В данной статье автор рассматривает основные принципы и отличия бесцементного и цементного тотального эндопротезирования суставов в травматологии и ортопедии.
Ключевые слова: тотальное эндопротезирование, бесцементное тотальное эндопротезирование, цементное тотальное эндопротезирование, ревизионное эндопротезирование, костный цемент, имплантация, аутопластика, press-fit метод
На данный момент тотальное эндопротезирование является одним из самых востребованных направлений в травматологии и ортопедии. Это напрямую связано с количественным ростом больных, нуждающихся в проведении хирургического вмешательства. В отличие от фармакологической терапии такой вид лечения обеспечивает максимально возможную двигательную активность пациентов.
Методика тотального эндопротезирования содержит в себе несколько ключевых этапов: выбор способа цементирования, подбор анатомической формы протеза и его размеров, проверка совместимости пары трения. Первостепенной задачей является первый пункт данного списка. Бесцементное и цементное протезирование имеют достаточное весомые отличия, которые будут освещены в этой статье далее.
Когда травматолог-ортопед задумывается о выборе эндопротеза и тактике его установки пациенту, он обязательно учитывает анамнез жизни больного. Анамнез непосредственно заболевания также влияет на выбор хода операции. Ключевыми факторами в выборе способа фиксации являются возраст человека, плотность костной ткани, уровень активности, образ жизни, наличие хронических заболеваний.
Показания для тотального эндопротезирования тазобедренных суставов включают в себя: деформирующий остеоартроз (коксартроз) 2–3 стадии по классификации Кассинской, асептический некроз головки бедренной кости, двусторонние костные анкилозы, переломы шейки бедра у лиц старше 75 лет.
При деформирующем остеоартрозе 3 стадии коленного сустава (гонартроз), как и при ревматоидном артрите, некротическом поражении костной ткани, вальгусной деформации более 20 или варусной более 15 градусов речь также идет о необходимости проведения тотального эндопротезирования сустава [1].
С точки зрения химии костный цемент является оргстеклом, так как состоит из полиметилметакрилата, который на данный момент поставляется в сухом виде [3]. Впервые клинически ППМА был использован в нейрохирургии для заполнения пустот в черепе после обширных огнестрельных или осколочных ранений.
В виде порошка полиметилметакрилат не способен закрепиться в организме человека, поэтому необходим второй компонент — жидкий мономер ММА. При смешивании с мономером происходит экзотермическая радикальная полимеризация второго компонента, что в конечном итоге приводит к формированию пластичной массы, используемой для фиксации и заполнения пустот. Со временем цемент переходит из тестообразного состояния в более плотное, похожее на пластилин, а в дальнейшем окончательно твердеет.
Именно гибкая форма костного цемента позволяет врачу грамотно распределить массу по костной площадке, либо ввести её в полость костного канала, требующего дополнительного уплотнения. Техника введения ППМА внутрь часто используется при низкой минеральной плотности костей, а также наличии полостей вследствие агрессивного воздействия остеопороза на ткань.
Во время химического взаимодействия компонентов костного цемента в организм больного поступает достаточно много токсических веществ. Это объясняет формирование синдрома имплантации костного цемента. По данным современных исследований чаще всего он встречается у лиц пожилого возраста со сниженной иммунной реактивностью организма [7]. При наличии реакции на введение костного цемента возможно развитие сильнейшей аллергической реакции, аутоиммунного отторжения трансплантата вплоть до развития септического шока. Данный факт является одной из причин для выбора протезов бесцементной фиксации.
Основным преимуществом протезов на основе цементного эндопротезирования можно назвать их относительно низкую стоимость на международном рынке. Они также эффективны для пожилых пациентов с обширным остеопорозом. Кроме этого, особенность цементного протезирования — крайне быстрая реабилитация. Как при замене коленного, так и при замене тазобедренных суставов больной может вставать с полной опорой на оперированную конечность уже на следующий день после операции [5].
Заполнение дефектов позволяет равномерно распределить нагрузку на сустав, максимально возможно вернуть биомеханическую подвижность конечности без последующей вальгусной или варусной деформации. Для профилактики послеоперационных осложнений возможно добавление антибиотиков широкого спектра действия непосредственного в костный цемент. Но в настоящее время эффективность данного метода ставится под вопрос многими травматологами-ортопедами, так как в процессе экзотермической реакции цемент нагревается до 82–86 градусов по Цельсию. Вполне вероятно повышение температуры приводит к разрушению биоактивных веществ антибиотика, либо значительно снижает его фармакологическую эффективность.
Изнашивание цемента с выделением токсических веществ в здоровую кость — значительный минус цементного тотального эндопротезирования. Именно по этой причине данный способ фиксации крайне не рекомендован для пациентов молодого возраста [4]. Активный образ жизни приводит к быстрому снашиванию компонентов фиксации между протезом и костью, тем самым приводя пациента к необходимости проведения ревизионного протезирования.
Ревизионное протезирование — оперативное вмешательство, при котором врач травматолог-ортопед извлекает старый протез, а на его место устанавливает новый. Также возможна частичная замена протеза его компонентами: ножка, головка, вкладыш. Использование протеза цементной фиксации возможно только с учетом пары трения металл/полиэтилен и никогда керамика/керамика. В условиях современной реальности не во всех медицинских учреждениях в наличии могут быть протезы подходящей пары или размерного ряда, что усложняет проведение ревизионного остеосинтеза.
Протезы бесцементной фиксации устанавливаются по методу press-fit — путем вколачивания ножки эндопротеза внутрь костного канала, предварительно обработанного рашпилями [2]. Особенность бесцементного протеза — его пористое или гидроксиапатитовое покрытие, впоследствии обеспечивающее плотное врастание в костную ткань. Чаще всего на самом протезе шероховатое титановое напыление — благодаря своей неоднородной структуре протез быстрее скрепляется с тканью пациента, сокращая процесс регенерации. Адаптация к инородному телу также происходит в ускоренном темпе по причине биологически правильного заполнения костных дефектов элементами эндопротеза.
К сожалению, полная нагрузка на конечность при установке протезов бесцементной фиксации возможна только через 1–2 месяца от момента операции, так как процесс прорастания кости в пористую поверхность эндопротеза требует некоторого времени в отличие от совмещения протеза и кости с помощью костного цемента, где нагрузка допустима для больных на следующий день после проведения хирургического вмешательства.
Данный способ эндопротезирования более долговечен по сравнению с цементным — вопрос о необходимости проведения ревизионного протезирования возникает только спустя 20–25 лет активной носки искусственного сустава. Также при изнашивании протеза на основе бесцементной фиксации отсутствует выделение токсинов, приводящих к разрушению костной ткани и снижению её минеральной плотности, что, неоспоримо, является существенным преимуществом [6]. Отсутствует риск синдрома имплантации костного цемента.
Ещё один положительный момент в установке эндопротезов бесцементной фиксации — возможность выбора пары трения. Но, к сожалению, выбор ограничивается извне путем достаточной высокой стоимости бесцементных эндопротезов в целом. Дороговизна материалов существенно влияет на количество установленных протезов данного типа среди бюджетных медицинских учреждений.
Минусы бесцементного тотального эндопротезирования: менее сбалансированное распределение нагрузки на кость, риск неполного погружения чашки импланта, невозможность использования у пациентов с остеопорозом и обширными лакунарными дефектами, вероятность перелома кости в ходе хирургического вмешательства. Кроме этого, крайне высок риск развития воспалительной реакции после удаления ножки эндопротеза при проведении ревизии.
Вопрос ревизионного эндопротезирования крайне важен, когда речь идет о выборе техники установки импланта. Отличия при внедрении эндопротеза напрямую влияют на методы его удаления. По данным современных исследований из портала Web of Science (сентябрь 2019 г.) количество ревизионных вмешательств у пациентов с цементным тотальным эндопротезированием ничем не отличается от больных, которым были установлены протеза бесцементной фиксации. Отличия заключаются лишь в сложности хирургического вмешательства и последующей реабилитации.
Наиболее частой причиной проведения ревизии при способе цементной фиксации была потеря асептики, что в дальнейшем приводило к ПТИ — перипротезной инфекции сустава. В таком случае состояние больного значительно осложняется сопутствующими хроническими заболеваниями, повышается риск развития воспалительного синдрома.
Основная масса ревизионных операций с протезами бесцементной фиксации проводится при развитии нестабильности одного из компонентов эндопротеза. Нестабильность — крайне неприятное состояние после эндопротезирования, при котором возможно разрушение костной ткани с формированием полостей в области фиксации протеза.
Как уже говорилось ранее, в вопросах ревизионного хирургического вмешательства бесцементное протезирование наиболее благоприятно в реабилитации, но при этом не исключает необходимости проведения операции у любых пациентов различных возрастных категорий.
Таким образом отличия данных методов фиксации эндопротезов при тотальном эндопротезировании заключаются в основном в стоимости, в технике установки, методе крепления, особенностях использования, необходимости подбора определенной группы пациента по индивидуальным критериям.
На данный момент оба вида эндопротезирования активно используется в медицине, представляя собой наиболее клинически полное лечение для пациентов с патологиями, заболеваниями и травмами опорно-двигательного аппарата.
Литература:
- Total Knee Arthroplasty: A Technique Manual / D. S. Richard. —: Elsevier, 2014. — 144 c.
- Uncemented femoral stems for revision surgery: The press-fit concept — planning — surgical technique — evaluation / L. B. Pierre, Canovas François, Roche Olivier [и др.]. — 2015. —: Springer, 2015. — 151 c. DOI:10.1007/978–3-319–03614–4
- Cemented versus uncemented fixation in total hip replacement: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials / Abdulkarim Ali, Ellanti Prasad, Fahey Tom, Motterlini Nicola. // Оrthopedic Reviews. — 2013. — № 5(2).
- Cement vs cementless stem fixation in primary total hip arthroplasty: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials.// Ragni P, Smith RM, David M, et al. J Arthroplasty. 2020;35(4):1228–1235.
- Total hip arthroplasty using a simple and inexpensive cementless, press-fit, dual-mobility cup. Klautau-Guimarães MN, Kerr-Neto E, Matheus F. Acta Ortop Bras. 2019;27(3):166–171.
- Cementless vs Cemented Tibial Fixation in Primary Total Knee Arthroplasty / AJ Rosenbaum, S. Banerjee, S. Hinsley [и др.]. // Orthopedics. — 2016. — № 39(5). — С. 925–931.
- Sujith, Konan Cemented versus uncemented hip implant fixation: Should there be age thresholds? / Konan Sujith, P. A. Matthew, S. H. Fares.// Bone Joint Res. — 2020. — № 8(12). — С. 604–607. doi: 10.1302/2046–3758.812.BJR-2019–0337. eCollection 2019 Dec.
