Способ ревизионного эндопротезирования коленного сустава при метаэпифизарных дефектах большеберцовой кости и дефиците разгибательного аппарата Российский патент 2024 года по МПК A61B17/00 A61B17/68 A61F2/38 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использовано при лечении пациентов с недостаточностью разгибательного аппарата коленного сустава при значительных метаэпифизарных дефектах большеберцовой кости на этапе выполнения ревизионного эндопротезирования.

В ряде случаев при проведении ревизионного эндопротезирования после серии предшествующих операций хирурги сталкиваются с отсутствием собственной связки надколенника как анатомической единицы, в таких случаях дистальная часть разгибательного аппарата представлена тонкой полоской рубцовой ткани, неспособной выдерживать усилия, прилагаемые четырехглавой мышцей бедра. Это приводит к разрыву дистального сегмента разгибательного аппарата, резкому нарушению функции коленного сустава.

Повреждение разгибательного аппарата коленного сустава является достаточно распространенным осложнением при многократно проводимых повторных ревизионных операциях, сопровождающихся потерей костной ткани проксимального метаэпифиза большеберцовой кости и формированием рубцового перерождения дистального сегмента разгибательного аппарата. Данное состояние характеризуется ограничением активного разгибания и нестабильностью коленного сустава, приводит к ухудшению функции сустава и снижению качества жизни пациента. Одной из причин возникновения подобного осложнения является отсутствие дистального места прикрепления разгибательного аппарата из-за обширного дефекта большеберцовой кости, образовавшегося в результате ранее проведенных вмешательств по поводу остеолитического процесса септического или асептического характеров, или перипротезных переломов.

При восстановлении разгибательного аппарата коленного сустава после эндопротезирования применяют различные методики с использованием аллотрансплантатов или аутотрансплантатов, синтетических полипропиленовых сеток или осуществляют трансплантацию разгибательного механизма единым блоком (сухожилие четырехглавой мышцы, надколенник, собственная связка надколенника и бугристость большеберцовой кости). В настоящее время нет единого мнения о том, какой вариант восстановления разгибательного аппарата является наилучшим, все представленные методики имеют ряд недостатков и ограничений.

Широкое применение техник с использованием сухожильных аллотрансплантатов затрудненно, так как немногие медицинские центры располагают собственным банком с донорским материалом, а его передача между учреждениями затруднена ввиду логистических причин. Кроме того, зафиксировано достаточно большое количество случаев рецидива недостаточности разгибательного аппарата, вызванных разрывами аллотрансплантатов [1].

Более низкая частота повторных разрывов после реконструкции разгибательного аппарата зафиксирована у пациентов, которым выполнялась аутопластика с использованием собственных сухожилий [1]. При этом используются сухожилия полусухожильной и тонкой мышц. Однако эти сухожилия имеют небольшой диаметр сечения, что ограничивает площадь перекрытия дефекта дистального сегмента разгибательного аппарата.

При аугментации разгибательного аппарата с помощью алло- или аутосухожилий формируют два поперечных тоннеля: один в надколеннике, другой - на уровне бугристости большеберцовой кости, сухожилия в костных каналах фиксируют с помощью биоинтерферентных винтов. При реконструкции разгибательного аппарата и подготовке футпринт на большеберцовой кости производят сверление сквозного канала в медиально-латеральном направлении, что подразумевает формирование двух точек дистальной фиксации разгибательного аппарата и смещение их кзади в сагиттальной плоскости для предотвращения отрыва костного фрагмента переднего кортикального слоя между отверстиями, при этом меняется вектор приложения силы разгибательного аппарата, что может быть причиной дефицита разгибания в коленном суставе [2]. Кроме того, формирование сквозного тоннеля надколенника во фронтальной плоскости в условиях ревизионной хирургии и серии предшествующих операций значительно повышает риск перелома надколенника.

В качестве альтернативы алло- и аутотрансплантату могут применяться синтетические полипропиленовые сетки. Недостатком является низкая выживаемость полипропиленовых сеток и высокий риск развития послеоперационной инфекции, особенно если у пациента в анамнезе были эпизоды периимплантной инфекции [3].

Данные литературы о трансплантации разгибательного механизма сообщают о высоких рисках возникновения осложнений во время операции, связанных с фиксацией трансплантата на большеберцовой кости и послеоперационных осложнений как инфекционных, так и функциональных. Функциональное ограничение после трансплантации связывают со способами подготовки донорского материала, так, например, в случаях применения облучения для обработки материала снижается способность к интеграции с нативными тканями [2, 4].

Известен способ замещения дефектов проксимального отдела большеберцовой кости при выполнении эндопротезирования коленного сустава (патент RU 2730985), который подразумевает использование индивидуального импланта с спроектированными на передней поверхности отверстиями для фиксации мягкотканных околосуставных структур, однако его применение ограничено в случаях тканевого дефицита дистального сегмента разгибательного аппарата, кроме этого не учитывается положение точки дистальной фиксации разгибательного аппарата в сагиттальной плоскости.

Задача изобретения - усовершенствование способа ревизионного эндопротезирования коленного сустава с использованием индивидуального импланта проксимального метаэпифиза большеберцовой кости.

Технический результат предложенного способа - восстановление анатомических пространственных взаимоотношений в коленном суставе, обеспечение анатомически обоснованной фиксации разгибательного аппарата и вектора силы для работы четырехглавой мышцы бедра, влияющих на восстановление функции разгибательного аппарата.

Технический результат достигается за счет того, что в способе, включающем предоперационное планирование на основе данных мультиспиральной компьютерной томографии трехмерной модели проксимального отдела большеберцовой кости с дефектом, данных мультиспиральной компьютерной томографии контрлатеральной большеберцовой кости и замещающего дефект импланта с учетом костного дефекта большеберцовой кости, формы большеберцового компонента эндопротеза и планируемого импланта с их взаимным позиционированием посредством аддитивных технологий, планирование посредством виртуальной реконструкции необходимых осей относительно костных ориентиров и индивидуальную форму имплантата с отверстиями, 3D-печать пластикового прототипа аугмента и пластиковой модели проксимального отдела большеберцовой кости с костным дефектом, установку имплантата и большеберцового компонента эндопротеза, имплант проектируют в виде моноблока с пористой структурой с каналом для ножки тибиального компонента официнального эндопротеза, имплант формируют с бугристостью большеберцовой кости, определяют на основании положения бугристости большеберцовой кости контрлатеральной конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях точку дистальной фиксации разгибательного аппарата; проектируют три пары сквозных отверстий, расположенных вертикально друг под другом, при этом среднюю пару проектируют так, чтобы точка дистальной фиксации разгибательного аппарата была расположена между ними; после установки импланта определяют диастаз между сформированной бугристостью большеберцовой кости импланта и собственной связкой надколенника; выполняют забор сухожилия длинной малоберцовый мышцы; сухожилие проводят через сохранившиеся фрагменты собственной связки надколенника, обходя надколенник медиально, через его верхний полюс и латерально по технике кисетного шва; концы сухожилия размещают в области сформированной бугристости индивидуального импланта; в отверстиях бугристости большеберцовой кости импланта размещают 3 нерассасывающиеся нити П-образно концами наружу; выполняют установку официнальных компонентов ревизионного эндопротеза на костный цемент через индивидуальный имплант; в положении полного разгибания и небольшого натяжения выполняют фиксацию сухожильного трансплантата разгибательного аппарата на сформированной бугристости индивидуального импланта большеберцовой кости путем прошивания нерассасывающимися нитями, проведенными через отверстия, и завязывания концов.

Точка фиксации на передней поверхности в области бугристости большеберцовой кости обеспечивает правильный вектор направления силы для работы разгибательного аппарата коленного сустава, пористая поверхность сформированной бугристости обеспечивает прочный контакт с аугментированным дистальным сегментом разгибательного аппарата и исключает его краниальное смещение при напряжении четырехглавой мышцы бедра.

Способ поясняется фигурами:

фиг. 1 - моноблок индивидуального импланта пористой структуры с отверстием для ножки тибиального компонента, имеющим гладкую поверхность, и смоделированную бугристость большеберцовой кости и сквозными тремя парами каналов для фиксации аутотрансплантата;

фиг. 2 - виртуальная примерка индивидуального импланта в область дефекта большеберцовой кости;

фиг. 3 - напечатанные на 3D-принтере макеты большеберцовой кости и индивидуального импланта;

фиг. 4 -индивидуальный имплант с смоделированной бугристостью, имеющей сквозные каналы для фиксации аутотрансплантата и аугментации дистального сегмента разгибательного аппарата коленного сустава в прямой проекции.

фиг.5 - изготовленный индивидуальный имплант с смоделированной бугристостью, имеющей сквозные каналы для фиксации аутотрансплантата и аугментации дистального сегмента разгибательного аппарата коленного сустава в боковой проекции.

Способ осуществляют следующим образом.

В рамках предоперационного планирования пациенту проводят мультиспиральную компьютерно-томографическое исследование обоих коленных суставов с шагом 1 мм. На основании результатов обследования создают трехмерную компьютерную модель костного дефекта большеберцовой кости и моделируют имплант для его замещения. При проектировании индивидуального импланта по контрлатеральному суставу рассчитывают и моделируют бугристость большеберцовой кости с тремя парами сквозных отверстий, расположенных друг над другом, для фиксации дистального сегмента разгибательного аппарата (Фиг. 1). Точку дистальной фиксации разгибательного аппарата определяют на основании положения бугристости большеберцовой кости контрлатеральной конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях для создания анатомически обоснованной точки фиксации и вектора тяги разгибательного аппарата, Проектируют три пары сквозных отверстий, расположенных вертикально друг под другом, при этом среднюю пару проектируют так, чтобы точка дистальной фиксации разгибательного аппарата была расположена между ними.

Проксимальную часть импланта проектируют так, чтобы она соответствовала геометрии большеберцового компонента запланированной официнальной ревизионной системы (Фиг. 2). Для стимуляции остеоинтеграции имплант проектируют с пористой структурой.

После завершения процесса компьютерного моделирования и утверждения геометрической формы импланта, изготавливают его примерочную модель и пластиковый макет большеберцовой кости с костным дефектом для проведения контроля положения компонентов (Фиг. 3). Цифровые данные разработанного индивидуального импланта экспортируют в программное обеспечение трехмерного принтера для осуществления печати методом прямого лазерного спекания (Фиг. 4, Фиг. 5). После остывания импланта удаляют неспеченный мелкодисперсный титановый порошок, проводят термическую обработку для снятия внутренних напряжений и повышения пластичности титана. Затем выполняют ультразвуковую мойку, в процессе которой из поверхностной структуры импланта вымываются мельчайшие частички оставшегося неспеченного мелкодисперсного порошка титана или его сплавов. После имплант помещают в герметичную упаковку. Осуществляют дезинфекцию и стерилизацию путем автоклавирования, в условиях медицинского учреждения, где проводится операция.

Оперативное вмешательство выполняют под спинальной анестезией в положении пациента лежа на спине. Из переднего доступа с иссечением послеоперационного рубца выполняют артротомию коленного сустава. Удаляют компоненты ранее установленного импланта (эндопротеза или спейсера). Осуществляют краевую моделирующую резекцию и денервацию надколенника. Обрабатывают бедренную кость под бедренный компонент с учетом ротационного положения и уровня суставной линии.

Очищают опорные зоны большеберцовой кости от рубцовой ткани, производят установку индивидуального импланта путем забивания в костное ложе (pressfit) с учетом правильного положения бугристости большеберцовой кости с пористой поверхностью и тремя парами отверстий для дистальной фиксации разгибательного аппарата. В отверстия индивидуального импланта через каждую пару отверстий поперечно осевой линии конечности П-образно размещают нерассасывающиеся три нити №2, концами наружу. Выполняют разрез 3 см по задней поверхности наружной лодыжки, и открытым стрипером выполняют забор сухожилия длинной малоберцовой мышцы. Сухожилие очищают от фрагментов мышечной ткани, на концах сухожилия размещают проводящие нити. Затем сухожилие проводят через сохранившиеся фрагменты собственной связки надколенника, обходя надколенник медиально, через верхний полюс и латерально по технике кисетного шва. Два конца сухожилия размещают в области сформированной бугристости индивидуального импланта. После установки компонентов ревизионного эндопротеза перед зашиванием капсулы в положении полного разгибания и небольшого натяжения производят фиксацию сухожильного трансплантата разгибательного аппарата путем прошивания и завязывания концов нитей, заранее размещенных в отверстиях сформированной бугристости индивидуального импланта. Таким образом, достигают оптимального положения точки фиксации разгибательного аппарата и вектора силы для работы четырехглавой мышцы бедра.

Преимуществом способа является формирование опорной зоны для установки большеберцового компонента ревизионного эндопротеза с максимальным сохранением нативной костной ткани с аугментацией скомпрометированного дистального сегмента разгибательного аппарата, созданием анатомически обоснованной точки фиксации разгибательного аппарата и восстановлением пространственных взаимоотношений в коленном суставе.

Клинический пример.

Пациент В., 72 года, требовалось проведение 2 этапа ревизионного эндопротезирования правого коленного сустава. Жалобы: боль, ограничение движений, отсутствие опороспособности правой нижней конечности. Пациент передвигался с помощью кресла-каталки. Диагноз: Z96.6 - Наличие ортопедических имплантатов суставов. В анамнезе в апреле 2021 г. выполнялось тотальное эндопротезирование правого коленного сустава, в раннем послеоперационном периоде диагностировали перипротезную инфекцию. В декабре 2022 г. пациент поступил для хирургической обработки гнойного очага и установки спейсера правого коленного сустава. В период предоперационного планирования были обнаружены костные дефекты бедренной кости FI и большеберцовой кости типа TIII по классификации Anderson Orthopaedic Research Institute (AORI), что потребовало изготовления индивидуального тибиального компонента спейсера.

В сентябре 2023 г. согласно заявленному способу было выполнено ревизионное эндопротезирование коленного сустава с установкой индивидуального импланта.

Под спинальной анестезией в положении пациента лежа на спине с иссечением послеоперационного рубца осуществлен доступ к коленному суставу. Удалены компоненты ранее установленного спейсера. Выполнен артролиз, выявлен дефект собственной связки надколенника, мобилизация оставшейся части. С помощью специализированного ревизионного набора выполнена подготовка бедренной кости под рассчитанный бедренный компонент с учетом ротационного положения и уровня суставной линии. После очищения опорных зон большеберцовой кости от рубцовой ткани произведена установка индивидуального импланта pressfit. Выполнена сборка эндопротеза с тестовыми компонентами. Между сформированной бугристостью большеберцовой кости индивидуального импланта и собственной связкой надколенника определяется диастаз 35 мм. Разрезом 3 см по задней поверхности наружной лодыжки открытым стрипером выполнен забор сухожилия длинной малоберцовый мышцы. Сухожилие очищено от фрагментов мышечной ткани, на концах сухожилия размещены проводящие нити. Сухожилие проведено через оставшиеся фрагменты собственной связки надколенника, обходя надколенник медиально, через верхний полюс и латерально по технике кисетного шва. Два конца сухожилия размещены в области сформированной бугристости индивидуального импланта. В отверстиях бугристости большеберцовой кости импланта размещены 3 нерассасывающиеся нити №2 П-образно, концами наружу. Выполнена установка официнальных компонентов ревизионного эндопротеза на костный цемент. В положении полного разгибания и небольшого натяжения произведена фиксация сухожильного трансплантата разгибательного аппарата путем прошивания нерассасывающимися нитями №2 и завязывания концов. Выполнен интраоперационный ЭОП-контроль для оценки положения надколенника относительно контрлатеральной нижней конечности во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Достигнуто оптимальное положение точки дистальной фиксации разгибательного аппарата и вектора силы для работы четырехглавой мышцы бедра. Выполнены обработка раствором антисептика, послойный шов послеоперационной раны. Наложены асептическая повязка, тутор на коленный сустав в положении разгибания.

В послеоперационном периоде рекомендованы иммобилизация коленного сустава тутором в положении разгибания в течение 4-х недель, ходьба с помощью костылей без нагрузки на оперированную конечность в течение 4-х недель, затем занятия ЛФК с инструктором для восстановления амплитуды движений в коленном суставе и укрепления мышц бедра и голени.

На контрольном осмотре через 3 месяца пациент ходит с помощью трости, имеет полное активное разгибание голени, ROM S 0/0/100. Сохраняется ограничение сгибания голени. ЛФК, направленная на увеличение амплитуды движений коленного сустава продолжена.

Список литературы:

1. Gilmore J.H., Clayton-Smith Z.J., Aguilar M., Pneumaticos S.G., Giannoudis P.V. Reconstruction techniques and clinical results of patellar tendon ruptures: Evidence today. Knee. 2015; 22(3): 148-55. http://doi.org/10.1016/j.knee.2014.10.007.

2. Tandogan R.N., Terzi E., Gomez-Barrena E., Violante B., Kayaalp A. Extensor mechanism ruptures. EFORT Open Rev. 2022; 7(6): 384-395. http://doi.org/10.1530/EOR-22-0021.

3. Deren M.E., Pannu T.S., Villa J.M., Firtha M., Riesgo A.M., Higuera C.A. Meta-analysis comparing allograft to synthetic reconstruction for extensor mechanism disruption after total knee arthroplasty. J Knee Surg. 2021; 34(3): 338-350. http://doi.org/10.1055/s-0039-1696656.

4. Helito C.P., Mozella A. de P., Varone V.V., Demange M.K., Gobbi R.G., Minamoto S.T.N., Cobra H.A. de A.B. Extensor mechanism transplantation after knee prosthesis: 70-month follow-up. Acta Ortop Bras. 2022; 30(spe1): e253424. http://doi.org/ doi: 10.1590/1413-785220223001e253424.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использовано при лечении пациентов с недостаточностью разгибательного аппарата коленного сустава при значительных метаэпифизарных дефектах большеберцовой кости на этапе выполнения ревизионного эндопротезирования. Способ включает изготовление индивидуального импланта по данным компьютерной томографии пораженной и контрлатеральной костей. Имплант изготавливают пористой структуры в виде моноблока с отверстием для ножки тибиального компонента эндопротеза с бугристостью большеберцовой кости, имеющей сквозные каналы для фиксации аутотрансплантата. Выполняют забор сухожилия длинной малоберцовый мышцы. Сухожилие проводят через сохранившиеся фрагменты собственной связки надколенника, обходя надколенник медиально, через его верхний полюс и латерально по технике кисетного шва. Концы сухожилия размещают в области сформированной бугристости индивидуального импланта. После установки официнальных компонентов ревизионного эндопротеза на костный цемент в положении полного разгибания и небольшого натяжения выполняют фиксацию сухожильного трансплантата на сформированной бугристости. Способ позволяет обеспечить анатомически обоснованную фиксацию разгибательного аппарата и учесть вектор силы для работы четырехглавой мышцы бедра, влияющих на восстановление функции разгибательного аппарата. 5 ил., 1 пр.

Способ ревизионного эндопротезирования коленного сустава при метаэпифизарных дефектах большеберцовой кости и дефиците разгибательного аппарата, включающий предоперационное планирование на основе данных мультиспиральной компьютерной томографии трехмерной модели проксимального отдела большеберцовой кости с дефектом, данных мультиспиральной компьютерной томографии контрлатеральной большеберцовой кости и замещающего дефект импланта с учетом костного дефекта большеберцовой кости, формы большеберцового компонента эндопротеза и планируемого импланта с их взаимным позиционированием посредством аддитивных технологий, планирование посредством виртуальной реконструкции необходимых осей относительно костных ориентиров и индивидуальную форму имплантата с отверстиями, 3D-печать пластикового прототипа аугмента и пластиковой модели проксимального отдела большеберцовой кости с костным дефектом, установку имплантата и большеберцового компонента эндопротеза, отличающийся тем, что имплант проектируют моноблочной пористой структуры с каналом для ножки тибиального компонента официнального эндопротеза, определяют на основании положения бугристости большеберцовой кости контрлатеральной конечности во фронтальной и сагитальной плоскостях точку дистальной фиксации разгибательного аппарата; имплант формируют с бугристостью большеберцовой кости, проектируют три пары сквозных отверстий, расположенных вертикально друг под другом, при этом среднюю пару проектируют так, чтобы точка дистальной фиксации разгибательного аппарата была расположена между ними; после установки импланта определяют диастаз между сформированной бугристостью большеберцовой кости импланта и собственной связкой надколенника; выполняют забор сухожилия длинной малоберцовый мышцы; сухожилие проводят через сохранившиеся фрагменты собственной связки надколенника, обходя надколенник медиально, через его верхний полюс и латерально; концы сухожилия размещают в области сформированной бугристости индивидуального импланта; в отверстиях бугристости большеберцовой кости импланта размещают 3 нерассасывающиеся нити П-образно концами наружу; выполняют установку официнальных компонентов ревизионного эндопротеза на костный цемент через индивидуальный имплант; в положении разгибания конечности и натяжения сухожильного трансплантата выполняют его фиксацию на сформированной бугристости индивидуального импланта большеберцовой кости путем прошивания нерассасывающимися нитями, проведенными через отверстия, и завязывания их концов.