбирать между двух зол: увеличением угла имплантации ацетабулярного кубка, приводящим к вертикальной дестабилизации, и недостаточным покрытием ацетабулярного кубка костной тканью. Что лучше (читай хуже)? Этот вопрос является предметом извечных споров между различными ортопедическими школами. Часть ортопедов считают, что в определенной степени можно принебречь углом вертикального соответствия и имплантировать кубок под более высоким горизонтальным углом, однако добиться максимального, а в некоторых случаях и полного контакта кубка и диспластической впадины. Другие исследователи настаивают на строгом соблюдении угла вертикального соответствия и считают неполное покрытие ацетабулярного кубка и его частичное отстояние не очень серьезной погрешностью.

По нашему мнению, обе группы ученых отчасти правы в своих убеждениях, и они дополняют, а не противоречат друг другу. Мы считаем угол вертикального соответствия приоритетным по отношению к покрытию ацетабулярного кубка тканью. То есть категорически нельзя увеличивать угол имплантации кубка для достижения его максимального покрытия. Это является характерной ошибкой при эндопротезировании ТБС. Всегда нужно стараться имплантировать кубок ближе к норме или под углом, соответствующим зоне вертикальной стабильности эндопротеза.

Однако как решить возникшие при этом проблемы покрытия ацетабулярного кубка? Единственным способом решения данного выбора является костная пластика вертлужной впадины.

В этом вопросе мы полностью солидарны с рядом авторов (Корнилов А.В. с соавт., 1997; Spotorno S. et al. 1990; Thimerely A. et al., 1992 и др.), которые утверждают, что необходимость пластики вертлужной впадины возникает в случаях, когда при правильном стоянии более 20% (a согласно нашим расчетам 10 мм и более) ацетабулярного кубка не покрыто костной тканью.

Это приводит к недостаточно стабильному креплению ацетабулярного кубка в вертлужной впадине, что является причиной его раннеги асептического расшатывания ацетабулярных кубков.

Нами изучены результаты 188 операций тотального эндопротезирования ТБС, во время которых в 29 случаях (15,4%) при диспластических коксартрозах производилась костная пластика вертлужной впадины. Локализация костной пластики была следующая: крыша – 23 (12,2%), задний край – 4 (2,1%) и передний рог – 2 (1,1%).

В результате компенсировалось отсутствие костной ткани и обеспечивалась глубина вертлужной впадины и конгруэнтность головки к ней.

Из остеотомированной головки бедренной кости моделировался аутотрансплантат необходимой формы и размеров, который фиксировался к подвздошной кости как минимум 2 винтами. После фиксации трансплантата производилось повторное римирование вертлужной впадины. По нашему убеждению, при костной пластике вертлужной впадины предпочтительно применение цементных кубков, костный цемент дополнительно усиливает фиксацию трансплантата. К тому же при современных бесцементных кубках необходимым фактором является остеоинтеграция между костной тканью и протезом. Однако в этом случае трансплантат в силу технически невозможной стабильной фиксации, а следовательно, и несостоятельности обеспечить противосилу при имплантациях современных протезов типа press-fit или visse в лучшем случае может играть роль всего лишь блокатора, никак не увеличивая полезную рабочую площадь контакта ацетабулярного кубка и вертлужной впадины. А в последующем очень велик риск развития псевдосиновиальной мембраны между уже сросшимся к тазовой кости трансплантатом и ацетабулярным кубком, вследствие имеющейся микроподвижности между ними.

У данного контингента больных в послеоперационном периоде проводилась щадящая реабилитация. Структурная реорганизация трансплантата происходит в течение 18–24 месяцев.

Каких-либо достоверных отклонений ближайших и отдаленных результатов наблюдения у данного контингента больных по сравнению с общим контингентом эндопротезированных больных нами выявлено не было.

Таким образом, обобщая наши суждения о вертикальной стабильности эндопротезов, мы приходим к следующим выводам:

1. Оптимальными углами имплантации ацетабулярного кубка являются 40°≤α≤50°. Это соответствует зоне вертикальной стабильности эндопротеза, а также обеспечивает адекватное покрытие ацетабулярного кубка костной тканью.
2. Вертикальная стабильность эндопротеза (угол имплантации ацетабулярного кубка) является приоритетной по отношению к покрытию ацетабулярного кубка костной тканью.
3. Имплантированный ацетабулярный кубок, соответствующий зоне критической нестабильности α≥75°, является одним из показаний к ревизионной артропластике.
4. Пластика вертлужной впадины показана при случаях, когда более 20% (или 10 мм) ацетабулярного кубка не покрыто костной тканью.
5. Оптимальным материалом для пластики вертлужной впадины является смоделированный из остеотомированной головки бедренной кости аутотрансплантат.
6.  Фиксацию трансплантата необходимо произвести как минимум 2 винтами.

Литература

1. Huo Michael H. What’s new in hip arthroplasty, JBJS Am., 2002, 84; 1894-1909.
2. Huo M.H., Cook S.M. Speciality update. What’s new in hip arthroplasty, JBJS. Am., 2001; 83: 1598-1610.
3. Berry D.J., Harmsen W.S., Cabanela M.E., Morrey B.F. Twenty-five-year survivorship of two thousand consecutive primary Charnely total hip replacement: factors affecting survivorship of acetabular and femoral components, JBJS. Am., 2002; 84:171-7.
4. Millett P.J., Allen M.J., Bostrom M.P. Effects of alendronate on particle- inducted osteolysis in a rat model, JBJS. Am., 2002; 84: 236-49.
5. Ostensen M. Hip prostheses in women of fertile age. Consequences for sexuality and reproduction, Tidsskr Nor Laegeforen, 1993; 113: 1483-5. Norwegian [Medline].
6. Praemer A., Furner S., Rice D.P. Musculoskeletal conditions in the United States. 3rd ed. Rosemont I.L. American Academy of Orthopaedic Surgeons; 1999, pp. 127, 131,138.
7. Wittich A.C. Successful pregnancy and delivery following bilateral total hip replacement: report of a case, J. Am. Osteopath. Assoc., 1982; 81: 733-5.
8. Monaghan J., Lenehan P., Stronge J., Gallagher J. Pregnacy and vaginal delivery following bilateral total hip replacement, Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol., 1987; 26: 261-4.
9. Herso J., Bono J.V., Padgett D.E., Mancuso C.A. Methylmethacrylate levels in the breast milk of a patient after total hip arthroplasty, J. Arthroplasty, 1995; 10: 91-2.
10. Heckman J.D., Sassard R. Current concepts review. Musculoskeletal considerations in pregnancy, JBJS. Am., 1994; 76: 1720-30.

Вопросы, ответы, комментарии