СПОСОБ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ КРУПНЫХ СУСТАВОВ Российский патент 2003 года по МПК A61B17/56 A61N7/00 

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и предназначено для лечения опорно-двигательного аппарата.

Дегенеративно-дистрофические поражения крупных суставов относятся к числу самых распространенных заболеваний. Патологический процесс, единожды начавшись, неуклонно прогрессирует, приводя к деформации сустава и, как следствие, к нарастанию болевого синдрома, ограничению подвижности, порочному положению конечности. Известны различные способы лечения подобного рода заболеваний. Консервативное лечение [1] эффективно только на начальных стадиях процесса, поэтому основным способом лечения больных с дегенеративно-дистрофическими поражениями крупных суставов является оперативный. Современная ортопедия располагает довольно большим арсеналом хирургических вмешательств, среди которых: остеотомия, артропластика и эндопротезирование. При этом эндопротезирование является наиболее современным и высокоэффективным методом лечения грубой патологии крупных суставов [2].

Известен общепринятый способ цементного эндопротезирования крупных суставов [3], взятый в качестве прототипа. Он заключается в задненаружном доступе к суставу (типа Гибсона), резекции необходимых частей сустава, подготовке компонентов сустава к установке эндопротеза и цементированию, проведении цементирования с последующим восстановлением анатомических взаимоотношений сустава и ушиванием раны.

Основными проблемами эндопротезирования в настоящее время являются повышенная травматичность операции и "выживаемость" имплантантов в организме. Повышенная травматичность определяется хирургическим доступом (величиной разреза и размерами костной раны), площадью и глубиной обработки костно-мозгового канала бедра и дна вертлужной впадины, длительностью операции и нахождения больного под наркозом в целом, кровопотерей и ограниченными возможностями гемостаза в мягких тканях, губчатой кости и костно-мозговом канале. В свою очередь, "выживаемость" имплантантов в организме зависит от решения вопросов первичной нестабильности и асептического расшатывания элементов протеза, ближайших и отдаленных местных гнойно-септических и тромбоэмболических осложнений.

Задачей изобретения является снижение травматичности в процессе операции, качественное улучшение технологии обработки костной ткани, цементирования и адгезии цемента к кости, обеспечение эффективного интраоперационного гемостаза, профилактика развития местных инфекционных осложнений и стимуляция процессов регенерации костной ткани и местного иммунитета при эндопротезировании крупных суставов.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе эндопротезирования, включающем доступ к суставу, резекцию частей сустава, подготовку элементов сустава к установке эндопротеза, проведение цементирования с последующей установкой элементов протеза и ушивание раны, при проведении различных этапов операции используют низкочастотный высокоамплитудный ультразвук, при этом на этапе рассечения тканей, резекции частей сустава и обработки вертлужной впадины осуществляют контактный гемостаз с помощью ультразвука; после обработки вертлужной впадины в ней формируют отверстия ультразвуком; затем вертлужную впадину заполняют раствором антисептика или антибиотика и погружают рабочий торец инструмента в раствор, осуществляя очистку поверхности и кавитационный гемостаз; после удаления жидкости осуществляют ультразвуковую фрагментарную сушку поверхности костного ложа для цементирования и установки тазового компонента эндопротеза; перед установкой бедренной части эндопротеза и ее цементированием костно-мозговой канал заполняют антисептиком или антибиотиком и погружают рабочий торец инструмента в раствор, осуществляя очистку канала и кавитационный гемостаз, причем само ультразвуковое воздействие осуществляется с амплитудой А=50-70 мкм и частотой F=26-40 кГц.

Для реализации предлагаемого способа был применен специально разработанный ультразвуковой высокоамплитудный хирургический аппарат с пьезокерамическим излучателем и специально изготовленным набором волноводов-инструментов из высокопрочного титанового сплава. Аппарат состоит из ультразвукового генератора 1, выход которого подключен к излучателю 2 с подсоединенным к нему ультразвуковым волноводом-инструментом 3. Были использованы волноводы инструменты с рабочими окончаниями типа: "нож", "круглый плоский торец", "круглый полый торец", "долото" (см. фиг.1-4).

Рассмотрим вариант реализации предлагаемого способа на примере тотального эндопротезирования тазобедренного сустава с применением костного цемента.

Операционный доступ осуществляется путем рассечения кожи и подкожной клетчатки, вскрытия фасции, ротации бедра и выведения головки в рану. На данном этапе, для рассечения грубой рубцовой параартикулярной соединительной ткани используется волновод типа "нож" 1, закрепленный на ультразвуковом пьезопреобразователе 2, подключенном к генератору 3. Для обеспечения гемостаза используется ультразвуковой волновод-инструмент типа "прямой круглый торец" 4. Торец волновода-инструмента подводится к месту воздействия, осуществляется контактный прижим, и включается ультразвук.

Гемостатическое воздействие осуществляется в течение 0,5-1,5 с при следующих параметрах: амплитуда колебаний рабочего торца волновода инструмента А=50-70 мкм, частота колебаний 40 кГц. Эффективность такого воздействия определяется следующими факторами:
- термический эффект на торце волновода, обеспечивающий коагуляцию сосудов в области воздействия;
- гидроакустическое воздействие на форменные элементы крови, находящиеся в прилегающих к этой зоне сосудах, приводящее к их частичному разрушению, выходу в сосудистое русло и активации свертывающих факторов крови.

Следующим этапом операции является остеотомия шейки бедренной кости для резекции головки бедра, проводимое при помощи осцилляторной пилы. На данном этапе ультразвуковое воздействие используется для контактного гемостаза губчатой кости после проведения остеотомии. Воздействие также осуществляется инструментом-волноводом типа "прямой круглый торец" при примерно тех же параметрах и по той же методике.

Затем производится подготовка вертлужной впадины к эндопротезированию. Для этого специальными фрезами удаляют суставной хрящ и склерозированную кость со стенок и дна вертлужной впадины. После обработки вертлужной впадины фрезами проводят ультразвуковой контактный гемостаз, в том числе в точке выхода круглой связки из дна впадины. Воздействие осуществляется по описанной выше методике по указанным параметрам с помощью того же волновода инструмента типа "прямой круглый торец". После обработки вертлужной впадины для качественной цементной фиксации тазового компонента формируют отверстия диаметром 7 мм в стенках впадины (не менее трех).

При этом используют ультразвуковой волновод-инструмент типа "полый круглый торец", рабочий конец которого устанавливается в место формирования отверстия в дне вертлужной впадины, включается ультразвук при осевом прижатии в 5-10 Н. Производится ультразвуковая прошивка на глубину 10 мм. Формируются круглые отверстия, соответствующие диаметру используемого волновода-инструмента. Параметры используемого ультразвукового воздействия А=50-70 мкм, F= 40 кГц. Использование ультразвукового воздействия вместо пробойника для формирования отверстий в вертлужной впадине позволяет снизить операционную травматизацию окружающих тканей, обеспечивает очень точное и дозированное формирование отверстий, одновременно производя в них гемостаз.

Затем вертлужная впадина заполняется раствором антисептика или антибиотиков, осуществляется бесконтактное ультразвуковое гидроакустическое воздействие с помощью волновода инструмента типа "прямой круглый торец". Рабочий торец инструмента волновода погружается в раствор на глубину 5-10 мм, не касаясь костной ткани. Затем включается ультразвук и осуществляется ультразвуковая очистка костной поверхности от костной крошки, сгустков крови, костного мозга и фрагментов соединительной ткани.

Одновременно с очисткой происходит интенсивная многофункциональная обработка поверхности вертлужной впадины с импрегнацией антисептика или антибиотика и кавитационный гемостаз костной раны. Параметры воздействия А=50-70 мкм, F= 26-40 кГц, длительность воздействия до 3 мин. Затем, после удаления жидкости из операционного пространства, осуществляется ультразвуковая фрагментарная сушка поверхности костного ложа перед нанесением костного цемента и последующей установкой чашки эндопротеза.

Сушка производится с помощью волновода инструмента типа "прямой круглый торец", что обеспечивается как за счет обратного ультразвукового капиллярного эффекта в губчатой кости, так и за счет термической составляющей воздействия на торце волновода. Рабочий торец волновода инструмента подводят к осушаемому месту костного ложа до соприкосновения с поверхностью и включают ультразвук. Параметры воздействия А=50-70 мкм, F=40 кГц, время воздействия 1-3 с. После цементирования и установки тазового компонента эндопротеза приступают к следующему этапу тотального эндопротезирования - подготовке бедренного канала к установке бедренного компонента эндопротеза.

Для подготовки проксимального отдела бедренной кости бедро сгибают, приводят и ротируют кнутри. Затем стандартно вскрывают костно-мозговой канал и удаляют часть большого вертела с медиальной поверхности, чтобы создать ложе для введения бедренного компонента эндопротеза. Этот элемент операции выполняют с использование волновода инструмента типа "долото". Затем костно-мозговой канал обрабатывают развертками и специальными рашпилями, профиль которых соответствует проксимальной части ножки эндопротеза, подготавливая ложе в бедренной кости.

Перед установкой бедренной части эндопротеза и ее цементированием проводят ультразвуковую очистку костно-мозгового канала с одновременным насыщением внутренней поверхности бедренной кости антисептиком (хлоргексидин) или раствором антибиотиков (гентамицин), а также ультразвуковой кавитационный гемостаз. Для этого заполняют костно-мозговой канал раствором, вводят в него рабочий торец волновода инструмента типа "прямой круглый торец" и включают ультразвук. Параметры воздействия и методика аналогичны описанным ранее для очистки, кавитационного гемостаза и дренирования вертлужной впадины. Затем проводится цементирование и установка бедренного компонента протеза; и на заключительном этапе операции производится восстановление анатомических взаимоотношений в суставе и ушивание раны.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает качественное улучшение технологии цементного протезирования благодаря высокой степени очистки и последующей сушке цементируемой поверхности, эффективный интраоперационный гемостаз, профилактику развития местных инфекционных осложнений и стимуляцию процессов регенерации костной ткани и местного иммунитета.

Предлагаемый способ эндопротезирования крупных суставов имеет следующие преимущества перед известными:
- в сравнении с традиционными методами электрокоагуляции кровотечение из мягких тканей останавливается с меньшей температурной травматизацией и за более короткий отрезок времени. Кроме того, в отличие от электрокоагуляции, ультразвуковое воздействие позволяет осуществить надежный гемостаз губчатой кости.

При этом органические изменения костной поверхности являются обратимыми;
- высокоэффективная ультразвуковая чистка поверхностей обеспечивает качественное удаление костной крошки, микросгустков, костного мозга и микротромбов как с поверхности кости, так и из костных лакун, что обеспечивает высокую степень адгезии цемента к поверхности;
- одновременно с ультразвковой чисткой происходит насыщение губчатой кости раствором антисептика или антибиотиков, обеспечивающее уменьшение количества инфекционных осложнений;
- использование обратного ультразвукового капиллярного эффекта позволяет осуществлять локальное контактное дренирование массива губчатой кости;
- использование ультразвукового воздействия для резки костной ткани, в частности, волновода инструмента типа "долото" при обработке бедренного канала и волновода инструмента типа "прямой полый торец" для прошивки фиксирующих отверстий в дне вертлужной впадины, обеспечивает менее травматичную для окружающих тканей и более точную обработку, не создает тромботических "выбросов" в кровеносное русло, что снижает количество послеоперационных осложнений. В соответствии с предлагаемым способом экспериментально было проведено 40 операций по тотальному протезированию тазобедренного сустава. В результате отмечено сокращение общей длительности операционного вмешательства, в среднем на 20 минут, при рентгенологическом послеоперационном контроле - улучшение качества цементной мантии возле элементов протеза, уменьшение на 30% объема интра- и послеоперационной кровопотери, ранняя нормализация температуры, сокращение сроков послеоперационного пребывания в стационаре в 1,3 раза
Источники информации
1. Героева И.В., Цыкунов М.Б. Консервативное лечение остеоартроза крупных суставов. - Вестник травматологии и ортопедии, 1994, 3, с.51-55.

2. Корнилов Н. В., Войтович А.В. и др. Хирургическое лечение дегенеративно-дистрофических поражений тазобедренного сустава. СПб.: "ЛИТО Синтез", 1997, 292 с.

3. Загородний Н. В. Эндопротезирование при повреждениях и заболеваниях тазобедренного сустава. Автореферат на соиск. уч. степ. докт. мед. наук. М., 1998, с.15 (прототип).

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для эндопротезирования крупных суставов. При проведении различных этапов операции используют низкочастотный высокоамплитудный ультразвук. На этапе рассечения тканей, резекции частей сустава и обработки вертлужной впадины осуществляют контактный гемостаз с помощью ультразвука. После обработки вертлужной впадины в ней формируют отверстия ультразвуком. Затем вертлужную впадину заполняют раствором антисептика или антибиотика, погружают рабочий торец инструмента в раствор и осуществляют очистку поверхности и кавитационный гемостаз. После удаления жидкости осуществляют ультразвуковую фрагментарную сушку поверхности костного ложа для цементирования и установки тазового компонента эндопротеза. Перед установкой бедренной части эндопротеза и ее цементированием костно-мозговой канал заполняют антисептиком или антибиотиком. Погружают рабочий торец инструмента в раствор и осуществляют очистку канала и кавитационный гемостаз. Амплитуда ультразвукового воздействия А=50-70 мкм, частота F=26-40 кГц. Способ уменьшает травматичность операции, обеспечивает интраоперационный гемостаз и стимулирует процессы регенерации костной ткани. Это улучшает результаты лечения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ эндопротезирования крупных суставов, включающий доступ к суставу, резекцию частей сустава, подготовку элементов сустава к установке эндопротеза, проведение цементирования с последующей установкой элементов протеза и ушивание раны, отличающийся тем, что при проведении различных этапов операции используют низкочастотный высокоамплитудный ультразвук, при этом на этапе рассечения тканей, резекции частей сустава и обработки вертлужной впадины осуществляют контактный гемостаз с помощью ультразвука, после обработки вертлужной впадины в ней формируют отверстия ультразвуком, затем вертлужную впадину заполняют раствором антисептика или антибиотика и погружают рабочий торец инструмента в раствор, осуществляя очистку поверхности и кавитационный гемостаз, после удаления жидкости осуществляют ультразвуковую фрагментарную сушку поверхности костного ложа для цементирования и установки тазового компонента эндопротеза, перед установкой бедренной части эндопротеза и ее цементированием костно-мозговой канал заполняют антисептиком или антибиотиком и погружают рабочий торец инструмента в раствор, осуществляя очистку канала и кавитационный гемостаз.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковое воздействие осуществляют с амплитудой А = 50-70 мкм и частотой F = 26-40 кГц.