Осложнения эндопротезирования голеностопного сустава

Статья поступила в редакцию 28.06.2011 г.

ОСЛОЖНЕНИЯ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ ГОЛЕНОСТОПНОГО СУСТАВА

COMPLICATIONS OF THE ANKLE JOINT ENDOPROSTHESIS

Пахомов И.А. Pakhomov I.A.

Федеральное государственное учреждение «Новосибирский Novosibirsk scientific research institute

научно-исследовательский институт травматологии и of traumatology and orthopedics, ортопедии» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации,

г. Новосибирск, Россия Novosibirsk, Russia

Появление в ХХ веке возможности по эндопротезированию голеностопного сустава предопределило дальнейшее развитие хирургии стопы и голеностопного сустава. Однако, несмотря на несомненные положительные результаты, которые значительно улучшают качество жизни пациентов, всегда существует вероятность формирования осложнений, которые необходимо систематизировать для обобщения клинического опыта и поиска средств и методов их профилактики.

Цель исследования: Анализ существующих видов осложнений при выполнении эндопротезирования голеностопного сустава с использованием эндопротезов различных генераций.

Материалы и методы: Контент-анализ отечественных и зарубежных литературных источников по рассматриваемой проблеме. Выводы: Прогресс, совершенный медицинской промышленностью в производстве конструкций для имплантации и хирургического инструментария, привел к значительным позитивным изменениям в эффективности эндопротезирования голеностопного сустава, но настороженность в отношении осложнений эндопротезирования голеностопного сустава сохраняется и в наши дни.

Ключевые слова: эндопротезирование; голеностопный сустав.

In 20th century the emergence of the opportunity for ankle joint endo-prosthetics predestined the further development of foot and ankle joint surgery. However, despite of the doubtless positive results, significantly improving patients' life quality, there is a persistent possibility of complications which are to be systematized for generalization of clinical experience and search of preventive measures and methods. Objective: Analysis of the existing kinds of complications in ankle joint endoprosthetics with prosthetic devices of different generations. Materials and methods: Content analysis of domestic and foreign literature sources related to the studied problem.

Conclusions: Progress in medical industry of implants and surgical instruments resulted in the significant positive changes in efficiency of ankle joint endoprosthetics, but vigilance in terms of complications remains at the present time.

Key words: endoprosthesis; ankle joint.

Эндопротезирование голеностопного сустава продолжает сложный путь в системе современной ортопедотравматологической помощи со значительным запозданием, по сравнению с эндопротезирова-нием тазобедренного и коленного суставов, в результате ряда характерных особенностей [1]. Так, малый размер сустава, высокая компрессирующая сила, падающая на него во время функционирования, потенциальная нестабильность и деформация сустава, частое наличие контрактуры мягких тканей голеностопной области объясняют техническую и клиническую значимость решения данной проблемы. Особым фактором является большое количество очень молодых пациентов с тяжелыми поражениями голеностопного сустава, нуждающихся в хирургической помощи с высокими исходными требованиями к результатам лечения, что по-

№ 4 [декабрь]

рой идет вразрез с возможностями такого метода, как тотальное эндопротезирование (ТЭП) [2].

Очевидные успехи эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов и неудовлетворенность результатами артродеза голеностопного сустава стали маяком развития эндопротезирования голеностопного сустава в 70-х годах прошлого века [2].

Начиная с французского хирурга Lord, который первым имплантировал тотальный эндопротез голеностопного сустава в 1970 году [3], и в течение последующих десяти лет публикации о результатах ТЭП были выдержаны в тоне освещения благоприятных исходов применения этого метода [4-6]. Так, Stauf-fer R. [7] писал, что по итогам выполнения 63 имплантаций эндопро-теза «Mayo» было получено 52 превосходных результата, 6 хороших и 5 плохих результатов. Однако,

mu ^

по мере накопления клинического материала и увеличения сроков наблюдения до 2-3 лет, отзывы о результатах стали тревожными [8]: в серии уже упомянутых выше эндопротезов «Mayo» через 3 года было выполнено 41 % ревизионных операций, связанных с удалением эндопротеза и артродезированием голеностопного сустава. Результаты ТЭП голеностопного сустава конструкциями 1-го поколения оказались обескураживающими, и по клинической эффективности были далеки от результатов артродеза голеностопного сустава. Отзывы о методе доходили от нерекомендуемого к применению и вплоть до полного отказа от него в пользу артродеза по причине чрезвычайно высокого количества осложнений [5, 9]. Существовавшие на тот момент времени различные варианты конструкций эндопротезов также не обеспечили существенной разни-

цы результатов, хотя поиск шел по многим направлениям [10].

Таким образом, рубеж 70-80-х годов двадцатого столетия ознаменовался почти однозначным отказом от эндопротезирования голеностопного сустава эндопротезами первого поколения в связи с высокой частотой осложнений [10].

Следующая декада — девяностые годы XX века, принесла возобновление интереса к эндопротезирова-нию голеностопного сустава в связи с появлением эндопротезов 2-го поколения и конструкций, обеспечивающих обнадеживающие результаты их применения при разнообразной патологии голеностопного сустава [10-12]. Pievich сообщил о промежуточных результатах, связанных с имплантацией наиболее удачного по всем параметрам эндопротеза «Agility» и описал, что 93 % прооперированных пациентов не имеют боли или она незначительна при сроке наблюдений в среднем спустя 4,8 года после операции, и им же было доложено о 6 % ревизионных операций, связанных с необходимостью удаления компонентов эндопротеза и(или) артродезирова-ния голеностопного сустава.

Однако история эндопротезов 1-го поколения повторилась с эндопротезами 2-го поколения, и в 2004 году Adrienne S. публикует результаты исходов 306 эндопроте-зирований с использованием эндо-протеза «Agility», потребовавших выполнения 127 ревизионных операций (28 %), включая 8 ампутаций конечностей на уровне верхней трети голени [13].

Попытки поиска путей для минимизации возможных осложнений ТЭП дали импульс к дальнейшему развитию медицинской науки и, с учетом обозначенной проблематики, были внедрены в практику хро-мокобальтовые сплавы, предложен высокомолекулярный полиэтилен для вкладышей, усовершенствован хирургический инструментарий, позволяющий делать воспроизводимые распилы большеберцовой и таранной костей [14]. В результате этого в современных условиях предпочтение было отдано эндопро-тезам голеностопного сустава 3-го поколения, которые являются несвязанными, трехкомпонентными,

прочность контакта с костью которых обеспечивается за счет уникальной финишной обработки поверхности имплантатов, а подвижность — двумя плоскостями движения [15]. Таким образом, учитывая наличие более чем 100 различных конструкций для эндопротезирования, в настоящее время существующие варианты эндопротезов можно классифицировать следующим образом (табл.).

высокая ожидаемая вероятность развития осложнений эндопротези-рования голеностопного сустава.

Подробное изучение причин неудовлетворительных результатов эндопротезирования голеностопного сустава позволяет выделить следующие группы осложнений: 1) осложнения, связанные с хирургическим вмешательством, как методом агрессивного воздействия на морфологический суб-

Таблица Классификация эндопротезов голеностопного сустава

Классификация Тип протеза Конфигурация

Фиксация цементный; бесцементный

Число компонентов 1, 2, 3

Связанность cвязанный; полусвязаный; несвязанный

Конгруэнтность/соответствие неконгруэнтный блоковидный; бисферический; выпукловогнутый; вогнутовыпуклый

конгруэнтный сферический; цилиндрический; конический; скользяще-цилиндрический

Конфигурация компонента анатомический; неанатомический

Вид вкладыша фиксированный; мобильный

Совершенствование техники и инструментария, которое привело к уменьшению травматичности, улучшению интеграции компонентов эндопротеза с костью и удлинению сроков службы компонентов (особенно вкладышей) [15], существенно изменили общую картину в сфере эндопротезирования суставов стопы. Так, по некоторым публикациям, эффективность эн-допротезирования голеностопного сустава становится сопоставимой с эффективностью эндопротезирова-ния тазобедренного сустава [10].

В наши дни накоплено достаточное количество результатов эндо-протезирований голеностопного сустава, анализируя которые можно констатировать, что за 40 лет существования эндопротезирования голеностопного сустава как метода лечения деформирующего остео-артроза голеностопного сустава (ДОА) по-прежнему сохраняется

страт патологического процесса:

а) некроз краев хирургического доступа и инфекция области хирургического вмешательства;

б) осложнения в области контакта кости с эндопротезом;

2) интраоперационные повреждения костей и мягкотканых образований;

3) осложнения, специфичные для определенных поколений эндопро-тезов.

Некроз краев хирургического доступа и инфекция области хирургического вмешательства

Перед рассмотрением возможных причин формирования подобного рода осложнений стоит упомянуть, что для имплантации подавляющего большинства всех эндопротезов голеностопного сустава используют передний доступ, кроме протеза «ЕЗКА», при имплантации которого используют боковой доступ

ПОЛИТРАВМА

с остеотомией наружной лодыжки [16]. Эндопротезирование голеностопного сустава принципиально отличается от эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов высокой вероятностью повреждения системы локального кровоснабжения, в связи с чем недопустим вывих сустава для хирургических манипуляций на нем [17]. Во время доступа неизбежно повреждение ветвей передней большеберцовой артерии, что может оказаться критичным для жизнеспособности мягких тканей тыла стопы, особенно в сочетании с фоновой облитерацией art. dorsalis pedis, что встречается у 12 % пациентов [14].

Ишемические нарушения усугубляются отсутствием покрытия зоны хирургического воздействия мышечной тканью в области голеностопного сустава, что ведет к присоединению инфекции и тяжелым гнойно-некротическим осложнениям. По сведениям разных авторов, имплантации эндопротезов 1-го поколения в 40 % случаев сопровождались длительным заживлением операционной раны с переходом в глубокую инфекцию в 3-5 % [6].

В настоящее время частота развития инфекций области хирургического вмешательства (ИОХВ) при эндопротезировании голеностопного сустава в ведущих клиниках не превышает 5-6 %, что сопоставимо

с количеством гнойных осложнений при выполнении операций по замене тазобедренного и коленного сустава [1].

Осложнения в области контакта кости с эндопротезом

Результаты использования эндо-протезов голеностопного сустава 1-го поколения, предусматривавших цементную фиксацию, привели к полному отказу от цементной фиксации и переходу на современные конструкции эндопротезов для замещения голеностопного сустава, не требующие обеспечения стабильности протеза за счет использования цемента. Так, при эндопротези-ровании протезом «Mayo», зарегистрированная частота случаев развития асептической нестабильности при наблюдениях с интервалом 2, 5 и 10 лет составила 27 %, 60 % и 90 %, соответственно [7, 12, 17]. Вместе с тем, надо отметить, что, несмотря на то, что применяемые сегодня эндопротезы 3-го поколения рассчитаны на фиксацию без цемента, полностью устранить проблему асептической нестабильности в результате слабого сцепления протеза с костью на сегодняшний день еще не удалось. Это продолжает оставаться главной причиной послеоперационных болей и наиболее частой причиной ревизионных операций при использовании эндо-протезов 3-го поколения [11, 12].

Исследования микроподвижности эндопротеза сразу после его имплантации с помощью рентгено-сте-реометрического анализа показали, что, независимо от применяемых в настоящее время методов имплантации эндопротеза, инструментария и конструкций, обеспечение начальной стабильной фиксации эндопро-теза пока еще остается недостижимой целью медицинской науки [18]. Начальная подвижность приводит к формированию болевого синдрома, остеолиза и т.п. нежелательных явлений. Особое значение имеет качество и степень обработки вкладыша из полиэтилена, а также его «родство» с компонентами эндопро-теза.

Наилучшими эндопротезами по своим конструкционным качествам общепризнанно являются модели, имеющие вкладыши, изготовленные из сверхвысокомолекулярного полиэтилена в сочетании с компонентами эндопротеза из хром-ни-келиевых сплавов, как имеющих способность к оптимальному удержанию смазки и, следовательно, скольжению [12]. При отступлении от этой комбинации материалов и некорректной установки компонентов эндопротеза неизбежны остеолиз, смещения компонентов эндопротеза и, как следствие, неудовлетворительные результаты лечения (рис. 1).

Рисунок 1

Прямая (а) и боковая функциональная (б, в) рентгенограммы голеностопного сустава через 3 года после имплантации эндопротеза «Buechel-Pappas»

На рисунке 1 виден технически некорректно установленный эндо-протез «Buechel-Pappas» (недостаточный размер большеберцового компонента в переднезаднем направлении, что является причиной ускоренного изнашивания полиэтиленового вкладыша и накопления конгломератов продуктов износа полиэтилена в окружающей эндо-протез кости, заднего подвывиха стопы [цит. по Buechel F., Buech-el F. and Pappas M., 2003].

Интраоперационные повреждения костей и мягкотканных образований

Распространенным осложнением операции эндопротезирования голеностопного сустава является ятрогенное повреждение анатомических важных структур стопы — нервов и сухожилий [19] и, что чаще, переломы лодыжек, что бывает в 20-26 % случаев [15]. Учитывая невозможность выполнения широкого хирургического доступа к голеностопному суставу в связи с высоким риском гнойно-некротических осложнений, оперирующий хирург вынужден манипулировать инструментами в очень узком пространстве, часто полностью закрытыми резекционными блоками [10].

Нельзя недооценивать и значение интраоперационного ятрогенного перелома лодыжек — современная тактика предполагает прерывание эндопротезирования и выполнение стабильного остеосинтеза сломанной лодыжки, после чего будет возможным продолжение этапов

эндопротезирования. При этом распространено мнение, что, по мере накопления хирургом опыта операций, количество данных осложнений уменьшается [10].

Проблемы эндопротезирования голеностопного сустава, связанные с эндопротезами 1-го поколения

Основная проблема конструкций данной генерации в том, что они требовали имплантации с использованием цементной фиксации. Цементируемые имплантаты требовали большой костной резекции, что вело к перегрузке и без того ослабленной метафизарной кости. Вдобавок к неприемлемой в то время технике цементирования ограниченные пределы голеностопного сустава не позволяли создать необходимую цементную мантию для эндопротеза. Ко всему прочему, цементная мантия увеличивала размер эндопротеза по отношению к кости, увеличивая нагрузку из центра сустава на зону взаимодействия «кость-цемент» (10, 12, 19). Очевидно, что в результате обширных потерь костной ткани одной из важных проблем эндопротезов 1-го поколения была невозможность ревизионного эндопротезирования в случае плохого результата лечения (рис. 2).

Связанный дизайн был второй большой проблемой, специфичной для первой генерации эндопротезов. Это было связано с огромным количеством асептических расшатываний в результате высоких передаточ-

ных усилий в зоне взаимодействия «кость-эндопротез». Использование средне-связанных эндопротезов в расчете на связочный баланс и поддержку также не гарантировало от возможного развития осложнений в результате фонового поражения связок [11, 13, 15].

Хирургические инструменты, используемые при проведении артро-пластики голеностопного сустава в период использования эндопроте-зов 1-го поколения, были в определенной степени несовершенны, что вело к интраоперационным осложнениям в результате работы импровизированными приемами с помощью общехирургических инструментов. Отмечено, что ортопеды того времени уделяли недостаточное внимание состоянию баланса связок голеностопного сустава, что является одним из основных требований в наше время [20, 21].

Поскольку эти эндопротезы требовали обширной костной резекции и фиксации с помощью костного цемента, то оказалось невозможным не только заменять компоненты эндопротеза, но в самых тяжелых случаях даже производить артро-дезирование пораженного сустава

[7].

Проблемы эндопротезирова-ния голеностопного сустава, связанные с эндопротезами 2-го поколения

Хотя усовершенствование конструкций эндопротезов 1-го поколения, нашедшее место в тотальных эндопротезах 2-го поколения, по-

Рисунок 2

Исход лечения посттраматического ДОА полусвязанным эндопротезом цементной фиксации конструкции Lord and Marott

20

ПОЛИТРАВМА

зволило частично преодолеть трудности, что выразилось в уменьшении нагноений до 10-11 % [7], появились новые проблемы, связанные с несовершенством инструментария и пренебрежением принципами биомеханики при разработке конструкций эндопротеза:

1. Необходимость обширной костной резекции при установке компонентов эндопротеза, как техническая особенность, приводящая к тяжелой асептической нестабильности в 23-25 % случаев [6, 7] (рис. 3).

2. Необходимость синостозирова-ния дистального межберцового

синдесмоза, что само по себе трудная задача, поскольку требует дополнительного оперативного вмешательства и сопровождается неудачами костного сращения от 8 до 34 % случаев, а среднее ожидаемое время появления рентгенологических признаков сращения составляет 10 месяцев [21]. З.Связанный характер эндопротеза, направляющий «раскалывающие» усилия на повышенный износ неподвижного полиэтиленового вкладыша.

Прогресс, совершенный медицинской промышленностью в производстве конструкций для имплантации

и хирургического инструментария, привел к значительным позитивным изменениям в эффективности эндопротезирования голеностопного сустава, но настороженность в отношении осложнений эндопроте-зирования голеностопного сустава сохраняется и в наши дни. Это особенно актуально в свете начала использования в клинической практике эндопротезов голеностопного сустава 3-го поколения, отдаленные результаты применения которых и спектр возможных осложнений в ходе их использования еще только предстоит обобщить в ходе дальнейших исследований.

Рисунок 3

Рентгенограммы в прямой проекции левого голеностопного сустава пациента через 2, 3 года после эндопротезирования голеностопного сустава эндопротезом «Agility», демонстрирующие отсутствие смещения большеберцового, таранного компонентов эндопротеза в нагружаемой зоне региона — переднем крае большеберцовой кости

Литература:

1. Опыт эндопротезирования голеностопного сустава в российском научно-исследовательском Институте травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена /Р.М. Тихилов, Н.А. Корышков, В.Г. Емельянов [и др.] //Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. - 2009. - № 3. - С. 56.

2. Disorders of the Foot and Ankle /M. Jahss [et al.]. - Filadelphia: W.B. Sanders company, 1991. - P. 2326-2353.

3. Etude posturographique des protheses totales du membre inferieur: a propos de 88 sugets examines /G. Lord, R. Gentaz, P.M. Gagey, J.B. Baron //Rev. Chir. Orthop. - 1976. - Vol. 62. - P. 363-374.

4. Kempson, G.E. Engineering considerations in the design of an ankle joint /G.E. Kempson, M.A.R. Freeman, M.A. Tuke //Biomed. Eng. - 1975. - Vol. 180. - P. 166-171.

5. Newton, S. An artificial ankle joint /S. Newton //Clin. Orthop. -1979. - Vol. 142. - P. 141-145.

6. Waugh, T.R. Irvine ankle arthroplasty /T.R. Waugh, P.M. Evanski, W.C. McMaster //Clin. Orthop. - 1976. - Vol. 114. - P. 180-184.

№ 4 [декабрь] 2011

7. Stauffer, R.N. Total ankle joint replacement /R.N. Stauffer //Arch. Surg. - 1977. - Vol. 112. - P. 1105-1109.

8. Das, A.K. Total ankle arthroplasty: a review of 37 cases /A.K. Das //J. Tenn. Med. Assoc. - 1988. - P. 682-685.

9. Kitaoka, H.B. Clinical results of the Mayo total ankle arthroplasty /H.B. Kitaoka, G.L. Patzer //J. Bone Joint Surg. - 1996. - Vol. 78-A.

- P. 1658-1664.

10. Kofoed, H. Scandinavian Total Ankle Arthroplasty (STAR) /H. Ko-foed //Clin. Orthop. Relat. Res. - 2004. - Vol. 424. - P. 73-79.

11. Buechel, F.F. Twenty-year evaluation of cementless mobile-bearing total ankle replacements /F.F. Buechel, M.J. Pappas //Clin. Orthop. Relat. Res. - 2004. - Vol. 424. - P. 19-26.

12. Buechel, F.F. Ten year evaluation of cementless Buechel-Pappas meniscal bearing total ankle replacement /F.F. Buechel, F.F. Buechel, M.J. Pappas //Foot Ankle Int. - 2003. - Vol. 26. - P. 462-472.

13. Adrienne, S. Complications and failure after total ankle arthroplasty /S. Adrienne, M. Assal, H. Sigward //JBJS. - 2004. - Vol. 86-A, N 6.

- P. 1172-1178.

14. Attinger, C.E. Plastic surgery techniques for foot and ankle surgery /C.E. Attinger //Foot and Ankle Disorders /ed. M.S. Myerson.

- Philadelphia: W.B. Saunders, 2000. - Vol. 1. - P. 585-644.

15. Wood, P.L. Total ankle replacement. The results in 200 ankles /P.L. Wood, S. Deakin //J. Bone Joint Surg. Br. - 2003. - Vol. 85.

- P. 334-341.

16. Hintermann, B. Total ankle arthroplasty /B. Hintermann. - New-York: SpringerWein, 2005. - P. 235-245.

17. Gill, L.H. Avascular necrosis of the talus secondary to trauma, disease, drugs, and treatment /L.H. Gill //Foot Ankle Clin. - 1999.

- Vol. 4. - P. 431-446.

18. Carlsson, A. Radiometric analisis of the double-coated STAR tota-lankle prostesis: a 3-5 year follow-up of 5 cases with rheumatoid arthritis and 5 cases with osteoarthrosis /A. Carlsson, P. Markusson, M. Sundberg //Acta Orthop. - 2005. - Vol. 76. - P. 573-579.

19. DiDomenico, L.A. Total Ankle Arthroplasty in the Rheumatoid Patient /L.A. DiDomenico, J.R. Treadwell, L.Z. Cain //Clin. Podiatr. Med. Surg. - 2010. - Vol. 27. - P. 295-311.

20. Nelissen, R. Early migration of the tibial component of the Bu-chel-Pappas total ankle prostesis /R. Nelissen, H. Doets, E. Valstar //Clin. Orthop. Relat. Res. - 2006. - Vol. 448. - P. 146-151.

21. Surgeon training and complications in total ankle arthroplasty /C.L. Saltzman, A. Amendola, R. Anderson [et al.] //Foot Ankle Int.

- 2003. - Vol. 24. - P. 514-518.

Сведения об авторе:

Пахомов И.А., к.м.н., старший научный сотрудник, руководитель функциональной группы подиатрии при отделении эндопротезиро-вания и эндоскопической хирургии суставов, Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии, г. Новосибирск, Россия.

Адрес для переписки:

Пахомов И.А, ул. Фрунзе, 17, г. Новосибирск, 630091, Россия.

Тел: 8 (383) 224-04-31

Электронная почта: IPahomov@niito.ru

Information about author:

Pakhomov I.A., MD, senior researcher, head of functional group of podiatry at the department of endoprosthesis and endoscopic surgery of joints, Novosibirsk scientific research institute of traumatology and orthopedics, Novosibirsk, Russia.

Address for correspondence:

Pakhomov I.A., Frunze st., 17, Novosibirsk, 630091, Russia. Tel: 8 (383) 224-04-31 E-mail: IPahomov@niito.ru

22

ПОЛИТРАВМА