Реконструктивно пластическая операция на коленном суставе

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии. Сущность: извлекают пораженный участок нагружаемой области мыщелка, берут из переднего ненагружаемого отдела бедренной кости жизнеспособный аутотрансплантат тех же размеров с сохраненными гиалиновым хрящом и архитектоникой костной ткани и жестко устанавливают в ложе нагружаемого мыщелка, а скомпрометированный аутотрансплантат устанавливают в ложе ненагружаемого мыщелка, что обеспечивает жизнеспособность аутотрансплантата с сохраненными гиалиновым хрящом и архитектоникой, восполнение дефекта в ненагружаемой области мыщелка бедренной кости с последующим образованием рубцовоизмененного хряща, отсутствие металлоконструкций для фиксации аутотрансплантатов, более ранние сроки восстановления функции коленного сустава. 4 ил.

Изобретение относится к медицине, конкретно к реконструктивной хирургии. Применяется в целях замещения мыщелка бедренной кости, в частности при деформирующих артрозах с асептическим некрозом.

Известен способ высокой корригирующей остеотомии большеберцовой кости [Чаклин В.Д. Основы оперативной ортопедии и травматологии. М.: Медицина, 1964]. Недостатком способа является то, что изменение нагрузки в коленном суставе не устраняет явления асептического некроза, что приводит к дальнейшему развитию разрушения внутреннего мыщелка бедренной кости.

Известен способ лечения деформирующего артроза коленного сустава с асептическим некрозом или посттравматической деформацией мыщелков большеберцовой кости, отличающийся тем, что с целью устранения болевого синдрома, деформации конечности и восстановления функции коленного сустава выполняется шарнирная корригирующая подмыщелковая остеотомия большеберцовой кости в сочетании с костной аутопластикой дефекта мыщелка большеберцовой кости и костно-хрящевой аллопластикой суставной поверхности деминерализованным ортотопическим трансплантатом [Заявка на патент РФ №2001116211]. Задача решается сложным сочетанием приемов, что увеличивает риск возможных осложнений.

Известен способ восстановления функции коленного сустава при деформирующих артрозах различной этиологии. Методика операции заключается в восстановлении суставной поверхности латеральных отделов бедренной или большеберцовой кости несвободным костно-хрящевым аутотрансплантатом, взятым из головки большеберцовой кости. Фиксация трансплантата осуществляется кетгутовыми, капроновыми швами или конструкциями с эффектом «памяти формы». Способ артропластики коленного сустава обеспечивает снижение травматичности операции, сокращение продолжительности сроков лечения, стабильность сустава в послеоперационном периоде [Патент РФ №2051635]. Недостатком способа является необходимость дополнительной фиксации трансплантата.

Известен способ лечения деформации коленного сустава при нарушении роста мыщелка бедренной кости. Способ лечения включает надмыщелковую остеотомию бедренной кости внесуставно, в поперечном направлении, резекции участка дистального фрагмента со стороны непораженного мыщелка, ограниченного двумя взаимно перпендикулярными плоскостями, одна из которых расположена параллельно суставной щели, а другая пересекает плоскость остеотомии и ось бедра, транспозиция конца проксимального фрагмента в сформированное ложе на непораженном мыщелке. Задачей изобретения является повышение эффективности лечения путем улучшения кровоснабжения пораженного мыщелка бедренной кости и стимуляции функции ростковой зоны, предотвращения раннего развития гонартроза, для чего в центре пораженного мыщелка бедра проксимальнее зоны роста, в сагиттальной плоскости формируют сквозной канал, со стороны пораженного мыщелка мобилизуют сосудистый пучок, снабжающий верхнебоковой сегмент надколенника, несвободным костно-хрящевым трансплантатом и сосудистым пучком на всем протяжении выполняют сформированный в пораженном мыщелке канал [Патент РФ №2111713]. Недостатком способа является его сложность.

Известен способ пластики дефектов покровного хряща суставов пальцев кисти или стопы, отличающийся тем, что в качестве трансплантата используют аутогенный цилиндрический костно-хрящевой блок, взятый из малонагружаемого отдела суставной поверхности мыщелка бедренной кости в коленном суставе [Заявка на патент РФ №99123728]. Способ направлен на устранение дефектов покровного хряща суставов пальцев кисти или стопы.

Известны приемы аутопластики в хирургии туберкулеза суставов [Сердобинцев М.С., Беллендир Э.Н., Советова Н.А. и др. Костно-перихондриальная аутопластика в хирургии туберкулеза суставов // Проблемы туберкулеза и болезней легких. 2003. №5. С.36-40].

Известен способ транспозиции мыщелков бедренной кости при метатуберкулезных гонартрозах [Корнев П.Г. Хирургия костно-суставного туберкулеза. Л., 1971. С.108-128; Маракуша И.Г. Реконструктивно восстановительные операции на коленном суставе при метатуберкулезных гонартрозах // Проблемы туберкулеза. 1988. №5. С.19-22; Садовой М.Я., Гусев А.И. Энзимотерапия после реконструктивных операций на коленных суставах после перенесенного туберкулезного гонита // Проблемы туберкулеза. 1990. №7, С.15-17].

Наиболее близким по техническому решению к предложенному является принятый нами за прототип способ, по которому меняют оба поврежденных мыщелка бедренной кости нагружаемых областей [Садовой М.Я., Гусев А.И. Энзимотерапия после реконструктивных операций на коленных суставах после перенесенного туберкулезного гонита // Проблемы туберкулеза. 1990. №7, С.15-17]. К недостаткам способа следует отнести тяжесть интраоперационной травмы, длительность и сложность восстановительного периода (постельный режим, манжеточное вытяжение и т.д.), несоответствие архитектоники костной ткани обоих аутотрансплантатов.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно: сокращения сроков и улучшение исходов лечения за счет жизнеспособности аутотрансплантата с сохраненными гиалиновым хрящом и архитектоникой, а также восстановления костной структуры и образования рубцовоизмененного хряща на скомпрометированном аутотрансплантате, чему способствуют сохраненное питание ложа ненагружаемого мыщелка и фиксация обычным давлением надколенника.

Эта сущность состоит в том, что извлекают пораженный участок нагружаемой области мыщелка, берут из переднего ненагружаемого отдела бедренной кости жизнеспособный аутотрансплантат тех же размеров, но с сохранными гиалиновым хрящом и архитектоникой костной ткани, и жестко устанавливают в ложе нагружаемого мыщелка, а скомпрометированный аутотрансплантат устанавливают в ложе ненагружаемого мыщелка.

Осуществление примера иллюстрируется схемой — фиг.1.

При обычном доступе к коленному суставу после вывиха надколенника и ревизии поврежденного участка внутреннего мыщелка 1 бедренной кости осциллирующей пилой и остеотомами извлекают поврежденный участок 2 нагружаемой области размерами 2×2×2 см. Затем из переднего ненагружаемого отдела 3 бедренной кости берут аутотрансплантат 4 тех же размеров, но с сохраненным гиалиновым хрящом (Наработаны визуальные наблюдения, способствующие достижению оптимальных результатов в рамках заявленной формулы. Оригинальный опыт является собственностью заявителя, содержит принадлежащее ему ноу-хау и не является предметом данной заявки), и устанавливают жестко без дополнительной фиксации во внутренний мыщелок (на место 2), а скомпрометированный аутотрансплантат устанавливают в ложе (на место 4) наружного мыщелка с сохраненным питанием и хорошей дополнительной фиксацией давлением надколенника.

Реализация способа подтверждается иллюстрациями рентгенограмм, принадлежащих клиническому примеру.

Клинический пример

Больной К. 69 лет страдал правосторонним гонартрозом в течение 10 лет. За последний 2003 год из-за сильной боли в правом коленном суставе резко снизилась опороспособность правой нижней конечности, а функция коленного сустава резко уменьшилась (фиг.2 — состояние до операции).

28.11.2003 года выполнена операция: реконструктивно-восстановительная с транспозицией участков мыщелков правой бедренной кости. Послеоперационный период протекал без осложнений (фиг.3 — состояние после операции).

11.12.2003 г. пациент выписан в удовлетворительном состоянии в гипсовом туторе. На контрольных рентгенограммах взаимосоотношения в правом коленном суставе правильные (фиг.4 — состояние после операции).

Достоинствами способа являются жизнеспособность аутотрансплантата с сохраненными гиалиновым хрящом и архитектоникой, восполнение дефекта в ненагружаемой области мыщелка бедренной кости с последующим образованием рубцовоизмененного хряща, отсутствие металлоконструкций для фиксации аутотрансплантатов, более ранние сроки восстановления функции коленного сустава.

Способ реконструктивной операции коленного сустава, включающий замещение поврежденного участка мыщелка бедренной кости аутотрансплантатом, отличающийся тем, что извлекают пораженный участок нагружаемой области мыщелка, берут из переднего ненагружаемого отдела бедренной кости жизнеспособный аутотрансплантат тех же размеров, но с сохраненными гиалиновым хрящом и архитектоникой костной ткани, и жестко устанавливают в ложе нагружаемого мыщелка, а скомпрометированный аутотрансплантат устанавливают в ложе ненагружаемого мыщелка.

Источник

Суставной хрящ любого сустава, в том числе и коленного, обладает крайне низким потенциалом самовосстановления. Глубокие дефекты хряща с высокой вероятностью приводят к остеоартриту. Частота таких дефектов составляет около 5% в общей структуре повреждений коленного сустава.

Локальное травматическое повреждение коленного сустава, вид через артроскоп.

Лечение локальных хондральных дефектов до сих пор остается сложной и противоречивой проблемой ортопедии. Многолетние усилия врачей и исследователей направлены на поиск оптимального решения, которое позволило бы восстанавливать “изношенный” гиалиновый хрящ в области максимальной нагрузки.

В начале 60-х годов была предложена технология сверления субхондральных отверстий, с целью стимуляции роста стволовых клеток, которые, как казалось, должны были обеспечить регенерацию хряща. Эта техника получила достаточно широкое распространение в 90-х годах и получила название “микрофрактурирование”. Она нашла свое применение у достаточно ограниченной группы пациентов — у молодых людей с небольшим и “свежим” повреждением хряща.

В 1983 году М. Бриттберг, Л. Петерсон начали применять аутологичные культивируемые хондроциты для лечения повреждений хряща. Суть этого метода состоит в получении и культивации хондроцитов пациента, и дальнейшую их трансплантацию на периостальном лоскуте. Результаты этой технологии вполне удовлетворительны, но сам метод технически достаточно сложный. В настоящее время чаще используется матричная имплантация аутологичных хондроцитов артроскопическим методом.

В 90-х годах прошлого века также были предложены и активно использовались разнообразные техники остеохондральных транспалантаций. Под этим термином подразумевается пересадка костно-хрящевых фрагментов из одной области сустава в другую, где имеется участок разрушенного хряща.

Схематичное изображение мозаичной пластики.

Исторические аспекты мозаичной пластики коленного сустава

Сначала были разработаны процедуры трансплантации крупных остеохондральных трансплантатов, полученных из надколенника, медиальной и латеральной поверхностей мыщелков, межмыщелковой борозды. Эти методы были слишком инвазивны и не позволяли получить достаточно конгруэнтные трансплантаты, и к тому же часто приводили к нарушению биомеханики сустава.

Поэтому было предложено использовать нескольких цилиндрических остеохондральных трансплантатов. Успешная операция с использованием этой техники была продемонстрирована Matsusue et al. в 1993 году. В ходе операции был успешно закрыт дефект бедренного мыщелка размером в 15 мм, обусловленный разрывом передней крестообразной связки. Эта методика получила название мозаичная пластика хряща (“Mosaicplasy”).

Мозаичная пластика — вопросы по биомеханике и гистологии

Есть несколько вопросов к мозаичной пластике коленного сустава:

Каков минимальный размер дефекта хряща, который можно закрывать мозаичной пластикой?

Исследования на трупах показывает, что максимальное давление на периферии дефекта отмечается при его размере более 10 мм. Поэтому это пороговое значение и используется для определения показаний к операции.

Снижает ли нагрузку на хрящ мозаичная пластика?

Было установлено, что деструкция хряща на площади в 16 мм (около 2 см2) приводит к росту периферического напряжения на 92%, что еще больше усиливает разрушение хряща и способствует усилению болевого синдрома. При трансплантации трех 8-мм трансплантатов периферическое напряжение увеличивается только на 35%

Откуда лучше всего брать трансплантаты?

Оптимальным местом забора являются участки с наименьшей нагрузкой, достаточной толщиной и кривизной поверхности аналогичной участку-получателю.

Исследования показали, что наименьшую нагрузку в коленном суставе испытывают боковая и латеральная поверхности мыщелков бедренной кости. Именно из этих участков и забирают трансплантаты.

Имеет ли значение кривизна трансплантатов?

Восстановление кривизны сустава, максимально приближенной к исходной, очень важно для равномерного распределения нагрузки. Поэтому очень важно подбирать кривизну трансплантатов.

Важна ли толщина хряща на донорском фрагменте?

Толщина хряща напрямую зависит от нагрузки и варьируется в разных отделах сустава. Естественно, что в донорских участках хрящ несколько тоньше(в среднем 1,8 мм), а в участках, требующих восстановления, толще — до 2,5 мм. Однако больших проблем эта разница не доставляет.

Артроскопия или артротомия — что лучше при заборе трансплантата?

В исследовании Keeling et al. было показано, что трансплантаты, полученные с помощью артроскопии, имели несоответствие размером до 1 мм в 69% случаев, а с помощью артротомии — в 57%. Было отмечено, что артроскопия более сложна при заборе трансплантата с боковой поверхности мыщелков, к тому же она повышает риск краевых переломов.

От чего зависит стабильность трансплантата?

В исследованиях на животных были установлены следующие факты:

трансплантаты диаметром 11 мм и длиной 15 и 20 мм обладают лучшей вертикальной стабильностью;
идеальная подгонка длины трансплантата к глубине “посадочного гнезда” обеспечивает повышение стабильности в 2-3 раза;
трансплантаты с фиксацией press-fit более стабильны (этот эффект достигается за счет того, что сам пересаживаемый костнохрящевой фрагмент чуть шире отверстия для имплантации).

Что будет, если кривизна трансплантата не соответствует кривизне восстанавливаемого участка?

В исследовании на овцах было показано, что несоответствие кривизны до 1 мм допустимо — хрящ сохраняется; если же несоответствие достигает 2 мм и более, то происходит асептический некроз трансплантата и он постепенно рассасывается.

Зависит ли жизнеспособность хряща трансплантата от усилия при его фиксации?

При силе надавливания при фиксации до 10 МПа хондроциты не страдают, если же надавливать с усилием выше 15 МПа происходит повреждение хряща. Поэтому рекомендуется вводить трансплантат несколькими несильными надавливаниями, чем одни интенсивным.

Каковы результаты мозаичной пластики?

Исследователям удалось подвергнуть гистологическому изучению хрящевые структуры мыщелка через 3 года после мозаичной пластики. Были отмечены следующие факты:

костная интеграция была отличной;
поверхностный гиалиновый хрящ оставался жизнеспособным;
конгруэнтность поверхности была сохранена, но между трансплантатом и смежным хрящом участка-реципиента сохранялась небольшая трещина.

Что происходит с донорским участком?

Контрольная артроскопия показала, что донорский участок остается пустым, лишь через достаточно продолжительное время происходит его незначительное опускание и образование фиброзной ткани в глубине.

Проводились эксперименты по заполнению дефекта остеопериостальной пробкой из большеберцовой кости, но это все равно не обеспечивает заполнения кости.

Кратко резюмируя все вышесказанное, можно сделать следующие выводы:

остеохондральные трансплантаты с боковых и медиальных поверхностей мыщелков, а также из области межмыщелковой борозды позволяют успешно исправлять хрящевые дефекты;
диаметр трансплантата должен быть чуть больше посадочного отверстия;
длина трансплантата должна быть равна глубине отверстия;
предпочтительна посадка методом press-fit;
остеохондральный имплантат долгое время остается жизнеспособным и обеспечивает нормальное функционирование сустава.

Видео процедуры

Преимущества и недостатки применения остеохондральных трансплантатов

Краткий перечень преимуществ:

остеохондральный трансплантат, используемый для мозаичной хондропластики, это вполне жизнеспособная функциональная единица, позволяющая восстанавливать разрушенный гиалиновый хрящ;
размер трансплантата достаточно легко подгоняется под размер посадочного участка;
процедура носит одностадийный характер — не требуется промежуточных этапов в виде выращивания клеток в лаборатории;
низкий риск осложнений.

Недостатки:

сложность в выборе участков с необходимой кривизной для обеспечения лучшей конгруэнтности;
при взятии большого числа донорских трансплантатов высок риск послеоперационной боли в суставе.

Кому показана мозаичная хондропластика коленного сустава

Этот вид операций предпочтительно выполнять у пациентов с очаговым разрушением суставного хряща в местах наибольшей нагрузки. Происходит это обычно в результате прямого травмирующего воздействия и при остеохондрите. Предположить локальное повреждение можно клинически — на основании боли, усиливающейся в определенном положении сустава.

Пациенту обязательно проводится рентгенография колена. Желательно проведение КТ и МРТ коленного сустава. При этом Кт обладает большей специфичностью и позволяет выявлять поверхностные хрящевые дефекты, МРТ же больше подходит для оценки степени остеохондрита и для подбора донорских участков.

Противопоказания

Деструктивный остеоартрит.
Воспалительные артропатии.
Инфекция коленного сустава в анамнезе.
Злокачественные опухоли.
Возраст пациентов старше 50 лет.

Относительными противопоказаниями считаются избыточная масса тела и низкая приверженность лечению.

Техника мозаичной хондропластики

Положение пациента — на спине с согнутой под 120° ногой. Рентгеновский снимок с контрольной меткой позволяет убедиться, что степень сгибания колена достаточна для доступа к донорскому участку кости.

Далее осуществляется артроскопический доступ к мыщелку бедренной кости с поврежденным участком хряща. Производится очистка участка кюреткой и иссечение краев для получения ровного здорового контура. Затем вводится зонд с метками — с его помощью измеряют точный размер дефекта. Если дефект слишком большой или расположен очень далеко, операцию делают с помощью артротомии (открытым доступом).

Следующим этапом делают разрез тканей и получают доступ к тому участку кости, откуда будут брать трансплантат. Используется перекрестный принцип: если восстанавливают дефект на медиальном мыщелке, то трансплантат берут с боковой поверхности латерального и наоборот. Забор ткани осуществляется трубчатым долотом. Очень важно в момент “вбивания” долота сохранять точную перпендикулярность по отношению к поверхности хряща.

Количество забираемых цилиндрических костно-хрящевых фрагментов варьируется от трех до пяти и зависит от их размера: чем больше трансплантат, тем меньше их требуется. Обычно берут 3 трансплантата диаметром 10-11 мм или 5-6 диаметром 5-7 мм.

После получения необходимого количества костно-хрящевых фрагментов выполняется сверление первого “посадочного гнезда” на дефектном участке хряща. Осуществляется это также трубчатым долотом, но диаметр его на 1 мм меньше того, которое применялось для извлечения трансплантатов. Длина посадочного отверстия измеряется, под него подгоняется длина трансплантата, который осторожно фиксируется на предназначенное для него место способом press-fit. Процедуру повторяют необходимое количество раз. При этом отверстия сверлят таким образом, чтобы они были не параллельны и расходились веером от гипотетического центра кривизны мыщелка, это позволяет максимально точно восстановить кривизну суставной поверхности.

Мозаичная хондропластика надколенника и большеберцовой суставной поверхности

Как мы знаем, в коленном суставе имеется еще две суставных поверхности — внутренняя сторона надколенника и суставная поверхность большеберцовой кости. Они также могут повреждаться и требовать “ремонта”.

В случае с надколенником мозаичная хондропластика не представляет сложностей. Она всегда проводится открытым способом, так как требует вывихивания надколенника. Источником трансплантатов обычно служит межмыщелковая бороздка, а сами костно-хрящевые фрагменты имеют меньшую толщину — не более 12 мм (при операции на бедренных надмыщелках их длина составляет 15-18).

Провести мозаичную хондропластику суставной поверхности большеберцовой кости коленного сустава технически достаточно сложно. Для этого необходима направляющая лигаментопластика передней крестообразной связки — этим обеспечивается доступ к месту операции. Источники трансплантатов все те же.

Послеоперационный период и реабилитация

В раннем послеоперационном периоде к оперированному колену прикладывают пузыри со льдом — это снижает риск гемартроза. Также нежелательно применение антикоагулянтов, так как они увеличивают риск гемартроза.

Нагружать сустав можно уже на следующий день, если проводилась пластика с одним трансплантатом, но только с ограничением объема сгибания. В противном случае рекомендуется полностью исключить нагрузку на сустав сроком до 3-х недель, а в дальнейшем на протяжении 3-4 постепенно ее увеличивать. Через 10 недель пациенту разрешается бегать.

Что показывает МРТ-контроль

МРТ — лучший способ отслеживать динамику мозаичной хондропластики. При нормальном процессе заживления через несколько недель происходит полная остеоинтеграция костной части фрагмента и заживление хрящевой. МРТ в режиме T2-взвешенных изображений (FSE) позволяет своевременно отслеживать осложнения.

Возможные осложнения

При мозаичной хондропластике осложнения отмечаются достаточно редко. Перечень осложнений:

перелом трансплантата во время извлечения;
слишком глубокое погружение — “проваливание” — трансплантата в донорское отверстие;
послеоперационный гемартроз;
болезненность в области участка-донора ( в области извлечения костно-хрящевых фрагментов);
некроз трансплантата;
псевдоартроз трансплантата.

Результаты мозаичной пластики коленного сустава

Недавно Ласло Хангоди с соавторами (Hangodi et al.) опубликовал результаты крупного исследования, включившего почти 1000 пациентов: 789 человек с повреждением хряща мыщелков бедренной кости, 31 — суставной поверхности большеберцовой кости, 147 — надколенника). В 81% случаев отмечалась сопутствующая патология — травмы менисков, костей, связок.

Через 15 лет наблюдения отмечено:

92% отличных результатов при мозаичной пластике мыщелков бедра;
87% — при пластике суставной поверхности большеберцовой кости;
74% — при пластике надколенника.

В ходе исследования по тем или иным причинам были проведены 83 биопсии пересаженных трансплантатов. В 83% биоптатов была отмечена отличная остеоинтеграция и образование прекрасной хрящевой матрицы богатой коллагеном 2 типа и гликозаминогликанами.

Авторы исследования, а также ряд других авторов отмечают относительную простоту мозаичной пластики, относительно низкую стоимость и тот факт, что переносится живой аутологический хрящ.

Сравнение результатов мозаичной пластики и трансплантации аутологичных культивированных хондроцитов проводилось лишь в краткосрочной перспективе (срок наблюдений до 1 года после операции). Поэтому объективный анализ пока не доступен.