Диссертация (1139491), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Insall и W.N. Scott отметилинеобходимость более тщательного планирования операции. R.P. Robinson [468]предложил анатомический и функциональный подход к эндопротезированию.В 1970 г. S. Yamamoto из Медицинской школы Университета Окаяма(Япония) первым сообщил об имплантации металлического бедренного иполиэтиленового ТК с сохранением обеих крестообразных связок [557]; впоследующем последовали этой концепции и другие авторы [524, 544].В 1971 г.
в Нью-Йорке специалистами госпиталя специализированнойхирургии (Chitranjan S. Ranawat, A. Inglis, J. Insall, P. Walker) был разработанэндопротез Duocondylar. В 1974 г. авторы усовершенствовали его, появиласьвозможность замещения суставной поверхности надколенника (total condylar –TC) [453]. По сути, этот эндопротез стал первым, сохраняющим заднююкрестообразную связку. Затем R.D.
Scott [484] усовершенствовал его, улучшивкинематику эндопротеза за счет правых и левых компонентов.Родоначальником эндопротезов с замещением заднем крестообразнойсвязкисталtotalcondylarIII(TCIII),разработанныйвгоспиталеспециализированной хирургии в Нью-Йорке в 1978 г. В данном эндопротезепоявились интрамедуллярные компоненты, он был предназначен для пациентовсо значительной деформацией КС. В том же году Dr. John Insall и Al.
Burstein[453] разработали первый классический заднестабилизированный эндопротезна основе TC III, в котором убраны интрамедуллярные компоненты, улучшенапередняя стабильность и получена большая амплитуда сгибания. В 2010 г. A.R.Abdeen [85] признал, что дизайн TC III является одним из самых успешных влинейке несвязанных эндопротезов.D.S. Hungerford в 1980 г. впервые установил эндопротез с пористымпокрытием [278]; в последующем эта концепция развивалась и получилаотражение в современных моделях эндопротезов.53В 1977 г., решая вопрос о ротационной кинематике в КС, F.F.
Buechel иM.J. Pappas создали мыщелковый эндопротез с мобильной платформой [157,158], и это стало еще одним направлением. Эндопротез имел 2 раздельныетибиальные суставные поверхности с возможностью ротационного смещения.С 1978 г. идеи кручения на медиальном мыщелке и переднезадней трансляциистали применяться компанией DePuy в эпохальном эндопротезе Low ContactStress (LCS), который имел цельную ротационную платформу.Практически недавно родилась еще одна концепция ультраконгруэнтныхэндопротезов (Deep Dish – LCS DePuy, InnexUC/UCOR, Natural Knee Zimmer,TriatlonStryker,VanguardBiomed).Увеличенныйпереднийвыступполиэтиленового вкладыша дает стабильность при гиперэкстензии, приначальном сгибании у этих эндопротезов исключено парадоксальное переднеесоскальзывание бедра, имевшееся у некоторых CR.Дизайн ранних протезов КС не предусматривал замещения суставнойповерхности надколенника, с чем был связан высокий риск осложнений [173,229, 282, 388].
В 1974 г. был представлен полиэтиленовый куполообразныйдизайн эндопротеза надколенника в составе эндопротеза [89]. Высокий процентосложнений привел к концепции селективного замещения надколенника приТЭКС [19, 205, 251, 310].Технологическиепродолжаются.достижениявобластиНаучно-исследовательскиеэндопротезированияинститутысосредоточеныКСнаразработке эффективных эндопротезов, позволяющих максимально приблизитьдвижениевКСкфизиологическому.Особоезначениеуделяетсяморфологическим аспектам эндопротезирования, качеству материалов иулучшенной биосовместимости.1.4.2. Биомеханика коленного суставаВ последние несколько лет парадигма нормальной кинематики КСпретерпелаизменения.Первоначальныеработы,основанныена54математическом анализе сагиттальных срезов бедренной кости, описали осьвращения КС в центре плато большеберцовой кости.
Однако в последующемученые отметили, что ось вращения КС при сгибании и разгибании смещаетсяпо определенной кривой [146, 222, 226, 303, 457, 497, 511]. При 4-звеннойкинематической модели передняя и задняя крестообразные связки оценивалиськак жесткие структуры.КСпредставляетобразование,собойцелостностьтенсегрированнуюкоторогообеспеченаструктуру,натяжениемт.е.такоесвязочныхструктур.
Это структуральная система, состоящая из контактирующих друг сдругом элементов, соединенных непрерывным натянутым тросом, способнаякак к самостабилизации благодаря распределению тянущих и давящих сил, таки к динамическому взаимодействию [241, 397, 418, 511, 568].Эти 2 теории помогли определить, что при сгибании в КС происходит нетолько вращение, но и скольжение [139, 354]. Позже зарубежные авторыотметили, что КС движется в 3 плоскостях с 6 степенями свободы [135, 556]. A.Hollister и соавт. подчеркнули [272], что 2-мерная модель не способнаобъяснить сгибание и разгибание в КС при одновременном вращении.Еще в конце XIX века ось сгибания и разгибания в КС ученыеопределили путем анализа геометрии мыщелков бедренной кости [146, 568].Последние описывали в виде спиралей, причем за счет большего изменениякривизны латерального мыщелка центр вращения КС не находится в одномместе [146, 303, 511].
По данным I. Kapandji, центр вращения КС в согнутомположении расположен ближе всего к суставной поверхности, радиус кривизнымыщелков короткий: 12 мм – на латеральном и 15 мм – на медиальноммыщелке. При разгибании радиус кривизны мыщелков удлиняется, осьвращения КС отдаляется от суставной поверхности с одновременнымнатяжением коллатеральных связок [303]. В результате исследований сталоясно, что эндопротез должен максимально воспроизводить кинематику КС в55норме, чтобы при движениях была минимальная нагрузка на границеимплантата и кости [334, 538].С прогрессом в области визуализации и вычислительных технологийулучшилось понимание геометрии КС [134, 233, 277, 334, 476, 479, 531]. G.Ateshian и соавт.
[107] впервые описали продольное вращение в КС.Медиальный мыщелок бедренной кости шире и короче латерального, поэтомуКС при сгибании осуществляет ассиметричное вращение вокруг фронтальной ипродольной осей. Этому также способствует различный вид мыщелковбольшеберцовой кости, разная форма и подвижность менисков. Другиеисследователи обнаружили, что латеральный мениск в 2 раза дальше смещаетсякзади, чем медиальный [439, 521, 529]. Кроме того, они определили, чтопродольное вращение осуществляется во всех фазах сгибания КС.
Так, G. Li исоавт. [352] показали, что величина скольжения в медиальном отделе КС равна22,9±11,3 мм, а в латеральном – 31,9±12,5 мм. J.Victor и соавт. [533],анализируя долгосрочные результаты артропластики эндопротезом CR и PS, необнаружилистатистическизначимыхразличий,однакоопределилизначительные различия в кинематике этих эндопротезов. Другие авторыуказывают [136, 257], что эндопротез PS имеет большее переднезаднеесмещение в медиальном отделе КС, что приведет к повышенному износуполиэтилена и потенциально более ранней ревизии.Нормальная кинематика КС была изучена посредством динамическойМРТ [269], с помощью рентгенограмм [106] и флюороскопии [302].
Былопоказано, что внутренний мыщелок бедра в диапазоне от 20 º до 110 º сгибанияпреимущественно вращается, а наружный крутится вокруг него [269, 290].Ученые обнаружили, что медиальный отдел преимущественно вращается до120º сгибания в КС, среднее осевое вращение бедренной кости по отношению кбольшеберцовой составило 22º при угле сгибания до 90º и 23,8º – до 120º.Медиальный отдел при этом сместился назад на 6,9 мм, а латеральный – на 27,4мм при сгибании до 120º [106].56Ряд исследований посвящены сравнению кинематики КС после ТЭКСэндопротезом CR и PS [106, 190, 252, 464, 527]. По данным P.
Udomkiat и соавт.[527] при использовании эндопротеза CR средняя величина переднезаднегосмещения составляет в медиальном отделе 2,7 мм, в латеральном – 2,2 мм, апри применении эндопротеза PS во внутреннем компартменте – 0 мм, внаружном – 1,3 мм. Определено [190], что при использовании эндопротеза ссохранением задней крестообразной связки скольжение во внутреннем отделеимеется у 50% пациентов, а при применении эндопротеза PS – у 70%. K.C.Bertin и соавт. [133] проанализировали результаты кинематики эндопротезаNexGen фирмы Zimmer и сообщили, что в медиальном отделе скольжениесоставляет 3,1 мм, а в латеральном – 3,9 мм. D.M.
Daniel и соавт. [182], изучивкинематику эндопротеза PS, указали, что в переднем смещении голени вначальных стадиях сгибания важную роль играет сокращение четырехглавоймышцы бедра, которая через надколенник и его собственную связкувоздействуетнабольшеберцовуюкость.Придальнейшемсгибаниипродемонстрированная сила направлена вертикально, а икроножная иподколенная мышцы смещают большеберцовую кость назад. Подобногомнения придерживаются и другие ученые, изучающие влияние разгибательногоаппарата КС на его биомеханику [323].Свидетельство важности продольного вращения при движении КСиллюстрируется развитием эндопротезов.
Ранние модели эндопротезов былиразработаны, чтобы ограничить продольное вращение: это привело к раннемуасептическомурасшатыванию.Последующиемоделиэндопротезовхарактеризовались лучшей выживаемостью, так как не имели ограниченияпродольного вращения [510, 537].Роль связочного аппарата в кинематике КС впервые описал Galen в 160году н.э. [498]. С тех пор связки КС были подвергнуты тщательному анализу,так как сам сустав получает стабильность именно от них, а не от костныхструктур. Современное понимание кинематики КС в основном базируется на57трудах O.
Brantigan и A. Voschell [145], которые отметили различную степеньнатяжения связок при разных углах сгибания КС. Со временем убеждение впостояннойизотоничностиоднихсвязокзаменилоськонцепциейманевренности напряжения между различными пучками связок при движении вКС, что сыграло огромную роль в биомеханике эндопротеза [555].Несколько математических моделей пытались интегрировать структуру ифункцию КС от шарнира как самого простого механизма до сложногомеханизма вращения и скольжения [303, 397, 418].
В единичных публикацияхзарубежной литературы есть описание математического моделирования КС доартропластики и после нее. Большинство авторов подчеркивают, чтонеобходимомаксимальновоспроизвестибиомеханикупослеэндопротезирования КС, указывая, что на него действуют 5 сил: внешняядестабилизирующая сила и 4 внутренние стабилизирующие структуры(соответственно наружным и крестообразным связкам) [179, 244].В 1836 г. братья Weber в Германии впервые предложили теорию 4звенного перекрестного механизма, чтобы описать биомеханику КС. КриваяBurmesterмногимиавторамииспользоваласьдляобъясненияместаприкрепления коллатеральных связок и капсульных структур (Рисунок 1).Рисунок 1 – Схематичное изображение КС (вид сбоку): 1 – кривая Burmester; 2 – бедреннаякость; 3 – большеберцовая кость; 4 – малоберцовая кость;5 – внутренняя коллатеральная58связка; 6 – наружная коллатеральная связка; AD – передняя крестообразная связка; BC –задняя крестообразная связка; ABDC – 4-звенный тенсегрированный механизм (Four-BarLinkage)Нарисункепоказано,чтовКС имеетсявзаимныйперекрестколлатеральных и крестообразных связок, начинающихся в различных местахкривой Burmester.Многие авторы утверждают [397, 418], что теория 4-звенного механизма(Four-BarLinkage)определяет4жесткиесвязи:изометрияобеихкрестообразных связок, натяжение латеральной и медиальной коллатеральныхсвязок, что определяет при сгибании одновременное скольжение и вращение вКС.Этовнеслоизменениявпоследующиемоделиэндопротезовсзамещением задней крестообразной связки [188, 207, 228, 241].
По этой теории,имеется единый перекрест передней и задней крестообразных, латеральной имедиальной коллатеральных связок в центре вращения КС. Причем ученыеобнаружили единое натяжение связочного аппарата при сгибании КС сосмещением центра вращения и перекреста связок кзади [498].А.С. Денисов и соавт. [14] провели математическое моделированиенагрузкинаКС пригонартрозе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
