Способ лечения перипротезной инфекции коленного сустава при наличии метаэпидиафизарных дефектов Российский патент 2020 года по МПК A61B17/56 

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при лечении пациентов с перипротезной инфекцией коленного сустава.

Тотальное эндопротезирование коленного сустава сопряжено с определенными рисками развития осложнений. Наиболее серьёзным и трудно излечимым является перипротезная инфекция, которая занимает одну из лидирующих позиций. В настоящее время процедура двухэтапного реэндопротезирования с использованием антибактериального цементного спейсера остаётся «золотым стандартом» при лечении инфекционных осложнений. При обследовании пациентов с перипротезной инфекцией коленного сустава, зачастую выявляются случаи наличия значительных дефектов костных тканей суставных концов, обширных раневых дефектов мягких тканей области оперативного вмешательства, а также несостоятельности связочно-капсульного аппарата. Костные и мягкотканные дефекты обусловлены различными факторами: предшествующая нестабильность компонентов эндопротеза, множественные оперативные вмешательства на область сустава, онкологические и гнойно-некротические поражения. В таких случаях статический спейсер является вариантом выбора для использования в хирургическом лечении глубокой инфекции.

Имеются научные данные, которые показывают удовлетворительные функциональные результаты после использования статических спейсеров в своевременные сроки выполнения заключительного этапа ревизионного эндопротезирования (Treatment of Periprosthetic Knee Infection With a Two-stage Protocol Using Static Spacers/ Paul Lichstein MD, MS, Sharlene Su BS, Hakan Hedlund MD et al.// SYMPOSIUM: 2015 KNEE SOCIETY PROCEEDINGS).

При ревизионном эндопротезировании коленного сустава различные костные дефекты выявляются в 93,9% - 100% случаев, причем значительные дефекты (IIB – III степеней по классификации AORI) составляют до 42%. Помимо этого, каждое последующее оперативное вмешательство увеличивает объёмы имеющихся костных дефектов и риск возникновения осложнений. Это приводит к увеличению численности пациентов с ППИ и дефектами костных тканей коленного сустава, возникающими после удаление инфицированных компонентов эндопротезов. (Способы компенсации костных дефектов при ревизионном эндопротезировании коленного сустава, Т.А. Куляба, Н.Н. Корнилов, А.В. Селин и др., 2011; Оценка эффективности двухэтапного хирургического лечения больных с перипротезной инфекцией коленного и тазобедренного суставов, А.М. Ермаков, Н.М. Клюшин, Ю.В. Абабков, А.С. Тряпичников, А.Н. Коюшков, 2018).

Известен способ для лечения пациентов с перипротезной инфекцией коленного сустава при котором используют блоковидный спейсер. После выполнения санирующей операции с удалением компонентов эндопротеза, радикальным дебридментом мягких тканей и костных структур, выполняют имплантацию блоковидного спейсера, основу которого представляет интрамедуллярный стержень, фиксируемый в костномозговых каналах бедренной и большеберцовой костей в сочетании с костным цементом, импрегнированным антибиотиком. (Результаты этапного лечения пациентов с перипротезной инфекцией после эндопротезирования коленного сустава/ П.М. Преображенский, С.А. Божкова, А.В. Каземирский, М.Ю. Гончаров// Травматология и ортопедия России, Том 23, № 1, 2017, с. 98-107).

Однако, возможная нестабильность устройства в послеоперационный период приводит к образованию новых, более обширных дефектов костных тканей, что, в свою очередь, увеличивает вероятность повторного возникновения периимплантной инфекции, требующей дополнительного оперативного вмешательства. Длительное ограничение функции нижней конечности, связанное с увеличением сроков лечения, в конечном итоге приводит к неудовлетворительным функциональным результатам у пациента из-за снижения амплитуды движений в суставе.

Задача предлагаемого изобретения – разработка способа для выполнения первого этапа ревизионного эндопротезирования, позволяющего выполнить купирование инфекционного процесса коленного сустава при наличии метаэпидиафизарных дефектов.

Технический результат – обеспечение фиксационной стабильности и высокой механической прочности при замещении метаэпидиафизарных дефектов коленного сустава, предупреждение резорбции костных тканей, купирование инфекционного процесса.

Поставленный технический результат достигается тем, что на дооперационном этапе готовят интрамедуллярные стержни для имплантации в бедренную и большеберцовую кости путем удаления у каждого стержня изогнутого конца и выполнения со стороны удаленного проксимального конца двух сквозных отверстий для скрепления стержней между собой внахлест так, чтобы длина прямой части каждого стержня L=l1+l2+l3, где l1 - не менее 40% и не более 60% сохраненной длинны костного канала, l2 – длина дефекта, l3 – длина нахлеста, интраоперационно после удаления компонентов эндопротеза, радикального дебридмента мягких тканей и костных структур, выполняют одномоментную имплантацию в бедренный и большеберцовый каналы на костный цемент с антибиотиком подготовленных стержней, после полимеризации цемента производят соединение проксимальных концов стержней между собой болтами с гайками, выполняют замещение свободного пространства сустава костным цементом импрегнированным антибиотиком, фиксируют дистальные концы стержней с официнальными отверстиями статическими винтами.

Предпочтительно на предоперационном этапе выбирают интрамедуллярные стержни диаметрами не менее 12 мм, нахлест выполняют на протяжении 50 мм, отверстия в проксимальной части выполняют на расстоянии 30 мм между их центрами.

Способ лечения перипротезной инфекции коленного сустава при наличии метаэпидиафизарных дефектов поясняется графическим материалом, где на фиг.1 изображен интрамедуллярный стрежень в двух проекциях с ориентировочной линией удаления (отпиливания) изогнутой части, на фиг. 2 – подготовленные интрамедуллярные стержни, скрепленные по типу внахлест.

Способ осуществляют следующим образом. В ходе предоперационного планирования выполняют рентгенологическое исследование, с целью определения размеров дефектов суставных концов коленного сустава. На основании исследования, определяют показатели ширины и длины сохраненных костных каналов бедренной и большеберцовой костей. Выбирают интрамедуллярные стержни, исходя из полученных параметров следующим образом. Диаметр стержней, так как их планируют фиксировать на костный цемент с антибиотиком, должен быть на 1-2 мм меньше истинной ширины каналов. Предпочтительно выбирают интрамедуллярные стержни диаметрами не менее 12 мм. В случае, если внутренний диаметр костного канала менее 12 мм, то в ходе оперативного вмешательства выполняют обработку канала с помощью специального инструментария (ортопедических разверток) до нужного диаметра. Длину интрамедуллярного стержня выбирают так, чтобы длина прямой части стержня L после удаления (отпиливания) изогнутого конца стержня для придания одноплоскостной ориентации удовлетворяла условию L=l1+l2+l3, где l1 - не менее 40% и не более 60% сохраненной длины костного канала, l2 – длина дефекта, l3 – длина нахлеста (фиг.1). Затем просверливают в проксимальных отделах стержней (со стороны удаленного конца) в зоне нахлеста по два отверстия диаметром 6,5 мм для создания крепления внахлест посредством двух болтов и соответствующих им гаек, размеры которых подбирают в зависимости от диаметров стержней (фиг.2). Предпочтительно нахлест выполняют на протяжении 50 мм, отверстия в проксимальной части выполняют на расстоянии 30 мм между их центрами.

Интраоперационно, после удаления компонентов эндопротеза, радикального дебридмента мягких тканей и костных структур, выполняют погружение стержней в костные каналы таким образом, чтобы отверстия под крепление при полном разгибании конечности были центрированы в суставной полости и совпадали между собой. Для контроля корректности установки, выполняется пробное скрепление стержней болтами. Затем на каждый стержень наносят риски для определения уровня погружения каждого из стержней. Далее выполняют одномоментную имплантацию обоих стержней на костный цемент импрегнированный антибиотиком в положении согнутого колена, с учетом ранее определенных рисок. После полимеризации цемента, выполняют разгибание конечности и фиксацию на 2 болта с гайками. Усилие затягивания осуществляют до момента отсутствия подвижности между стержнями. Далее выполняют замещение свободного пространства сустава костным цементом также импрегнированным антибиотиком, количество которого подбирается индивидуально в зависимости от размеров дефекта.

Под контролем электронно-оптического преобразователя, на уровне статического отверстия с дистальной стороны большеберцового стержня обеспечивают доступ к кортикальному слою костной ткани, далее выполняют просверливание хода для проведения винта с помощью медицинской дрели и установленной рентген-прозрачной насадки. Размер винта определяют специальным инструментом (измеритель длины канала для винта). Затем процедуру повторяют для стержня, установленного в канале бедренной кости. Статические винты позволяют равномерно распределить нагрузку на костные ткани, тем самым предупреждая её резорбцию, а также обеспечивая фиксационную стабильность спейсера с дополнительной ротационной устойчивостью.

Клинический пример 1

Пациент К., 69 лет, поступил в отделение гнойной хирургии (остеологии) с диагнозом: глубокое нагноение после ревизионного эндопротезирования левого коленного сустава. Из анамнеза: по поводу выраженного болевого синдрома и гонартроза 3 ст. левого коленного сустава в 2011 году выполнено тотальное эндопротезирование. В 2012, 2013, 2016, 2017, 2018 гг. ревизионное эндопротезирование левого коленного сустава в связи с диагностированной перипротезной инфекцией. Локальный статус при поступлении в отделение гнойной хирургии (остеологии): выраженный болевой синдром при ходьбе, пациент передвигается с помощью костылей, без нагрузки на левую нижнюю конечность. Относительное укорочение 1 см. Активные движения в левом коленном суставе ограничены, пассивные резко болезненные, латеральная нестабильность. По наружной поверхности левого коленного сустава имеется послеоперационный рубец. В ходе предоперационного планирования было выполнено рентгенологическое исследование в 2-х проекциях (фиг.3, 4). На компьютерной томографии определяется значительных дефект проксимального отдела большеберцовой кости.

В специализированной программе выполнено измерение внутренних размеров и длин сохраненных костных каналов. Учитывая наличие метаэпидиафизарного дефекта проксимального отдела большеберцовой кости (T3 по классификации AORI).

Длина канала сохранной бедренной кости составила 366 мм, диаметр канала - 14 мм. Длина дефекта бедренной кости составила 28 мм. Для расчета итоговой длины стержня 366×40%=146 мм. Для крепления внахлест добавлено 50 мм. Таким образом длина прямой части стержня L=146+28+=224 мм. Выбран интрамедуллярный стержень размерами d =13 мм, l =290 мм.

Длина канала сохранной большеберцовой кости составила 228 мм, диаметр канала - 12 мм. Длина дефекта бедренной кости составила 72 мм. Для расчета итоговой длины стержня 228×60%=137 мм. Для крепления внахлест добавлено 50 мм. Таким образом длина прямой части стержня L=137+72+50 =259 мм. Выбран интрамедуллярный стержень размерами d =12 мм, l=320 мм.

Выполнено отпиливание проксимальных отделов стержней на уровне ниже изгиба, чтобы прямые части стержней составили 224 и 259 мм соответственно. В зоне будущего скрепления стержней просверлено в зоне нахлеста длинной 50 мм два отверстия диаметром 6,5 мм на расстоянии между центрами отверстий 30 мм. Для создания крепления между стержнями подготовлено два болта длиной по 32 мм с резьбой М6 и соответствующими гайками.

Интраоперационно после удаления компонентов эндопротеза и остатков костного цемента визуализирован обширный дефект проксимального отдела большеберцовой кости, определена несостоятельность наружной боковой связки левого коленного сустава. Вслед за хирургической обработкой гнойного очага, выполнена примерка стержней и нанесение рисок. Выполнена обработка канала большеберцовой кости с помощью ортопедической развертки для создания необходимого диаметра костного канала для установки стержня диаметром 12 мм на костный цемент с антибиотиком. В положении сгибания установлены стержни в каналы бедренной и большеберцовой костей на костный цемент с добавлением термостабильного антибиотика. После полимеризации цемента, выполнено разгибание конечности и фиксацию на 2 болта с гайками. После полимеризации цемента, стержни скреплены между собой двумя болтами с гайками. Через дополнительные разрезы по передней поверхности бедра и голени, под контролем ЭОП, установлено два статических винта в официнальные отверстия стержней. Остаточная полость сустава, вокруг места соединения стержней заполнена костным цементом с антибиотиком. Выполнено послойное ушивание раны. Выполнен рентгенологический контроль после оперативного вмешательства (фиг. 5, 6).

Пациенту отсрочено оперативное вмешательство из-за декомпенсированного сопутствующего заболевания (противопоказание для оперативного лечения). Через 11 месяцев с момента оперативного вмешательства признаков рецидива инфекционного процесса не выявлено, боли не беспокоят. После коррекции состояния, пациента ожидает ревизионное эндопротезирование левого коленного сустава. Длительное функционирование конструкции с учетом действующих нагрузок, позволяет сделать вывод о её высокой механической прочности.

Клинический пример 2.

Пациентка А., 68 лет, поступила в отделение гнойной хирургии (остеологии) с диагнозом: глубокое нагноение после тотального эндопротезирования правого коленного сустава. Из анамнеза: по поводу выраженного болевого синдрома и гонартроза 3 ст. правого коленного сустава в мае 2018 года выполнено тотальное эндопротезирование. Ранний послеоперационный период осложнился нагноением. Курс консервативного лечения (антибиотикотерапия, местное использование препаратов) - без эффекта. Локальный статус при поступлении в отделение гнойной хирургии (остеологии): отсутствует опороспособность правой нижней конечности, пациентка передвигается на сидячей каталке. Относительное укорочение 3,5 см. Активные движения в правом коленном суставе отсутствуют, пассивные резко болезненные. Клинический осмотр позволил выявить задне-наружный вывих правой голени. По наружной поверхности правого коленного сустава в области старого послеоперационного рубца имеется свищевая рана с гнойным отделяемым. В ходе предоперационного планирования было выполнено рентгенологическое исследование в 2-х проекциях (фиг.7, 8), которое подтвердило наличие вывиха правой голени. На компьютерной томографии определяется значительных дефект (отсутствие наружного мыщелка бедренной кости).

В специализированной программе выполнено измерение внутренних размеров и длин сохраненных костных каналов (d – 14 mm, l - 310 мм для бедренного и d – 13 mm, l - 252 мм для большеберцового). Учитывая наличие значительного дефекта дистального отдела бедренной кости (F3 по классификации AORI), избыточный вес пациентки, а также принимая во внимание длины сохранных костных каналов произведены расчеты:

310×60%=186 мм. Длина дефекта – 41 мм. Для крепления внахлест добавлено 50 мм. Таким образом, длина прямой части стержня L=186+41+50=277 мм. Выбран интрамедуллярный стержень размерами d=13 мм, l=340 мм.

Длина канала сохранной большеберцовой кости составила 252 мм. Длина дефекта бедренной кости составила 12 мм. Для расчета итоговой длины стержня 252×60%=151 мм. Для крепления внахлест добавлено 50 мм. Таким образом длина прямой части стержня L=151+12+50=213 мм. Выбран интрамедуллярный стержень размерами d =12 мм, l=280 мм.

Выполнено отпиливание проксимальных отделов стержней на уровне ниже изгиба, чтобы прямые части стержней составили 277 и 213 мм соответственно. В зоне будущего скрепления стержней внахлест на протяжении 50 мм просверлено два отверстия диаметром 6,5 мм на расстоянии между центрами отверстий 30 мм. Для создания крепления между стержнями подготовлено два болта длиной по 32 мм с резьбой М6 и соответствующими гайками.

Интраоперационно после удаления нестабильных компонентов эндопротеза визуализирован обширный дефект дистального отдела бедренной кости и повреждение связочного аппарата правого коленного сустава. Вслед за хирургической обработкой гнойного очага, выполнена примерка подготовленных на дооперационном этапе стержней и нанесение рисок. В положении сгибания установлены стержни в каналы бедренной и большеберцовой костей на костный цемент с добавлением термостабильного антибиотика. После полимеризации цемента, стержни скреплены между собой двумя болтами с гайками. Через дополнительные разрезы по передней поверхности бедра и голени, под контролем ЭОП, установлено два статических винта в официнальные отверстия стержней. Остаточная полость сустава, вокруг места соединения стержней заполнена костным цементом с антибиотиком. Выполнено послойное ушивание раны. Выполнен рентгенологический контроль после оперативного вмешательства (фиг. 9, 10).

Через 4 месяца с момента оперативного вмешательства выполнен контрольный осмотр. Признаков рецидива инфекционного процесса - не выявлено. В заключение КТ-исследования: состояние после установки спейсера. Положение спейсера удовлетворительное, стабильное. Признаки минимально выраженной резорбции костной ткани вокруг большеберцового отдела конструкции спейсера, преимущественно в задних отделах.

Через 6 месяцев с момента оперативного вмешательства выполнен второй этап ревизионного эндопротезирования правого коленного сустава.

Таким образом, способ позволяет купировать инфекционный процесс коленного сустава при наличии метаэпидиафизарных дефектов, обеспечить фиксационную стабильность и высокую механическую прочность, предупредить резорбцию костных тканей, обеспечить успешное выполнение заключительного этапа ревизионного эндопротезирования.

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при лечении пациентов с перипротезной инфекцией коленного сустава. Выбирают интрамедуллярные стержни на основании показателей ширины и длины сохраненных костных каналов бедренной и большеберцовой костей. Удаляют изогнутые концы стержней, оставляя длину L прямой части каждого стержня. L=l1+l2+l3, где l1 - не менее 40% и не более 60% сохраненной длины костного канала, l2 – длина дефекта, l3 – длина для скрепления стержней между собой внахлест. Выполняют одномоментную имплантацию в бедренный и большеберцовый каналы на костный цемент с антибиотиком подготовленных стержней. Производят соединение стержней между собой «внахлест». Замещают свободное пространство сустава костным цементом, импрегнированным антибиотиком. Фиксируют дистальные концы стержней с официнальными отверстиями статическими винтами. Способ позволяет снизить вероятность повторного возникновения периимплантной инфекции, купировать инфекционный процесс и предупредить резорбцию костных тканей за счет фиксационной стабильности и высокой механической прочности используемой при замещении метаэпидиафизарных дефектов коленного сустава конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 10 ил.

1. Способ лечения перипротезной инфекции коленного сустава при наличии метаэпидиафизарных дефектов, характеризующийся тем, что на дооперационном этапе готовят интрамедуллярные стержни для имплантации в бедренную и большеберцовую кости путем удаления у каждого стержня изогнутого конца и выполнения со стороны удаленного проксимального конца двух сквозных отверстий для скрепления стержней между собой внахлест так, чтобы длина прямой части каждого стержня составляла L=l1+l2+l3, где l1 - не менее 40% и не более 60% сохраненной длины костного канала, l2 – длина дефекта, l3 – длина нахлеста, интраоперационно после удаления компонентов эндопротеза, радикального дебридмента мягких тканей и костных структур выполняют одномоментную имплантацию в бедренный и большеберцовый каналы на костный цемент с антибиотиком подготовленных стержней, после полимеризации цемента производят соединение проксимальных концов стержней между собой болтами с гайками, выполняют замещение свободного пространства сустава костным цементом, импрегнированным антибиотиком, фиксируют дистальные концы стержней с официнальными отверстиями статическими винтами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на предоперационном этапе выбирают интрамедуллярные стержни диаметрами не менее 12 мм, нахлест выполняют на протяжении 50 мм, отверстия в проксимальной части выполняют на расстоянии 30 мм между их центрами.