Введение. Узел трения является основной «сердцевиной» эндопротеза тазобедренного сустава, продолжительность службы которого непосредственно зависит от пары трения [2]. В последнее время все больше и больше возрастает количество молодых пациентов с повреждениями тазобедренного сустава [1, 3]. Такой контингент больных требует более износостойкого, с продолжительным сроком службы эндопротеза, для того, чтобы вести активный образ жизни. В последнее время современными износостойкими парами трения считаются керамика - керамические (Кер-Кер), металл – металлические (Мет-Мет) и керамика – СВМПЭ с поперечными связями (Х_ПЭ) с увеличенными в диаметре головками [4-7].
Целью данного исследования является улучшение результатов эндопротезирования тазобедренного сустава у пациентов молодого возраста путем дифференцированного выбора современных пар трения.
Материалы и методы исследования. Настоящая работа основана на наблюдении 110 больных (113 тазобедренных суставов) в возрасте от 20 до 65 лет, перенесенных эндопротезирование тазобедренного сустава с разными низкофрикционными парами трения с увеличенным диаметром головок (32 мм, 36 мм, 44 мм и больше). Наблюдения ввелось в период с 2007 по 2011 г. в ортопедическом отделении ГКБ №13 г. Москвы. Средний возраст больных составил 42.5 лет, среди них женщин было 54 человек (49.09%), мужчин – 56 человека (50.91%).
Всех больных мы распределили на три основные группы: группа I – пациенты, которым установлен эндопротез с металл – металлической парой трения - Мет – Мет (46 больных), группа II – пациенты, которым установлен керамика - керамическая пара трения – Кер – Кер. (42 больных), и группа III – пациенты, которым установлен керамика – СВМПЭ с поперечными связями (Кер – Х_ ПЭ) (22 больных).
В группе I (Мет - Мет) общее количество больных составил 46 (47 т/б суставов), среди них 35 мужчин, 11 женщин. Средний возраст у мужчин составил 44.01 лет, у женщин – 50.23 лет. Средний вес и рост тела у мужчин составил 110кг (от 83 до 130 кг) и 184 см, соответственно. Такой же показатель у женщин составил - 90кг (от 75 до 150кг) и 168см. Основное количество оперированных больных были среднего возраста – 36.95%, в большинстве случаев этот эндопротез установлен мужчинам - 76.08%.
В группе II (Кер-Кер) общее количество больных составил 42 (43 т/б суставов), среди них 30 женщин, 12 мужчин. Средний возраст у женщин составил 45.25 лет, у мужчин – 43.3 лет. Рост и вес тела у женщин в среднем составил 63 кг (от 60 до 73 кг) и 165 см, соответственно. Эти же показатели у мужчин в среднем 84кг (от 78 до 98 кг) и 175см, соответственно.
В группе III (Кер-Х_ПЭ) общее количество больных составляло 22 пациента (23 т/б сустава), среди них 13 женщин (14 т/б сустава) и 9 мужчин. Средний возраст у женщин составил 50.2 лет, у мужчин 60.12 лет. Рост и вес у женщин составил 165см и 75 кг (от 60 до 85 кг). А у мужчин – 178см и 87 кг (от 76 до 96 кг), соответственно.
Наибольшее количество больных поступающих в ортопедическое отделение для оперативного лечения имели диагноз: деформирующий коксартроз – 57.27% (63 пациента).
При функциональном исследовании пациентов мы использовали бальную систему Harris [6] и шкалу WOMAC (Western Ontario and McMaster Universities osteoarthritis (OA) index) для оценки результатов эндопротезирования тазобедренного сустава. Система Harris предполагает оценку четырех категорий: боль, функция, деформация и амплитуда движений. Мы получили следующие данные.
Рис. 1. Средние значения показателей Harris hip score до операции.
Рис. 2. Средние значения оценки по шкале WOMAC до операции.
Для пациентов I группы исследования установлены эндопротезы фирмы Biomet Recup, Taperloc, M2a Magnum с металл – металлической парой трения 45 пациентам, только одному установлен эндопротез фирмы Zimmer Durom c модульной головкой, и бедренный компонент ET.
Для II группы исследования 30 (31 т.б. сустав) пациентам установлены эндопротезы фирмы Biomet Exceed ABT 15º, Taperloc c керамической парой трения Biolox delta (32мм, 36 мм); эндопротез фирмы DePuy Pinnacle, Corail с керамической парой трения Biolox Delta (32мм, 36мм) установлен 7 пациентам; 5 пациентам установлен эндопротез фирмы Ceraver Cerafit, Cerafit с керамической парой трения biolox forte (32мм, 36мм).
Для III группы исследования 15 пациентам установлен эндопротез фирмы Biomet Mallory Head, Taperloc, с керамической головкой (32мм, 36мм) и с Х_ПЭ.
Повреждения суставных поверхностей тазобедренного сустава всем пациентам нарушали биомеханические параметры длины конечности, контрактура движения сустава. Укорочения длины конечности на величину более 30 мм была отмечена у 10 пациентов, у 95 пациентов менее 30 мм, и у 9 пациентов менее 10 мм укорочения длины конечности. Ограничения движения в суставе у большинства пациентов отмечалось в виде сгибательной и приводящей контрактуры. Сгибательную контрактуру более 15º имели 18 пациентов, у 62 пациентов сгибание сустава достигла менее 90º, у 36 пациентов менее 15º. Особенно ограничивались ротационные движения в суставе: внутренняя ротация была нарушена у 74 больных, а наружная - у 52.
Из 46 пациентов I группы 20 пациентам проведено эмиссионно – спектральный анализ волос и цельной крови в сроки до операции, в 3-6-12-24-36 и 48 месяцев после операции.
Рентгенологическая оценка проведена также в 3-6-12-24-36-48 месяцев после операции.
Все операции проведены передне–боковым доступом по Харрису.
На основе вышеуказанных данных видно, что для оперативного лечения тяжелых форм коксартроза методом эндопротезирования, с использованием низкофрикционной парой трения с увеличенным диаметром головок, поступал контингент больных, которым другие методики операции были неперспективны, и для получения благоприятных исходов оперативного лечения вышеуказанным больным данный вид эндопротезирование являлся методом выбора.
В предоперационном планировании мы выбирали пару трения индивидуально с учетом возраста, пола, роста и массы тела, образа жизни и рентгенологических данных. Согласно разработанного алгоритма выбора пары трения, металл – металлические пары трения выбирали для пациентов мужского пола, ведущие более активный образ жизни (спорт, бег, длительная ходьба и стояние на работе), с высокой массой тела и роста (≥ 185 см / 90 кг), и рентгенологически не имеющие дефекта стенок вертлужной впадины; керамика – керамические пары трения выбирали в основном женщинам, в возрасте до 40 лет, ведущие умеренную активную образ жизни, с ростом и массой тела менее 185 см / 90 кг, и с возможными дефектами стенок вретлужной впадины на рентгенограмме; керамика – Х_ПЭ пару трения выбирали как мужчинам, так и женщинам, ведущих умеренную активность образа жизни, в возрасте более 40 лет, с ростом и массой тела ≤ 190 см / 100 кг и с возможными дефектами стенок вертлужной впадины.
Основным методом обезболивания в нашей практике при эндопротезировании являлась перидуральная анестезия (98 больных). С этой целью выполняли пункцию перидурального пространства с последующим введением катетера, через который вводили анестетики (лидокаин, маркаин). В 15 случаях был использован эндотрахеальный интубационный наркоз с внутривенным введением препаратов нейролептаналгезии.
Анализ результатов тотального эндопротезирование тазобедренного сустава с использованием эндопротезов низкофрикционной пары трения с увеличенным диаметром головок.
Результаты оценки клинического исследования. По системе Harris была произведена оценка ближайших и отдаленных результатов эндопротезирования тазобедренного сустава с низкофрикционными парами трения с увеличенным диаметром головки 110 пациентов. Максимальный срок наблюдения - 4 года, минимальный срок- 1 год. Основной показатель, который характеризует эффективность эндопротезирования тазобедренного сустава - это исчезновение болевого синдрома.
Рис. 3. Средние значения показателей Harris hip score после операции.
Анализ оценки эффективности эндопротезирование тазобедренного сустава с использование шкалы Harris приведены на рис. 4.
Рис. 4. Оценка эффективности тотальной артропластики тазобедренного сустава с использованием низкофрикционных пар трения с увеличенным диаметром головок.
Из диаграммы видно, что результаты эффективности тотального эндопротезирование тазобедренного сустава, низкофрикционными парами трения с увеличенными диаметром головок, по шкале Harris у 48(43.63%) пациентов оценены как отличные, у 45(40.9%) пациентов - как хорошие, удовлетворительный результат был оценен у 15(13.6%), и неудовлетворительный результат у 2(1.81%) пациентов.
У одного пациента диагностирована глубокая инфекция с открыванием свищевого хода, в одном наблюдении сохранение болевого синдрома и хромоты при стабильном положении компонентов. Такой болевой синдром может быть связано с повреждением тазобедренного сустава в результате ревматоидного артрита и мышечной гипотрофией. Положительные результаты тотального эндопротезирование тазобедренного сустава, эндопротезами низкофрикционной пары трения с увеличенными диаметрами головок, отмечены у 98,18% больных.
Для подтверждения эффективности функциональных данных тазобедренного сустава после операции мы провели опрос по шкале WOMAC, данные которого показана на следующей диаграмме (рис. 5). В отличие от шкалы Harris здесь, чем больше баллов, тем хуже повреждения сустава, соответственно, чем меньше баллов, тем лучшее состояние сустава.
Рис. 5. Диаграмма среднего значения оценки по шкале WOMAC.
Из рис. 5 видно, что степень боли и скованность намного значений снизился, а активность повысился в 5 раз больше.
Результаты оценки рентгенологических данных. Рентгенологическое обследование тазобедренного сустава основным надежным и высокоэффективным методом объективной оценки состояния костных образований сустава и компонентов эндопротеза. По рентгенограммам мы определяли контуры резецированных костей, наличие признаков остеонекроза, оссификатов, наличие зон демаркации вокруг чашки и ножки эндопротеза; уделяли внимание периостальной реакции на кортикальном слое бедренной кости, истончению стенок проксимального отдела бедренной кости, миграции компонентов эндопротеза, изменению угла наклона чашки и остеоинтеграции чашки.
Для определения состояния зоны контакта ацетабулярного или костного цемента со стенками вертлужной впадины, мы использовали классификацию, предложенную Hodgkinson J.P. et al. [9], где демаркация ацетабулярного компонента эндопротеза представлена пятью степенями. Приводим краткую характеристику данной классификации, которая представлена по степени демаркации ацетабулярного компонента эндопротеза (рис. 6).
«0 степень» - обозначает отсутствие демаркации вокруг ацетабулярного компонента эндопротеза;
«I степень» - соответствует демаркации на 1/3 окружности ацетабулярного компонента эндопротеза;
«II степень» - соответствует демаркации на 1/2 окружности ацетабулярного компонента эндопротеза;
«III степень» - соответствует демаркации цемента по всей окружности ацетабулярного компонента эндопротеза;
«IV степень» - соответствует миграции ацетабулярного компонента эндопротеза.
Рис. 6. Диаграмма распределения больных по степени демаркации вокруг ацетабулярного компонента.
Из рис. 6 видно, что у 108(98.18%) пациентов отсутствовала демаркации вокруг ацетабулярного компонента, у одного (0.9%) пациента было I степени демаркации, и еще у одного (0.9%) - II степени демаркации ацетабулярного компонента.
Для оценки состояния бедренного компонента эндопротеза и самой костной ткани бедро было разделено на 7 зон по Gruen [8]. Наиболее типичным изменением бедренной кости через 3 месяца являлась умеренная резорбция с изменением трабекулярного рисунка кости в зоне 7 по Gruen без заметных изменений в других зонах. Через 6 месяцев в зонах 1 и 7 отмечена дальнейшая перестройка трабекулярного рисунка с образованием замыкательной пластины в зоне опила шейки, сглаживание контуров опила, а также уплотнение прилежащего непосредственно к протезу слоя костной ткани.
 |
 |
 |
 |
Рис. 7. Сглаживание контуров опила шейки, формирование замыкательной пластинки: а, б – после операции, в, г - через 2 года после операции.
За весь период наблюдения только у одного пациента обнаружили признаки нестабильности компонентов эндопротеза через год после операции по причине глубокой инфекции, с открыванием свищевого хода. Рентгенограммы инфекционного лизиса костной ткани вокруг эндопротеза показаны на рис. 8.
 |
 |
 |
Рис. 8а - 3 мес. после операции, 8б - через год после операции: лизис костной ткани вокруг эндопротеза, 8в – фистулография.
Таким образом, в сроки наблюдения до 4 лет только у одного из обследованных пациентов при рентгенографии был зафиксирован четкие линии просветления со склерозированной костью вокруг ножки эндопротеза, зоны остеолиза вокруг ацетабулярного компонентов. Выживаемость эндопротеза по рентгенограммам составила 99,1% в срок наблюдения 4 года.
Результаты эмиссионно-спектрального исследования. Исследованию проводили 20 пациентам с металл-металлической парой трения с увеличенным диаметром головок (I группа больных). Исследованию подвергали 40 пучков волос от 10 пациентов, венозную кровь от 15 пациентов в сроки до операции, в 3 – 6 – 12 – 24 – 36 – 54 месяцев после операции. Кроме того, в двух случаях брали биоптат вокруг эндопротеза во время ревизионной артропластики. В первом случае ревизионную артропластику проводили по причине асептической нестабильности компонентов эндопротеза, во втором - в результате глубокой инфекции, но со стабильными компонентами.
Средние показатели ионов металла в волосах в разные сроки после операции схематически показано на рис. 9.
Рис. 9. Диаграмма средних значений уровня ионов металла в волосах в разные сроки после операции.
Из рис. 9 видно что, повышение уровней Co, Cr, Mo наблюдается в первые 3 и 6 месяцев после операции, в дальнейшем снижении их до уровня в дооперационном состоянии. Но, даже в 3 и 6 месяце после операции уровни ионов металлов не превышала допустимое содержание от нормы (для Со=0.01 до 0.4 мкг/г, для Cr=0.15 до 1.5 мкг/г, Мо=0.02 до 0.2 мкг/г).
При эмиссионном спектральном исследовании цельной крови средние значения показали более разнообразные уровни содержание в разные сроки после операции. Это можно объяснить тем, что кровь является непостоянным субстратом, содержание ионов металла может изменяться в зависимости от диеты, состояние функции почек, печени и т.д. Средние значения которого графически показаны на рис. 10.
Рис. 10. Диаграмма средних значений уровня ионов металла в цельной крови в разные сроки после операции.
Из рис. 10 видно, что содержание ионов Cr сильно изменяется к 2 годам после операции, далее постепенно снижая до предоперационного уровня. Показатели остальных ионов металла особо не меняются, оставаясь постоянным. В норме уровень Cr в крови колеблется от 0.05 до 0.5 мкг/л, уровень Со от 0.0005 до 0.005 мкг/л, и уровень Мо от 0.3 до 1.2 мкг/л. При сравнении этих данных и данные нашего исследование, отмечено повышения (на 9%) только уровня иона Cr в сроке 24 месяца после операции, с дальнейшим снижением к 36 и 48 месяцу после операции. Другие ионы (Со, Мо) оставались в пределах нормы.
Выводы
- Использование современных низкофрикционных пар трения для эндопротезирование тазобедренного сустава у молодых и активных пациентов должно выбираться индивидуально, с учетом возраста, пола, массы тела, роста и образа жизни пациента. Немаловажное значение имеет рентгенологические данные пораженного сустава.
- По результатам наших исследований эндопротезы с увеличенными диаметром головок клинически и рентгенологически показывают наиболее лучшие результаты – 98,18% клинически отмечено положительные результаты и рентгенологически выживаемость составил 99,1% за период наблюдения 4 года.
- Данные эмиссионно-спекрального исследования волос и крови у пациентов с металл-металлической парой трения объясняют о том, что повышения ионов металла в них не превышает допустимую норму. При изучении динамики содержания ионов металла, в разные сроки после операции, отмечается повышение их в волосах первые 3-6 месяцев после операции, а повышение содержание ионов металла в крови отмечается только ионов Cr в 24 месяца после операции, с дальнейшей тенденцией к снижению.
- Увеличенные в диаметре головки эндопротеза тазобедренного сустава обеспечивает большой объем движения после операции, при этом устраняя риск возникновения вывиха.
- Женщинам репродуктивного возраста желательно устанавливать керамика-керамические или керамика – СВМПЭ с поперечными связями. Металл-металлические пары трения устанавливать нежелательно в связи с риском развития тератогенного эффекта, т.к. ионы металла проникают через плацентарный барьер.