Способ подготовки опилов бедренной и большеберцовой костей при цементной фиксации компонентов эндопротеза коленного сустава Российский патент 2019 года по МПК A61B17/56 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использовано при установке эндопротеза коленного сустава, а именно для улучшения качества цементной фиксации бедренного и большеберцового компонентов эндопротеза.

Большинство современных эндопротезов коленного сустава фиксируют с помощью костного цемента (самоотверждающийся материал на основе полиметилметакрилата). Цементная фиксация хорошо себя зарекомендовала. Установленные таким образом эндопротезы могут функционировать более 15 лет. Срок службы и функциональные характеристики эндопротеза коленного сустава зависят от ряда факторов, одним из которых является качество цементной фиксации, а именно - стабильная связь как между поверхностью имплантата и костным цементом, так и прочное механическое взаимодействие между цементом и костной тканью.

Стоит отметить, что костный цемент не связывается химически ни с костью, ни с кобальтовым, титановым или каким-либо иным сплавом, но он крепко и сразу фиксирует имплантат и стабилен в кости. Костный цемент играет роль буферной прослойки для передачи напряжения между имплантатом и костью и обеспечивает распределение нагрузок по большей площади.

Компоненты эндопротезов из современных металлических сплавов ломаются редко, однако иногда происходит нарушение связей между имплантатом и костью. За расшатывание эндопротеза отвечают два процесса: механический и биологический.

Во время движения коленный сустав испытывает существенные нагрузки и давление, которое передается с эндопротеза на подлежащую костную ткань. Поскольку в ходе эндопротезирования коленного сустава проводится полное удаление плотного субхондрального слоя бедренной и большеберцовой костей, вся нагрузка поглощается мягкой губчатой костью и периферической кортикальной пластинкой. При избыточном давлении, которое действует на кость в течение длительного периода времени, эндопротез начинает погружаться вглубь костной ткани или теряет прочную связь с ней. Кроме этого, определенные сложности возникают при неравномерной нагрузке на коленный сустав во время движения. При этом один край эндопротеза вжимается в кость, в то время как другой его отдел приподнимается над костью, что приводит к неравномерному изнашиванию полиэтиленового вкладыша, расположенного между металлическими компонентами. Подобное изнашивание сопровождается образованием мелких полиэтиленовых частиц-отломков, которые запускают биологический ответ со стороны организма, что вносит свой вклад в дальнейшее расшатывание имплантата. В некоторых случаях отмечается также потеря костной ткани вокруг эндопротеза.

Улучшение качества фиксация компонентов эндопротеза при помощи костного цемента позволит продлить срок службы эндопротеза, снизив вероятность проваливания эндопротеза в губчатую костную ткань, а также значительно увеличить прочность связи цемент-кость, что препятствует отрыву имплантата.

Традиционный способ фиксации компонентов эндопротеза при помощи костного цемента (Total knee replastement / J.N. Insall [et al.] // Surgery of the knee: 4th ed. - New York, 2006. - P. 609-633) предусматривает временную тампонаду опилов суставных поверхностей сухими салфетками или салфетками смоченными раствором перекиси водорода для остановки кровотечения и подготовки поверхности опилов к нанесению костного цемента, что не исключает фиксацию компонентов в условиях продолжающегося кровотечения из губчатой кости опилов и не всегда позволяет проникнуть костному цементу на достаточную глубину, необходимую для надежной фиксации компонентов эндопротеза, несмотря на то, что при окончательной установке компонентов эндопротеза, конечность удерживают в положении разгибания в коленном суставе под углом 180°, осуществляя умеренную компрессию по оси конечности для лучшей интеграции цемента в костные трабекулы.

Недостатком, описанного способа является отсутствие возможности удалять кровь с поверхности губчатой кости после нанесения костного цемента.

Наиболее близким способом, принятыми за ближайший аналог, является стандартная подготовка опилов бедренной и большеберцовой костей перед нанесением костного цемента, необходимая для фиксации компонентов эндопртеза, все цементируемые костные поверхности должны быть тщательно отмыты раствором антисептика или 0,9% раствора хлорида натрия под давлением от закупоривающих костные трабекулы крови и дебриса, затем обработаны перекисью водорода и тщательно высушены (Тотальное эндопротезирование коленного сустава с использованием имплантатов AGC ВIOМЕТ (Медицинская технология) ФГУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена Росмедтехнологий». Авторы: д.м.н. Н.Н. Корнилов, к.м.н. Т.А. Куляба, к.м.н. А.И. Печинский, к.м.н. А.В. Селин, к.м.н. А.В. Каземирский, к.м.н. И.И. Кроитору, А.И. Петухов, И.А. Кукушкин. Санкт-Петербург 2009 г. С. 38-39).

Недостатком известного способа является то, что он позволяет на короткое время подсушить поверхность опила, но остановить кровотечение полностью не удается и кровь продолжает поступает из глубины губчатой кости после нанесения костного цемента вплоть до его полимеризации, что ухудшает качество сцепления материалов цемент-кость и сокращает срок службы эндопротеза.

Задачами способа являются:

- улучшение качества фиксации компонентов эндопротеза, за счет качественного гемостаза на поверхности опилов;

- увеличение срока службы эндопротеза.

Сущностью изобретения является то, что во время установки компонентов эндопротеза коленного сустава после выполнения опилов суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей середину боковой поверхности медиального и латерального мыщелков бедренной кости на 8,0-10,0 мм выше опила суставной поверхности и на глубину 10,0-15,0 мм и в переднелатеральную и переднемедиальную поверхности большеберцовой кости на 8,0-10,0 мм ниже опила суставной поверхности и на глубину 10,0-15,0 мм вводят костные иглы, с помощью электроаспиратора, через иглы в губчатом веществе кости создают отрицательное давление 80-120 мм рт.ст. до остановки кровотечения, затем поверхность опилов отмывают от крови и подсушивают, после чего наносят костный цемент, иглы удаляют после его полимеризации.

Технический результат: данная технология позволяет заметно снизить интенсивность кровотечения с поверхности опилов бедренной (Фиг. 2 позиция 7) и большеберцовой костей (Фиг. 3 позиция 9), вплоть до его полной остановки, а также повышает проникающую способность цемента в поры губчатой кости, что положительно сказывается на качестве сцепления материалов цемент-кость. Костный цемент проникает в губчатую кость глубже, что видно на контрольных рентгенограммах по толщине и неровной линии цементной мантии, повторяющей структуру губчатой кости. На сравнительных рентгенограммах видна разница в толщине костной мантии бедренного (Фиг. 4 позиция 11) и большеберцового компонентов (Фиг. 4 позиция 12) у пациента прооперированного с применением предложенного способа и со стандартной технологией гемостаза и цементной фиксацией компонентов эндопротеза, где толщина цементной мантии минимальна у бедренного (Фиг. 5 позиция 14) и большеберцового компонентов (Фиг. 5 позиция 13).

Определены оптимальные точки введения костной иглы, позволяющие добиться максимального эффекта:

- для бедренной кости - середина боковой поверхности медиального или латерального мыщелка, на 8,0-10,0 мм выше опила суставной поверхности (Фиг. 1, позиция 3);

- для большеберцовой кости переднелатеральная или переднемедиальная поверхности кости на 8,0-10,0 мм ниже опила суставной поверхности (Фиг. 1 позиция 6).

Глубина погружения костной иглы зависит от размера компонентов эндопротеза, так для 3-4-го размера бедренного и большеберцового компонентов эндопротеза глубина погружения иглы составляет 10,0-15,0 мм. Отключение электроаспиратора и удаление костных игл проводится после полимеризации костного цемента.

Для лучшего понимания схема введения костных игл представлена на фигуре 1, где 1 - бедренная кость с опилом мыщелков, вид спереди, 2 - большеберцовая кость с опилом суставной поверхности, вид спереди, 3 -позиционированные костные иглы, установленные в мыщелках бедренной кости, 4 - опил мыщелков бедренной кости, вид снизу (со стороны межсуставной щели), 5 - опил суставной поверхности большеберцовой кости, вид сверху (со стороны межсуставной щели), 6 - позиционированные костные иглы, установленные в большеберцовой кости.

Способ осуществляют следующим способом. При цементной фиксации компонентов эндопротеза коленного сустава, после выполнения опилов суставных поверхностей бедренной (Фиг. 2 позиция 7) и большеберцовой (Фиг. 3 позиция 9) костей в середину латерального и медиального мыщелов бедренной кости, на 8,0-10,0 мм выше опила на глубину 10,0-15,0 мм (Фиг. 1 позиция 3) и переднемедиальную и переднелатеральную поверхности большеберцовой кости, на 8,0-10,0 мм ниже опила на глубину 10,0-15,0 мм (Фиг. 1 позиция 6) вводят костные иглы с подключенным к ним электроаспиратором (Фиг. 2 позиция 8 и Фиг. 3 позиция 10) создающим отрицательное давление 80-120 мм рт.ст., что позволяет создать отрицательное давление в губчатом веществе опилов суставных поверхностей костей, к которым осуществляют цементную фиксацию компонентов эндопротеза. В результате кровотечение с поверхности опилов останавливается, затем поверхность опилов отмывают от крови и подсушивают стерильной салфеткой, поверхность опилов остается сухой (Фиг. 2 позиция 7 и Фиг. 3 позиция 9), что является обязательным условием при цементной фиксации компонентов эндопротеза. После чего осуществляют цементную фиксацию компонентов эндопротеза. Электроаспиратор отключают после полимеризации костного цемента. За счет отрицательного давления, создаваемого в губчатом веществе опилов, костный цемент проникает в губчатую кость глубже, что видно на контрольных рентгенограммах по толщине и неровной линии цементной мантии, повторяющей структуру губчатой кости (Фиг 4 позиция 11 и 12), в сравнении с традиционным способом цементной фиксации, где толщина цементной мантии минимальная и отсутствуют неровности контуров, свидетельствующие о проникновении костного цемента вглубь губчатой кости (Фиг 5 позиция 13 и 14).

С применением данного способа в клинических условиях ГБУЗ «Научно-исследовательский институт - Краевая клиническая больница №1 имени профессора С.В. Очаповского» министерства здравоохранения Краснодарского края оперировано 11 пациентов с диагнозом гонартроз III ст.в 2018 году. У всех пациентов интраоперационно фиксация компонентов эндопртеза удовлетворительная, разрешена ранняя нагрузка (через 20-24 часа после операции). Ранние осложнения, связанные с нестабильностью компонентов эндопротеза не выявлены. Отмечено сокращение времени этапа цементной фиксации компонентов эндопротеза, за счет надежного и быстрого гемостаза на поверхности опилов суставных поверхностей.

Клинический пример: пациентка С. 64 года, диагноз: идиопатический двусторонний гонартроз III ст., болевой синдром. 15.02.2018 г. госпитализирована в ГБУЗ «НИИ-ККБ №1 им. проф. Очаповского» министерства здравоохранения Краснодарского края для выполнения тотального эндопротезирования правого коленного сустава.

При установке эндопротеза коленного сустава «Aesculap» (размер бедренного компонента №3, размер большеберцового компонента №3, вкладыш 12 мм) был применен предлагаемый способ, после выполнения опилов суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей в середину латерального и медиального мыщелков бедренной кости на 0,8-10,0 мм выше опила на глубину 10,0-15,0 мм и переднелатеральную и переднемедиальную поверхности большеберцовой кости на 0,8-10,0 мм ниже опила на глубину 10,0-15,0 мм введены костные иглы с подключенным к ним электроаспиратором создающим отрицательное давление 80-120 мм рт.ст., что позволило создать отрицательное давление в губчатом веществе опилов суставных поверхностей костей, к которым осуществлялась цементная фиксация компонентов эндопротеза. В результате кровотечение с поверхности опилов останавливается, затем поверхность опилов была отмыта от крови и подсушена стерильной салфеткой, поверхность опилов оставалась сухой, что является обязательным условием при цементной фиксации компонентов эндопротеза. После чего была выполнена цементная фиксация компонентов эндопротеза. Электроаспиратор отключен и удалены костные иглы после полимеризации костного цемента. Интраоперационно - фиксация компонентов эндопртеза удовлетворительная, разрешена ранняя нагрузка (через 20-24 часа после операции). Ранние осложнения, связанные с нестабильностью компонентов эндопротеза не выявлены. Пациентка выписана на 7 сутки после операции для продолжения лечения и реабилитации в амбулаторных условиях под наблюдением врача травматолога-ортопеда по месту жительства. Передвигается при помощи костылей, разрешена ранняя нагрузка на оперированную конечность до 50% и ее увеличение в течение последующих 4 недель, с дальнейшим переходом на ходьбу с опорой на трость до 2 месяцев, состояние удовлетворительное.

В отличие от традиционного способа подготовки опилов костей, не исключающего кровотечения с поверхности опилов, предложенный способ позволяет добиться полной остановки кровотечения с поверхности опила, что является обязательным условием качественной цементной фиксации компонентов эндопротеза. Интраоперационно - фиксация компонентов эндопротеза удовлетворительная. В раннем послеоперационном периоде осложнения не наблюдали, разрешена ранняя нагрузка и ее увеличение, ходьба при помощи костылей в течение 4 недель, с дальнейшим переходом на ходьбу с опорой на трость до 2 месяцев.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть использовано при выполнении тотального эндопротезирования коленного сустава. В середину боковой поверхности медиального и латерального мыщелков бедренной кости на 8,0-10,0 мм выше опила суставной поверхности и на глубину 10,0-15,0 мм и в переднелатеральную и переднемедиальную поверхности большеберцовой кости на 8,0-10,0 мм ниже опила суставной поверхности и на глубину 10,0-15,0 мм вводят костные иглы. С помощью электроаспиратора через иглы в губчатом веществе кости создают отрицательное давление 80-120 мм рт.ст. до остановки кровотечения. Затем поверхность опилов отмывают от крови и подсушивают, после чего наносят костный цемент, иглы удаляют после его полимеризации. Способ позволяет минимизировать интенсивность кровотечения с поверхности опилов мыщелков костей и улучшает проникновение костного цемента в губчатую кость, в результате чего повышается эффект фиксации компонентов эндопротеза. 1 пр., 5 ил.

Способ подготовки опилов бедренной и большеберцовой костей при цементной фиксации компонентов эндопротеза коленного сустава, отличающийся тем, что в середину боковой поверхности медиального и латерального мыщелков бедренной кости на 8,0-10,0 мм выше опила суставной поверхности и на глубину 10,0-15,0 мм и в переднелатеральную и переднемедиальную поверхности большеберцовой кости на 8,0-10,0 мм ниже опила суставной поверхности и на глубину 10,0-15,0 мм вводят костные иглы с помощью электроаспиратора, через иглы в губчатом веществе кости создают отрицательное давление 80-120 мм рт.ст. до остановки кровотечения, затем поверхность опилов отмывают от крови и подсушивают, после чего наносят костный цемент, иглы удаляют после его полимеризации.