Дефекти кісткового ложе ендопротеза кульшового суглоба, що виникли внаслідок асептичного розхитування його компонентів.

Гайко Г.В., Сулима О.М., Підгаєцький В.М.

ДУ «ІТО АМН України», Київ,Україна

Вступ

Незважаючи на багаторічну історію реконстуктивно-пластичних операцій на кульшовому суглобі та заміщення дефектів кісткової тканини не тільки не втратила актуальність, але й набула нового значення, обумовленого збільшенням кількості нестабільних компонентів ендопротеза. Світові центри виконують до 25 відсотків ревізійних протезувань від загальної кількості операцій ендопротезування кульшового суглоба, до 100 тисяч ревізій в рік. [ ] Результати повторного, ревізійного протезування значно погіршуються з плином часу. У строки 10-ть років 31 % нестабільностей, до 15-ти років майже 50%. За даними деяких авторів нестабільність наступає катастрофічно, та раптово у 46 % в перші 3-4 роки. Можна очікувати значного збільшення кількості хворих з дефектами кісткової тканини, що виникли в результаті функціонування та дестабілізації ендопротеза. [ ] Дефект кісткового ложе необхідно відрізняти від поняття дефіциту кістки. (Dorl. Illustr. Med. Dict., 27-th edit., Saunders, 1988, p.437). Дефект є атрибутом якості, тоді як дефіцит є атрибутом кількості. (Stedm. Med. Dict., 26-th edit., Will.&Wilk., 1995, p.447). Таким чином, для дефекта кістки обов’язковим є втрата функциональної значимости конкретної ділянки кістки та зміни функції протезованого суглоба. [ ]

Україну ще чекає пік ускладнень ревізійного протезування, що потребує класифікації клінічного матеріалу та розробки диференційованого підходу до планування та виконання ревізійного протезування. Серед найбільш відомих є класифікація Charnley, Gross A.E, Paprosky W.G, Engelbrecht и Heinert та AAOS. На нашу думку, всі вищевказані класифікації прискіпливо визначають розмір, форму та локалізацію дефіциту кісткової тканини протезованого суглоба, але не приділяють потрібної уваги втраті функції протезованого кульшового суглоба та клінічні картині перебігу асептичної нестабільності компонентів ендопротеза кульшового суглоба. Одним з недоліків цих класифікацій є і те, що дефіцит кістки визначається лише під час ревізійної операції, що не дає можливості планування та визначення тактики диференційованого підходу до ревізійного втручання його розмір, оцінити втрату функції суглоба та намітити тактику ревізійного втручання. [ ]

Мета роботи - розробити принципи класифікації дефектів кульшового суглоба, що виникли в результаті функціонування та асептичної дестабілізації компонентів ендопротеза, вивчити залежність функції суглоба від локалізації та розміру дефектів, визначити диференційований підхід до ревізійного протезування.

Матеріали і методи.

Проаналізовано результати лікуванні 188 хворих (236 випадків) у яких виникло ускладнення у вигляді асептичної нестабільності компонентів ендопротеза кульшового суглоба. Для інтраопераційного визначення дефіциту кісткової тканини ложе ендопротеза користувались поширеною класифікації дефектів кісткової тканини за Paprosky W et al. 994 р. Ренгенологічно резорбцію кісткової тканини та її локалізацію визначали за De Lee JS, Charnley J для вертлюгової западини та Gruen для стегнової кістки. Функцію оцінювали за власною клініко-рентгенологічною системою оцінки протезованого суглоба. Виконали математичне моделювання стану протезованої вертлюгової западини та стегнової кістки при наявності дефектів кісткових ложе.

Результати та їх обговорення

Нами виявлено, що ізольовано мали місце дефекти стегнової кістка в 105 (44%), верлюгової западини в 83 (35%) випадках, комбіновані дефекти стегна та вертлюгової

Рис 1 Розподіл дефектів кісткового ложе компонентів ендопротеза за Paprosky et al.1994 р.

Розподіл за типами дефектів за Paprosky представлено на рисунку 1. А саме: стегнової кістки тип І -11 %, тип ІІ - 46 %, тип ІІІ - 24,7 %, тип ІV -17,1 %. При чому рентгенологічно середня величина резорбції коливалася в межах від 2,8 мм до 4,2 мм.

Ми виявили залежність клініко- функціонального стану протезованого кульшового суглоба від типу, локалізації та розміру дефектів кісткового ложе. Визначено, що резорбція стегнової кістки величиною в 2,8 мм спостерігалась лише при І типі дефектів за Paprosky, з переважною локалізацією в 1 та 7 зона за Gruen в 85 % випадків серед хворих цієї групи. При цьому стегновий компонент залишався стабільним, про що свідчить високий бал (360) за системою оцінки клініки. Дефекти з величиною резорбції більше 3,0 мм спостерігались при ІІ,ІІІ, ІV типах за Папроскі (87,8 %). Ці дефекти значно погіршували функцію суглоба (нижче 300 балів), що засвідчувало нестабільність та потребу в невідкладному ревізійному втручанні. Залежність величини резорбції кісткового ложе від її локалізації за . Gruen представлено на рис 2.

Рис 2.Залежність функції суглоба від середньої величини резорбції стегнової кістки та її локалізації за Gruen.

Найбільші розміри резорбції

Рис 3.Залежність величини міграції нестабільного компонента ендопротеза від типу дефекту за Paprosky.

У цих же хворих була виявлена міграція стегнового компонента, при чому виключно каудальна спостерігалась у 70,7 % випадків, а у комбінації з варизацією чи вальгизацією компонента у 17,1% випадків. Слід зазначити, що комбінована міграція була характерною для ІV типу. Що до величини міграції, то слід зазначити, що при І типі дефектів її виявлено не було, а наявність останню спостерігалась з розміром більшим 5 мм, що супроводжувалось значним, менше 200 балів, погіршенням функції протезованого суглоба.

Виявлена нами градація величини резорбції в залежності від характерної локалізації та у відповідності від втрати функції суглоба стало підґрунтям для розробки власної анатомо-функціональної класифікації дефектів протезованого кульшового суглоба. В таблиці 1 представлено анатомо-функціональна класифікація дефектів стегнової кістки з нестабільним стегновим компонентом протезованого кульшового суглоба в співвідношенні з класичними ознаками нестабільності та запропонованої тактики подальшого ревізійного лікування.

Таблиця 1

Анатомо-функціональна. класифікація дефектів стегнової кістки з нестабільним стегновим компонентом

Тип дефекту стегнової кістки	Патогномонічна локалізація резорбції кісткової тканини зонах за Gruen	Характеристика	Бальна оцінка функції суглоба за методикою клініки	Лікування
І	1,7	Резорбція в зоні 1,7 за Gruen до 3мм, лізіс виступа Мерк еля. (до малого вертлюга) та стабільний компонент протеза	Більше-350	Кісткова пластика дефектів без заміни компонента протеза.
ІІ	6,7 >+1,2,3,4,5	Резорбція в усіх зонах за Gruen до 3мм, з розсмоктуванням ділянки малого вертлюга та каудальною міграцією компонента до 5 мм..	200-350	Первинна феморальний компонент більшого розміру з діафізарною фіксацією доповнений кістковою пластикою дефектів
ІІІ	4,5,6,7 >+1,2,3	Резорбція в усіх зонах за Gruen більше 3мм, з розсмоктуванням ділянки нижче малого вертлюга та каудальною міграцією компонента більше 5 мм., .з ознаками варизації компонента та протрузією латеральної стінки діафізу стегнової кістки, патологічний перелом	Менше-200 балів	Ревізійний модульний феморальний компонент з пор довженною ніжкою ендопротеза, доповнений масивною кістковою пластикою дефектів

Розробляючи власну класифікацію дефектів ми в першу чергу мали на меті розробити основи диференційованого підходу до лікування хворих з нестабільними компонентами ендопротеза, що мали дефекти кісткового ложе ендопротеза в залежності від втрати функції суглоба. Пропонуємо при 1 типі дефектів стегнової кістки виконувати кісткову пластика дефектів без заміни компонента протеза. При 2 типі - видалення нестабільного компонента, імплантація феморального компонента більшого розміру з діафізарною фіксацією доповнена кістковою пластикою дефектів. При 3 типі- видалення нестабільного компонента, імплантація ревізійного феморального компонента з подовженою ніжкою доповнена масивною кістковою пластикою дефектів.

Щодо кульшової западини: дефекти западини за Paprosky розподіли лись наступним чином : тип I - 20,4 %, IIА -14,4 %, IIВ -15,6 %, IIС-9,6 %, IIIА -13,2 %, IIIВ -26,5%.Середня величина резорбції западини коливалася в межах від 1,7 мм до 4,2 мм, що супроводжувалось погіршенням функції суглоба (нижче 300 балів) за системою оцінки клініки. Залежність функції суглоба від середньої величини резорбції кісткового ложе кульшової западини та її локалізації за . De-Lee-Charnley та типу дефекта за Paprosky представлено на рисунку 4

Рис 4 Залежність функції суглоба від середньої величини резорбції кісткового ложе кульшової западини та її локалізації за . De-Lee-Charnley. Найбільші розміри резорбції вертлюгової западини визначались в наступних зонах за De-Lee-Charnley: при І типі резорбція величиною 1,7мм спостерігалась у 80% випадків серед хворих відповідної групи, при ІІА типі – резорбція величиною 2,3мм спостерігалась у зонах 1,2,3 в 87 %, при ІІВ типі резорбція величиною 3,1мм спостерігалась у 95 % в 2 зоні серед хворих відповіднихї груп. При дефекті ІІС типу резорбція величиною 3,3мм спостерігалась у 78 % в 2 зоні серед хворих відповідної групи. При дефекті ІІІА типу резорбція величиною 3,4мм спостерігалась у 83 % в 2 зоні серед хворих відповідної групи. При дефекті ІІІВ типу резорбція величиною 4,2мм спостерігалась у 85 % в 1 та 2 зонах серед хворих відповідних групи.

Рис 5 Міграція кульшової западини в залежності від типу дефекта.

Міграція ацетабулярного компонента була відсутньою при І та ІІА типах дефектів. Медіальна міграція при ІІВ, ІІС, ІІІА спостерігалась до лінії Кохлера, а при ІІІВ типі-за лінію Кохлера. Краніальна міграція при ІІВ типі становила 1,6мм, при ІІС типі-1,8мм, ІІІА-4,1мм, а при ІІІВ типі-6,2 мм. Слід зазначити, що саме поява краніальної міграції та її збільшення супроводжувалось значним погіршенням функції суглоба.

Тому, критичними для втрати функції протезованого суглоба є розмір резорбції кісткової тканини западини більше 3 мм в зоні даху ( 2-га зона за DeLee Charnley), та зони 1,7 та 6 за Gruen для протезованої стегнової кістки, що проводить до міграції більше 5 мм нестабільного компонента протеза, катастрофічної (оцінка стану протезованого суглоба менше 200 балів) втрати функції протезованого кульшового суглоба.

Анатомо-функціональгої класифікації дефектів вертлюгової западини

Тип дефекту вертлюгової западини	Патогномонічна локалізація резорбції кісткової тканини зонах DeLee Charnley	Характеристика дефекту	Бальна оцінка функції суглоба за методикою клініки	Лікування
І	1=2=3	Резорбція до 3 мм в усіх зонах за DeLee Charnley без міграції компонента.+біль	275-290	Первинна западина
ІІ	2>1,3	Резорбція більше 3мм в усіх зонах та медіальна міграція до лінії Кохлекра або краніальна міграція до 5 мм	200-275	Ревізійна западина + кісткова пластика
ІІІ	1,2>3	Резорбція більше 3мм в усіх зонах медіальна міграція за лінію Кохлера в таз та краніальна міграція більше 5 мм	Менше 200 балів	Ревізійна система або видалення ендопротеза

Анатомо-функціональгої класифікації дефектів протезованого кульшового суглоба дозволяє в доопераційному періоді визначити розмір втрати кісткової тканини ложе нестабільного протеза, функціональний стан протезованого кульшового суглоба, намітити напрямок та перспективи подальшого лікування.

На підтвердження нашого клінічного матеріалу ми виконали біомеханічний експеримент з метою визначення змін пружніх деформацій протезованого кульшового суглоба з дефектами ложе ендопротеза. Визначили, що дефекти кісткової тканин призводять до збільшення напружень залишкової кістки більше межі її міцності, більше 50 кГ/см². Особливо дефекти «даху» призводять до появи зон перевантаження вцілілої кісткової тканини, значення яких перевищують межу міцності спонгіозної кістки та досягають100 кГ/см².

Критичними в відношенні стегнової кістки є зона малого вертлюгу, саме дефекти в ці зоні призводять до значного перевантаження кістки що залишилась, до 300 кГ/см², та прогресивного руйнуваня протезованної стегнової кістки.

Висновки

В результаті функціонування нестабільного ендопротеза виникає дефіцит інтерфейсу кісткового ложе, що значно порушує функцію протезованого кульшового суглоба, зменшує бальну оцінку нижче 300 балів за клініко-рентгенологічною оцінкою клініки, що потребує невідкладного ревізійного протезування.
Критичними для для втрати функції протезованного суглоба є розмір резорбції кісткової тканини западини більше 3 мм в зоні даху ( 2-га зона за DeLee Charnley), та зони 1,7 та 6 за Gruen для протезованої стегнової кістки, що проводить до міграції більше 5 мм нестабільного компонента протеза, катастрофічної (менше 200 балів) втрати функції протезованого кульшового суглоба.
Дефекти вертлюгової западини та стегнової кістки призводять до збільшення напружень в кістковому тілі неушкоджених ділянок до 100 кГ/см², що перевищує межу міцності спонгіозної кісткової тканини (50 кГ/см²). Особливо впливає локалізація дефектів в зоні «даху» призводить до збільшення напружень до 270 кГ/см². Критичними в відношенні стегнової кістки є зона малого вертлюгу, саме дефекти в ці зоні призводять до значного перевантаження кістки що залишилась до 300 кГ/см², та прогресивного руйнування протезованної стегнової кістки.
Запропонована анатомо-функціональна класифікація дефектів кісткової тканини ложе протезованого кульшового суглоба дає можливість доопераційно оцінити розмір, характер та локалізацію втрати кісткової тканини та ступінь порушення функції протезованого суглоба, визначити диференційований підхід до тактики ревізійного протезування хворих з дефектами кісткового ложе нестабільного ендопротеза.

Література

DeLee JS, Charnley J: Radiologic demarcation of cemented sockets in total hip replacement. Clin Orthop, 1976, 121, 20-32.] .
Gruen TA, McNiece GM, Amstutz HC: "Modes of failures" of cemented stem-type femoral component: a radiographic analysis of loosening. Clin Orthop, 1979, 141, 17-27.] .
Gross A.E., Allan D.G. Bone grafts in hip replacement surgery: The pelfie side. // Orthop. Clin. North (Am). - 1993. - Vol. 24. - P. 679 - 687.
Paprosky W.G. Allograft reconstruction in massive acetabular defects. // Tech Orthop. - Vol. 4. - P. 44 - 53.
Dorl. Illustr. Med. Dict., 27-th edit., Saunders, 1988, p.437 Stedm. Med. Dict., 26-th edit., Will.&Wilk., 1995, p.447
Endo klinik Jens Sörensen2, Gösta Ullmark1, Bengt Långström2 and Olle Nilsson3 Rapid bone and blood flow formation in impacted morselized allografts. Acta Orthop Scand 2003; 74 (6): 633–643 633
AAOS Frans C van Biezen, Bas L E F ten Have and Jan A N Verhaar Impaction bone-grafting of severely defective femora in revision total hip surgery Acta Orthop Scand 2000; 71 (2): 135–142
Saleh KJ, Gross AF, Gafni A, et. al. Radiographic classification for failed hip arthroplasty. 53rd Annual Meeting, Canadian Orthopaedic Assosiation, June 1998, Ottawa, Ontario.
Engelbrecht E, Heinert K. Klassifikation und Behandlungsrichtlinien von Knochensubstanzverlusten bei Revisionsoperationen am H.uftgelenk: mittelfristige Ergebnisse. In: Endo-Klinik, ed. Prim.ar- und Revisions-Alloarthroplastik H.uft- und Kniegelenk. Berlin, etc: Springer, 1987:189-201.
Paprosky WG, Perona PG et al. (1994) Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty 9: 33-44
Paprosky W et al. Femoral defect classification. Orthop Review 1990;Oct supplement.
Paprosky W.G. Allograft reconstruction in massive acetabular defects. // Tech Orthop. - Vol. 4. - P. 44 - 53.

Capito C.P., Skoff H.D., Bohmer S.A. et al. Results and complications. Bone stock deficiency in total hip replacement: classification and management. - Slack, Thorofare. - New Jersey. - 1989. - P. 169.