Способ прогнозирования нестабильности эндопротеза сустава Российский патент 2021 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии, ортопедии и иммунологии, и может быть использовано для прогнозирования развития нестабильности компонентов протеза у пациентов с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями крупных суставов при эндопротезировании.

По данным литературы, в резорбируемой костной ткани активно эскпрессируется фермент стромелизин 1 типа (именуемый также как матриксная металлопротеиназа-3 (ММП-3)) со способностью разрушать протеогликан, фибронектин, ламинин, казеин и неспиральную область коллагена (Bord S, Horner A, Hembry RM, Compston JE. Stromelysin-1 (MMP-3) and stromelysin-2 (MMP-10) expression in developing human bone: potential roles in skeletal development. Bone. 1998 Jul;23(1):7-12. doi: 10.1016/s8756-3282(98)00064-7. PMID: 9662124). Также изучена роль в ремоделировании коллагена в послеоперационном периоде и участие в этом ММП-3 (Said S, Mohd H, Sander L, Rönkä H, Sorsa T, Kinane DF. GCF levels of MMP-3 and MMP-8 following placement of bioresorbable membranes. J Clin Periodontol. 1999 Nov;26(11):757-63. doi: 10.1034/j.1600-051x.1999.t01-9-261101.x. PMID: 10589813).

Известен способ прогнозирования развития нестабильности эндопротеза после тотального эндопротезирования по поводу остеоартроза тазобедренного сустава (Патент RU № 2398516 С1, МПК A61B 10/00, G01N 33/50 - 10.09.2010 Бюл. № 25). Для прогнозирования развития нестабильности эндопротеза после тотального эндопротезирования по поводу остеоартроза тазобедренного сустава исследуют сыворотку крови пациента. Определяют уровень первичных, вторичных и конечных изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов (ИРПП, ИРВП, ИРКП) и аскорбатиндуцированного перекисного окисления липидов (АОА-1, АОА-2). Уровни ИРПП, ИРВП и ИРКП исследуют в сроки на 10-14 сутки после операции, а также через три и более месяцев после операции. Уровни АОА-1 и АОА-2 исследуют лишь на 10-14 сутки после операции. По уровню первичных, вторичных и конечных изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов и аскорбатиндуцированного перекисного окисления липидов по отношению к норме на 10-14 сутки после операции, а также через 3 и более месяцев после операции прогнозируют развитие нестабильности эндопротеза после замены тазобедренного сустава.

Существенным недостатком способа является необходимость проведения кратного исследования крови у пациентов до операции, на 10-14 сутки, через 3 и более месяцев после эндопротезирования для определения динамической зависимости изменения этих показателей. Это требует достаточно длительного очного наблюдения за пациентом для получения информации о прогнозе результатов эндопротезирования. Кроме того, известный способ является способом краткосрочного прогнозирования и не эффективен для долгосрочного прогноза развития нестабильности эндопротеза.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ прогнозирования результатов эндопротезирования тазобедренного сустава (Патент RU № 2373539 С1, МПК G01N 33/53 - 20.11.2009 Бюл. № 32). Для осуществления способа берут кровь пациента до и через 1,5 месяца после операции, определяют биохимические маркеры резорбции и формирования кости (Cross-Laps). Если в послеоперационном периоде по сравнению с дооперационным уровень Cross-Laps возрастает не менее чем в два раза, а уровень остеокальцина возрастает не более чем в полтора раза, то диагностируют выраженное преобладание процессов резорбции, не компенсируемое усилением костеобразования, и прогнозируют высокий риск развития асептической нестабильности эндопротеза.

Недостатками данного технического решения являются:

Определение маркеров резорбции (Cross-Laps) как стрессовое ремоделирование костной ткани при реагировании на компоненты эндопротеза низкоинформативно и недостаточно специфично, поскольку существует большое количество причин нарушения метаболизма костной ткани. К таковым можно отнести генетические, гормональные (в том числе при менопаузе уровень маркеров резорбции увеличивается в сыворотке почти в два раза), особенности питания, физической активности, наличие интенсивность механической нагрузки на кость и т.п.

Задачей заявляемого изобретения является создание способа прогнозирования нестабильности элементов эндопротеза после замены сустава за счет более специфического определения индивидуальной иммунологической реактивности организма к различного рода повреждающим факторам.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение технологии прогнозирования и сокращение кратности лабораторного исследования.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что проводится исследование крови пациента в динамике, а именно взятие крови осуществляется двукратно, на 5-7 день после вмешательства (поскольку в этот период минимизируется послеоперационный болевой синдром и нормализуются биохимические показатели крови) и через 6 месяцев после операции. При этом определяют фермент семейства цинк- и кальцийзависимых эндопептидаз, воздействующих на метаболизм компонентов экстрацеллюлярного матрикса: матриксная металлопротеиназа - 3 (ММП-3). Если в послеоперационном периоде через 6 месяцев по сравнению с седьмым послеоперационным днем уровень ММП-3 возрастает более чем в 2 раза, то диагностируют выраженное преобладание процессов деградации коллагена и резорбции кости и прогнозируют высокий риск развития нестабильности эндопротеза.

Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение технологии и повышение точности прогнозирования результатов эндопротезирования. Для осуществления способа достаточно определить только один показатель деградации коллагена и резорбции костной ткани методом иммунно-ферментного анализа (ИФА). Использование в качестве исследуемого показателя маркера метаболизма костной ткани позволяет упростить технологию, сократить кратность лабораторного исследования и имеет долгосрочную перспективу в оценке прогноза нестабильности компонентов эндопротеза.

Осуществление изобретения

На стационарном этапе после проведения эндопротезирования крупного сустава по поводу остеоартроза пациента обследуют по общепринятой схеме, включающей клинико-рентгенологическую и лабораторную диагностику. На 5-7-ой день после операции натощак у больного берут кровь для исследования маркера деградации коллагена и резорбции костной ткани методом иммуноферментного анализа. В качестве маркера деградации коллагена и резорбции костной ткани определяют фермент семейства цинк- и кальцийзависимых эндопептидаз, воздействующих на В метаболизм компонентов экстрацеллюлярного матрикса: матриксная металлопротеиназа - 3 (ММП-3).

Производят забор венозной крови в количестве 5 мл. Кровь центрифугируют 3000 об/мин в течении 5 минут, выделяют сыворотку в отдельную пробирку. Определяют концентрацию ММП-3 в сыворотке.

Через 6 месяцев после выполнения тотального эндопротезирования утром натощак берут кровь для определения маркера деградации коллагена и резорбции костной ткани. Вновь определяют концентрацию ММП-3 в сыворотке. Производят сравнение показателей анализа и если на шестом месяце по сравнению с седьмым послеоперационным днем уровень ММП-3 возрастает более чем в 2 раза, то диагностируют выраженное преобладание процессов деградации коллагена и резорбции кости, и прогнозируют высокий риск развития нестабильности эндопротеза.

Основанием для установления диагностически значимых пределов уровня ММП-3 в крови явились результаты обследования 120 пациентов с артрозом крупных суставов, которым было выполнено тотальное эндопротезирование и 40 практически здоровых лиц (группа сравнения).

Способ поясняется конкретными клиническими примерами.

Пример 1.

Пациент А-на Е.С., 1952 г.р.. Диагноз: левосторонний гонартроз III-IV степени, с выраженным болевым синдромом, ограничением движений, больше слева. Госпитализирована на плановое хирургическое лечение. Выполнено тотальное эндопротезирование левого коленного сустава. Послеоперационное течение гладкое, рана заживает первично. Состояние пациента при выписке: удовлетворительное, грубых сосудистых, неврологических нарушений в нижних конечностях нет. Рана заживает первичным натяжением, отеков и признаков воспаления нет. В день выписки (5-ые сутки после операции) натощак осуществлялся забор крови 5 мл венозной крови. Кровь центрифугировали 3000 об/мин в течении 5 минут, выделили сыворотку в отдельную пробирку. Определили концентрацию ММП-3 методом ИФА в сыворотке. Уровень ММП-3 составил 3933 пг/мл. Через 6 месяцев после операции пациент явилась на контрольный осмотр. Жалоб не предъявляет. Рентгенограмма коленного сустава: слева - состояние после тотального эндопротезирования коленного сустава, положение компонентов эндопротеза удовлетворительное. Осуществлен забор крови и методом ИФА определена концентрация ММП-3. Уровень ММП-3 составил 8721 пг/мл. Разница в показателях привыписке из стационара и через 6 месяцев ММП-3 составила 2,21 раза (4488 пг/мл). Было сделано предположение о возможном неудовлетворительном результате тотального эндопротезирования тазобедренного сустава по причине асептической нестабильности эндопротеза, что и подтвердилось в дальнейшем. Через два года после операции пациентка вновь поступила с жалобами на боль и ограничение движений в левом коленном суставе. Выполнена ревизия сустава, ревизионное эндопротезирование. Интраоперационно подтверждена нестабильность компонента.

Пример 2.

Пациент М-ев А.С., 1955 г.р. Диагноз: Левосторонний коксартроз III степени, с выраженным болевым синдромом, ограничением движений. Госпитализирован на плановое хирургическое лечение. Выполнено тотальное эндопротезирование левого тазобедренного сустава. Послеоперационное течение гладкое, рана заживает первично. Состояние больного при выписке: удовлетворительное, грубых сосудистых, неврологических нарушений в нижних конечностях нет. Рана заживает первичным натяжением, отеков и признаков воспаления нет. В день выписки (7-ые сутки после операции) натощак осуществлялся забор крови 5 мл венозной крови. Кровь центрифугировали 3000 об/мин в течении 5 минут, выделили сыворотку в отдельную пробирку. Методом ИФА определили концентрацию ММП-3 в сыворотке: уровень ММП-3 составил 5286 пг/мл. Через 6 месяцев после операции пациент явился на контрольный осмотр. Жалоб не предъявляет. Рентгенограмма тазобедренного сустава слева - состояние после тотального эндопротезирования, положение компонентов эндопротеза удовлетворительное. Осуществлен забор крови и определена методом ИФА концентрация ММП-3. Уровень ММП-3 составил 6452 пг/мл. Разница в показателях ММП-3 при выписке из стационара и через 6 месяцев составила 1166, т.е. 1,22. Прогноз - риска асептического расшатывания эндопротеза нет. На контрольных осмотрах через год, а затем через два года: жалоб не предъявляет, походка правильная, движения в полном объеме, на рентгенограммах признаков нестабильности нет.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность прогноза развития нестабильности протеза за счет более специфического определения индивидуальной иммунологической реактивности организма к различного рода повреждающим факторам, упростить технологию прогнозирования и сократить кратность лабораторного исследования.

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии, ортопедии и иммунологии, и может быть использовано для прогнозирования развития нестабильности компонентов эндопротеза у пациентов с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями крупных суставов при их замене на искусственный. Изобретение обеспечивает упрощение технологии прогнозирования и сокращение кратности лабораторного исследования. Сущность способа заключается в следующем: проводится исследование крови пациента в динамике, а именно взятие крови осуществляется двукратно, на 5-7 день после и через 6 месяцев после операции, при этом определяют фермент семейства цинк- и кальцийзависимых эндопептидаз, воздействующих на метаболизм компонентов экстрацеллюлярного матрикса: матриксная металлопротеиназа-3 (ММП-3). Если в послеоперационном периоде через 6 месяцев по сравнению с седьмым послеоперационным днем уровень ММП-3 возрастает более чем в 2 раза, то диагностируют выраженное преобладание процессов деградации коллагена и резорбции кости и прогнозируют высокий риск развития нестабильности эндопротеза. 2 пр.

Способ прогнозирования нестабильности эндопротеза сустава, включающий исследования крови пациента в динамике, отличающийся тем, что анализ крови осуществляют двукратно, на 5-7 день и через шесть месяцев после операции, при этом методом иммуноферментного анализа определяют фермент семейства цинк- и кальцийзависимых эндопептидаз, воздействующих на метаболизм компонентов экстрацеллюлярного матрикса: матриксная металлопротеиназа-3, в случае возрастания показателей на шестом месяце послеоперационного периода по сравнению с 5-7 послеоперационным днем матриксной металлопротеиназы-3 в два раза и более диагностируют выраженное преобладание процессов деградации коллагена с резорбцией кости и прогнозируют высокий риск развития нестабильности эндопротеза.