Автореферат (Биомеханическое обоснование эндопротезирования коленного сустава при структурно-функциональных нарушениях)

На правах рукописиСметанин Сергей МихайловичБИОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯКОЛЕННОГО СУСТАВА ПРИ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХНАРУШЕНИЯХ14.01.15 Травматология и ортопедияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора медицинских наукМосква2018Работа выполнена в ФГАОУ ВО Первый Московский государственныймедицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России(Сеченовский Университет)Научный консультант:доктор медицинских наук, профессор Кавалерский Геннадий МихайловичОфициальные оппоненты:Королев Андрей Вадимович – доктор медицинских наук, профессор,ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», кафедратравматологии и ортопедии, профессор кафедрыЛазишвили Гурам Давидович – доктор медицинских наук, профессор,ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинскийуниверситет им.

Н.И. Пирогова» Минздрава России, кафедра травматологии,ортопедии и военно-полевой хирургии, профессор кафедрыБрижань Леонид Карлович – доктор медицинских наук, профессор ФГБУ«Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко»Минобороны России, центр травматологии и ортопедии, начальник центра,главный травматологВедущая организация: ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академиянепрерывногопрофессиональногообразования»Министерстваздравоохранения Российской ФедерацииЗащита состоится «___» _________2018 г.

в ____ часов на заседаниидиссертационного совета Д. 208.040.11 на базе ФГАОУ ВО ПервыйМосковский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) по адресу: 119991, г.Москва, ул.

Трубецкая, д.8, стр. 2С диссертацией можно ознакомиться в ЦНМБ ФГАОУ ВО ПервыйМосковский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) по адресу: 119034, г.Москва, Зубовский бульвар, д. 37/1 и на сайте организации www.sechenov.ruАвтореферат разослан «___» _____________2018 г.Ученый секретарь Диссертационного совета,доктор медицинских наук,профессорТельпухов Владимир Иванович3Общая характеристика работыАктуальность работыНа остеоартроз коленного сустава приходится от 25,7 до 54,5% болезней крупныхсуставов.

Значительное снижение качества жизни пациентов связано с болями в суставе,ограничением функциональных возможностей и самообслуживания. Прогрессированиедегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава в течение 12–15 летприводит к инвалидности зачастую еще в трудоспособном возрасте. Это обстоятельствоподчеркивает социально-экономическую и медицинскую значимость проблемы (К.И.Шапиро, 1991; Н.В. Корнилов, 2001; М.А. Рева, 2013; D.T. Felson, 2000; D.J. Berry, 2004;Y.Wang, 2016).При неэффективной консервативной терапии «золотым стандартом» лечениягонартроза является тотальное эндопротезирование, позволяющее в кратчайшие срокипресечь болевой синдром, воссоздать ось конечности и восстановить утраченную функцию.В настоящее время в мире выполняется порядка 2 млн. операций артропластики коленногосустава, причем отмечается ежегодный прирост как первичных, так и ревизионныхвмешательств (Н.В. Корнилов, 1996; И.И.

Кроитору, 2000; Д.Е Шпаковский, 2006; В.В.Ключевский, 2007; Р.М. Тихилов, 2012; G. Hawker, 1998; E. Losina, 2006; P.J. Jenkins, 2013).Важным ключом в решении проблемы первичной артропластики коленного суставаявляется выбор хирургической тактики и типа связанности эндопротеза. Срокифункционирования эндопротезов зависят от многих факторов – таких как надлежащаятехника артропластики, дизайн и качество изготовления имплантата, особенностидвигательной активности пациента и его здоровья.

Нагрузки, приходящиеся на коленныйсустав в повседневной жизни, намного выше, чем при тестировании компонентовэндопротеза. В настоящее время анализ результатов операций основывается на данныхзарубежных регистров. В нашей стране регистр эндопротезирования коленного суставафункционирует только в РНИИТО им. Р.Р.

Вредена и охватывает порядка 12% пациентов,перенесших артропластику. Из-за малого срока наблюдений судить о сроках выживаемостиимплантата по отечественному регистру невозможно (А.П. Середа, 2009; Р.М. Тихилов,2014; В.В. Ключевский, 2015; Н.Н. Корнилов, 2016; I.

Kutzner, 2010; C. Delaunay, 2014; D.F.Hamilton, 2015). Отсюда актуален вопрос о биомеханическом обосновании примененияразличных типов эндопротезов, что в совокупности с данными зарубежных иотечественных регистров позволит оптимизировать лечебную тактику у пациентов спланируемой артропластикой коленного сустава. Однако такого обоснования, основанногона современных диагностических исследованиях, математических расчетах и клиническихнаблюдениях, до сих пор в доступной литературе встретить не удалось.4В настоящее время в большинстве лечебных учреждений тип применяемогоэндопротеза определяется предпочтениями самого ортопеда, рамками сформированнойхирургической школы или эндопротезами, имеющимися в Федеральных центрахэндопротезирования при оказании высокотехнологичной медицинской помощи.Кроме того в рамках сформировавшихся хирургических школ разработанонесколькостратегийсамойоперацииэндопротезирования,послеоперационногодренирования и реабилитации, но они не имеют полноценного научного и методическогообоснования.

В частности, в одной из школ первой выполняется дистальная резекциябедренной кости, в другой – опил плато большеберцовой кости. Кроме того, в однихучреждениях дренирование после артропластики не осуществляется, в других используетсяодин дренаж, в третьих – два. Причем сторонники разных школ дают биомеханическиеобъяснения применяемой ими тактики без реального клинического подтвержденияэффективности той или иной стратегии.Вместе с тем нередко при артропластике, чтобы воссоздать нормальную линиюсустава, приходится выполнять пластику имеющегося костного дефекта. Четкие показанияк применению различных вариантов пластики дефекта кости мыщелков бедренной ибольшеберцовой костей при первичном эндопротезировании пока не разработаны, анерациональное их применение без учета размеров таких дефектов приводит кнестабильности самих конструкций.

Кроме того, зарубежными авторами предложеныклассификации дефектов костной ткани бедренной и большеберцовой костей, однако онине позволяют точно определить объем костной полости для замещения (В.В. Бояринцев,2009; Гаврилов М.А., 2012; P.G. Kirk, 1997; M. Clatworthy, 2003; P.A. Lotke, 2006; S. Muraki,2009; Y.Y. Qiu, 2011).Таким образом, тотальная артропластика коленного сустава является радикальным иэффективным методом лечения остеоартроза. Необходимость создания системы выбораэндопротезаиоптимальнойхирургическойтактикиартропластикиобусловилаактуальность данной работы.Цельисследования.Разработатьбиомеханическиобоснованнуюсистемупервичного эндопротезирования КС при структурно-функциональных нарушениях,позволяющую улучшить результаты оперативных вмешательств и повысить качествожизни пациентов.5Задачи исследования1.Изучить структурно-функциональные нарушения у больных, которымпланируется первичное эндопротезирование КС.2.Изучить структурно-функциональные взаимоотношения при движении вздоровом КС и при развитии ОА с использованием современной динамическойфункциональной многосрезовой компьютерной томографии.3.При помощи динамической спиральной КТ оценить биомеханическийхарактер движений в КС после его эндопротезирования, выполненного с сохранением изамещением задней крестообразной связки.4.Провести численное конечно-элементное математическое моделированиераспределения напряжений в костях и связочном аппарате КС – здорового и послетотальнойартропластикиэндопротезомссохранениемизамещениемзаднейкрестообразной связки.5.Предложить классификации ОА КС и дефектов костной ткани, позволяющиеопределить показания и тактику эндопротезирования.6.Сформулировать алгоритмы хирургической тактики в отношении связочногоаппарата КС при его эндопротезировании и апробировать их клиническую эффективность.7.Разработать систему выбора типа эндопротеза КС по степени связанности иуточнить технику выполнения операции при эндопротезировании.8.Оценить эффективность разработанной системы выбора эндопротеза припервичной артропластике КС и сравнить с результатами ТЭКС при традиционном подходе.9.Определить целесообразность дренирования после артропластики КС исравнить различные варианты дренирования.10.движенийНа основе сравнительного анализа различных методик разработки объемасоздатькомплекснуюпрограммуреабилитациипослетотальногоэндопротезирования КС.Научная новизна исследования1.Впервые изучены структурно-функциональные нарушения, тип деформацииКС с планируемой артропластикой, проведено сравнение с данными ведущих учреждений внашей стране и в мире.2.Впервые с использованием современной динамической функциональноймногосрезовой КТ изучена биомеханика неизмененного КС, выявлены изменения егокинематики при различных стадиях ОА, а также проанализирован биомеханический6характер движений в КС после артропластики с применением эндопротезов с сохранениеми замещением задней крестообразной связки.3.ВпервыесозданаматематическаямодельздоровогоКСипослеартропластики эндопротезом CR и PS, на основе которой проведен сравнительный анализраспределения нагрузок на костные и связочные структуры неизмененного и пораженногоОА КС, а также КС после эндопротезирования, выполненного с сохранением и замещениемзадней крестообразной связки.4.Установлено, что эндопротезирование, выполненное с сохранением заднейкрестообразной связки, точнее воспроизводит кинематику КС и снижает нагрузку на егокостные и связочные структуры.5.Впервые на основе созданной рабочей классификации разработан алгоритмперсонифицированного подбора типа эндопротеза, а также хирургической тактикиартропластики КС, включающей 9 вариантов хирургических манипуляций на его связочномаппарате и варианты восполнения костных дефектов.Практическая значимость работы1.Создан алгоритм персонифицированного подбора типа эндопротеза КС иразработан дифференцированный подход к выбору техники артропластики, позволяющийоблегчить имплантацию, снизить риск осложнений, определить необходимый объеммягкотканного релиза.после2.Определена оптимальная техника дренирования КС после артропластики.3.Разработана и успешно внедрена программа ранней реабилитации пациентовэндопротезированияКСсначаломразработкидвиженийс3-хсутокпослеоперационного периода без применения аппаратных методик.4.ПредложеннаясистемаэндопротезированияКСпозволяетулучшитьфункциональные результаты артропластики на 10,8–12,1 баллов по шкале WOMAC.Методикаможетбытьвнедренавработустационаровортопедо-травматологического профиля, а также реабилитационных центров и амбулаторныхучреждений, где проводится наблюдение пациентов в послеоперационном периоде.Основные положения, выносимые на защиту1.ПрипланированииэндопротезированияКСнеобходимоучитыватьвозможности достижения оптимальных биомеханических параметров, зависящих от выбора7типаэндопротеза,техникиоперацииипоследующегопроведениякомплексареабилитационных мероприятий.2.Артропластика КС эндопротезом с сохранением задней крестообразнойсвязки позволяет добиться кинематики, сопоставимой со здоровым суставом, и снизитьнагрузку на его костно-связочные структуры.3.Лечение пациентов, нуждающихся в эндопротезировании КС, должно бытькомплексным,соответствиивключающимсдифференцированныйразработаннойклассификациейподбортипагонартрозов,эндопротезавосполнениевпринеобходимости костных дефектов, мягкотканный релиз по одному из 9 предложенныхвариантов, эффективное дренирование сустава после операции и раннюю реабилитацию безприменения аппаратных методик.Реализация результатов исследования в практикуРезультаты настоящего исследования применяются в научной, педагогической ипрактической деятельности стационаров и поликлинических отделений клинических базкафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф лечебного факультета ФГАОУВО Первого МГМУ им.