РазместитьВ.Н. Митин. Клиника экспериментальной терапии РОНЦ им. Н. Н. Блохина (Москва)
С.А. Ягников. Клиника экспериментальной терапии РОНЦ им. Н.Н. Блохина, Российский университет дружбы народов (Москва)
Сокращения: АН — асептическая нестабильность (Асептическая нестабильность — расшатывание фрагментов эндопротеза на фоне асептического воспаления окружающей ткани (Примеч. авторов).); ДТБС — дисплазия тазобедренного сустава; РА — резекционная артропластика; ТБС — тазобедренный сустав; ЭП — эндопротез
Введение
Замена ТБС при его дисплазии искусственным протезом у собак средних и крупных пород в возрасте старше полутора лет — операция, благодаря которой удается максимально восстановить функцию тазовой конечности [3, 6, 7, 8, 10, 14]. Впервые тотальный ЭП для собак разработал Gormann в 1957 г. В последующем важными направлениями усовершенствования ЭП стали поиск композитных материалов и формы, обеспечивающих максимальную прочность при минимальном трении составных частей, а также поиск надежных методов фиксации. В настоящее время во многих клиниках мира полное эндопротезирование ТБС с первичной фиксацией имплантата костным цементом превратилось в рутинную операцию [6, 7, 10, 17].
Цель исследования
Цель исследования состояла в изучении отдаленных результатов тотального замещения ТБС у собак эндопротезом, фиксированным костным цементом, и анализе с использованием сенсорной платформы функции ходьбы. Отдаленные последствия операции оценивали, анализируя морфологические изменения костной ткани на границе с имплантатом.
Материалы и методы
Протезы фирм MATHYS (Швейцария) и AEUSCULAP (Германия) имплантировали 32 собакам обоего пола в возрасте от 8 мес до 2 лет с диагнозом ДТБС.
На первом этапе исследования на 12 собаках (группа 1) отработали технику эндопротезирования и способ фиксации ЭП цементом (в общей сложности выполнено 13 операций).
Четырнадцати собакам, у которых общее число операций по полному эндопротезированию ТБС составило 18 (группа 2), вводили цемент с помощью пистолета-шприца в интрамедуллярный канал с одновременным удалением воздуха через отводящую трубку. Кроме того, у этих животных при соответствующих показаниях проводили костную пластику дорсального края суставной впадины. Для профилактики вывихов в раннем послеоперационном периоде ЭП стабилизировали лавсановой лентой.
Помимо этого 6 здоровым собакам операцию эндопротезирования выполнили в экспериментальных целях.
Контролем послужили две здоровых собаки, которым имплантировали отечественные ЭП (типа Сиваш ГЭП ЦИТО).
В разные сроки после эндопротезирования 6 собак опытных групп подвергли ревизионным операциям. От них и других 4 животных опытных групп, которые погибли по причинам, не связанным с эндопротезированием ТБС, или были подвергнуты эвтаназии в связи с сопутствующим заболеванием, взяли секционный материал для гистологического анализа участков костей, граничащих с имплантатами. Материал исследовали по стандартной методике, включавшей в себя предварительную обработку проб фиксацией в 10%-м растворе формалина и 2...3-недельную декальцинацию в растворах кислот. Из залитых парафином блоков материала готовили тонкие срезы, которые после окраски гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону и Гомори исследовали под световым микроскопом (х 250, х 400).
У 6 собак не удалось оценить отдаленные результаты операции: 2 животных погибли, 4 собак владельцы после операции больше не приводили в клинику.
Результаты
Результаты эндопротезирования оценили у 16 собак 1-й 2-й групп, у которых отсутствовали осложнения в раннем и позднем послеоперационных периодах. У 6 из них были прооперированы оба сустава. Следовательно, общее число прооперированных суставов составило 22. В16 из 22 наблюдений (72,7 %) животные не хромали при различных движениях; в 4 из 22 (18,2 %) обнаружена хромота легкой степени в начале движения или после длительной нагрузки и в 2 из 22 (9,1 %) — постоянная хромота на оперированную конечность. В 16 из 22 случаев увеличилась окружность бедра оперированной конечности на 3...8 см вследствие нарастания мышечной массы.
Биомеханические исследования на сенсорной платформе показали, что у собак после эндопротезирования ТБС увеличились реакция опоры конечности (с 92±2,3 до 122±4,3 Н) и среднее давление плюсны под стопой — с 2,1±0,9 до 2,5±0,9 Н/см2. В 18 из 22 случаев (81,8 %) график реакции опоры имел двугорбый перекат, что свидетельствует о восстановлении статической и динамической функций конечности.
Средняя продолжительность срока службы импортных эндопротезов в первой группе составила 625 сут (120...1036).
Осложнения в раннем послеоперационном периоде выявлены в 7 из 13 случаев (53,8%), а в позднем — в Низ 13(84,6%). Из-за этих осложнений в 53,8 % случаев пришлось удалять эндопротезы и формировать на уровне ТБС подвижное соединение по типу неоартроза. Наиболее часто возникающее осложнение в раннем послеоперационном периоде (первый месяц) — вывих бедренного компонента (головки) эндопротеза — наблюдали в 5 из 13 случаев (38,5 %) в среднем через 11,2 сут (от 1 до 45) после операции (в 3 из 5 случаев — в течение 2 сут после нее). При развитии указанного осложнения животных подвергали повторной операции с ревизией чашки и ножки эндопротеза. В двух случаях пришлось прибегнуть к ревизионному эндопротезированию, в одном — стабилизировать бедро проволокой и в двух — лавсановой лентой. Однако в течение двух последующих месяцев у двух животных из-за рецидива осложнений и развития гнойной инфекции протезы были удалены.
Нейропраксию седалищного нерва отметили в 2 из 13 случаев (15,4%). При данном осложнении специальное лечение не назначали. Функция разгибателей пальцев тазовой конечности восстановилась через 14 и 19 сут.
Смещение чашки эндопротеза (вертлужного компонента) без признаков АН было отмечено в 5 из 13 (38,5 %) случаев (рис. 1) в среднем через 75,5 (58...104) сут после операции.
При данном осложнении прибегали к ревизионному эндопротезированию с дополнительной расточкой суставной впадины и последующей фиксацией чашки. В двух случаях выполнена костная пластика дорсального и краниолатерального края суставной впадины, а в одном эндопротез пришлось удалить. АН обоих компонентов эндопротеза наблюдали в 6 из 15 случаев (40 %) (рис. 2), причем у одного животного — двустороннюю в разные промежутки времени.
При использовании импортных протезов АН развивалась в среднем на 410-е сутки (от 90 до 798). При использовании отечественных бесцементных протезов ГЭП ЦИТО АН бедренного и вертлужного компонентов эндопротеза проявилась клинически и подтверждена рентгенографически на 34-е и 52-е сутки после операции. В четырех случаях выполнено ревизионное эндопротезирование, при котором полностью удалены компоненты эндопротеза, цемент и соединительная ткань. В двух случаях повторили протезирование с костной пластикой дорсального и краниолатерального края суставной впадины. Однако в последующем у этих животных был отмечен рецидив АН в среднем через 145 сут (от 112 до 243), в результате чего пришлось удалить протезы, а сочленение бедра с тазом выполнили по типу РА.
Рис. 1. Рентгенограмма. Вывих вертлужного компонента эндопротеза ( смещение чашки показано стрелками) без признаков асептической нестабильности (а). Ревизионное эндопротезирование с повторной фиксацией чашки эндопротеза (б)
Рис. 2. Рентгенограмма. Асептическая нестабильность бедренного (а) (ножки) и вертлужного (б) компонента (чашки) эндопротеза. Стрелками показано разрушение костной ткани (остеолиз)
Во второй группе животных средний срок службы ЭП составил 1569 сут (от 798 до 2127) (рис. 3). АН развилась в 2 из 18 случаев (11,1 %). Появление хромоты и зоны лизиса костной ткани вокруг цементной мантии ЭП отмечали в среднем через 520 сут (336 и 704). Этим животным операция была выполнена повторно.
Как и в первой группе, отмечен рецидив АН через 147 и 183 сут, в связи с чем пришлось удалять протезы и цементную мантию, а сочленение бедра с тазом выполнять по типу РА. В пяти случаях, чтобы предупредить вывих бедренного компонента ЭП в раннем послеоперационном периоде, использовали следующий прием: в процессе операции стабилизировали сустав лавсановой лентой (периартикулярная стабилизация). Для профилактики вывиха чашки эндопротеза двум животным сделана костная пластика дорсального края суставной впадины (рис. 4).
Гистологические исследования показали, что при стабильном протезе на границе кортикального слоя кости и цементной мантии образуется соединительнотканная мембрана толщиной 0,3...0,5 мм, состоящая из пучков зрелых коллагеновых волокон различной толщины. Клеточные элементы соединительно-тканной мембраны включают в себя фибробласты и немногочисленные гистиоциты (рис. 5).
В периферических по отношению к мембране отделах кортикального слоя кости обнаружены участки, на которых остеоциты находятся в состоянии некробиоза, лакуны, не заполненные клетками, что, по-видимому, можно рассматривать как следствие прямого теплового воздействия на кость полимеризующегося цемента. В целом пластинчатый рисунок кости не изменен. В несколько расширенных просветах гаверсовых каналов заметны сосуды и элементы рыхлой соединительной ткани.
Рис. 3. Рентгенограмма. Тотальное эндопротезирование тазобедренных суставов с тяжелой степенью дисплазии (а) эндопротезами MATHYS (б)
Рис. 4. Рентгенограмма таза в I и III позиции. Дисплазия ТБС тяжелой степени (а). Тотальное эндопротезирование ТБС с пластикой аутокостью и реконструктивной пластиной края суставной впадины (б)
На границе цемента и губчатого вещества кости выявлена прослойка соединительной ткани различной толщины, представленная в основном зрелыми коллагеновыми волокнами. С внутренней стороны соединительно-тканной мембраны, прилегающей к цементу, обнаружены многочисленные мелкие частицы цемента. В некоторых трабекулах, граничащих с цементом, выявлены остеоцитарные лакуны, часть из которых заполнена остеоцитами, тогда как в других их нет.
При АН эндопротеза на границе имплантата и кортикального слоя кости обнаружена соединительно- тканная капсула толщиной 1...2,5 мм, образованная зрелыми коллагеновыми волокнами (рис, 6). Структура капсулы неоднородна. В ней наблюдали многочисленные полости, клеточные элементы были распределены неравномерно. На некоторых участках встречались отдельные фибробласты, тогда как на других — скопления макрофагов и лимфоцитов. Макрофаги были увеличены в размерах, и в их цитоплазме содержались многочисленные мелкие частицы — фрагменты цемента. Последний обнаружен в виде свободнолежащих масс среди коллагеновых волокон капсулы, разделяющей имплантат и кость. В микропереломы цементной мантии врастала рыхлая соединительная ткань, формирующая пучки зрелых коллагеновых волокон, между которыми также находились мелкие частицы цемента. На границе кортикального слоя кости и цемента на некоторых участках обнаружена лакунарная резорбция кости (см. рис. 6). Там же встречались хрящевые клетки, расположенные отдельно или группами, что свидетельствовало о микроподвижности фрагментов цемента относительно кости.
Рис. 5. Секционная ревизия бедренного компонента эндопротеза при стабильной фиксации имплантата (а). На границе цементной мантии с кортикальной и губчатой костью соединительно-тканная капсула, состоящая из зрелых коллагеновых волокон (б). Окраска гематоксилином и эозином, х 250:1 — соединительно-тканная капсула; 2 — кость
Между цементной мантией и губчатым веществом кости в случае АН также выявлена соединительно-тканная капсула. Костные трабекулы сохраняли обычное строение, однако были искривлены, местами утолщены или истончены. Остеоциты располагались нерегулярно, встречались участки клеток в состоянии некробиоза. Межтрабекулярные пространства были в основном заполнены разросшейся фиброзной тканью. Элементы кроветворного костного мозга были замещены клеточными инфильтратами, состоящими в основном из макрофагов. В цитоплазме последних обнаруживали микроскопические частицы цемента. Иногда в межтрабекулярных пространствах отмечали крупные фрагменты цемента, вокруг которых были сформированы соединительно-тканные гранулемы, содержащие макрофаги, лимфоциты, гигантские многоядерные клетки, лейкоциты.
Рис. 6. Бедренный компонент эндопротеза при асептической нестабильности (а): 1 —соединительно-тканная капсула; 2 — цементная мантия. Соединительно-тканная капсула (3) между губчатой костью (4) и цементом, состоящая из коллагеновых волокон различной степени зрелости. Окраска гематоксилином и эозином, х 160 (б). Резорбция кортикальной пластинки остеокластами (показаны стрелками) и гистиоцитами, х 400 (в).
Недостаточная выборка для статистического анализа результатов эндопротезирования ТБС у собак за такой продолжительный период обусловлена двумя причинами. Первая заключается в высокой стоимости импортных эндопротезов, а следовательно, в низкой популярности у владельцев собак таких операций. Другая причина — у животных при простой резекции головки бедра функция конечности восстанавливается лишь относительно, а с утратой биомеханики конечности, при отсутствии более совершенных методов лечения, врачи пока мирятся. Однако тридцатилетний опыт наблюдения врачей клиники «Биоконтроль» за животными, перенесшими описанные операции, а также результаты биомеханических исследований свидетельствуют о неудовлетворительном состоянии конечности после резекции головки бедра, о перманентном сохранении болей и атрофии мышц, что характеризует эту операцию как калечащую.
Срок службы эндопротезов при наиболее благоприятных результатах (pan opticum) операции у животных составляет 12 лет — среднюю продолжительность их жизни. Таким образом, в идеальном случае ЭП ставят «один раз на всю жизнь».
По данным врачей клиники «Биоконтроль», максимальный срок функционирования ЭП — 6...7 лет. Это можно объяснить тем, что операции подвергали животных с терминальной стадией процесса. Многое решают специализация, опыт и выработка четких показаний.
После эндопротезирования ТБС функция оперированной конечности у 72,7 % собак была оценена как отличная, т.е. при всех видах движений у животных отсутствовала хромота. По данным литературы, отличные результаты этой операции могут быть получены у 79,2...88 % собак [11, 14].
В 1-й группе, по сравнению со 2-й, отмечена более низкая средняя продолжительность срока службы протезов, что связано с большим процентом осложнений, развившихся в раннем послеоперационном периоде. Многих животных подвергали операциям в возрасте уже 8 мес (обычно — не менее 1,5 года), когда полимеризация цемента неблагоприятно отражалась на незрелой костной ткани. Это впоследствии вело к воспалению кости и появлению АН, определяя большой процент осложнений в позднем послеоперационном периоде.
У собак с атрофией периартикулярных мышц при сохраняющейся тенденции к вывиху протез стабилизировали лавсановой лентой. При тенденции к вывиху оптимальный способ стабилизации компонентов ЭП — использование модульных ЭП, которые могут регулировать натяжение периартикулярных мышц. Тем не менее в некоторых случаях благодаря использованию лавсановой ленты удавалось предупредить вывих бедренного компонента протеза.
При разрушении краниолатерального и дорсального краев суставной впадины, когда чашка эндопротеза лишена опоры, вероятность ее смещения тоже велика. Чтобы предотвратить смещение данного компонента протеза, рекомендуют выполнять костную пластику дорсального и краниолатерального краев суставной впадины. В описываемых исследованиях указанная техника, которую применили в трех случаях, полностью оправдала себя без развития АН [9].
АН — наиболее частое осложнение при протезировании сустава, развивающееся в первые два года после операции. Причиной АН можно считать формирование микротрещин в цементной мантии с возникновением подвижности микрочастиц. Металлоз (Металлоз — проникновение частиц металла в структурную ткань {Примеч. авторов).) окружающих тканей дополняет этот процесс. Далее происходит локальный выброс простагландинов, развитие воспаления, что и ведет к остеолизу [1, 5, 13]. Уточнение показаний к операции, совершенствование техники обработки канала, цементирования позволяет снизить процент осложнений с 38,5 до 11,1%. По данным литературы, при самой совершенной технике цементирования процент АН удается снизить до 4...4,5. У всех животных после замены нестабильных компонентов в среднем через 145 сут развился рецидив заболевания. Трофические изменения в костной ткани настолько велики, что повторное эндопротезирование при АН обречено на неудачу. Поэтому у собак с чрезмерной подвижностью имплантата при АН рациональнее удалять компоненты эндопротеза и формировать на уровне ТБС подвижное соединительнотканное сочленение. Однако в литературе описаны случаи успешной повторной операции у собак на фоне АН.
Заключение
Описаны отдаленные результаты эндопротезирования тазобедренного сустава (ТБС) при его дисплазии у собак (33 наблюдения). При тотальном замещении ТБС эндопротезами, первично фиксированными костным цементом, восстанавливались статическая и динамическая функции конечности. Наиболее часто возникающие осложнения при эндопротезировании ТБС — это вывих компонентов ЭП и АН (воспалительный остеолиз). Благодаря формированию четких показаний к операции, совершенствованию техники цементирования и использованию модульных протезов можно избежать указанных осложнений или снизить риск их развития.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Гаврюшенко Н. С. Новые материалы и возможности создания износостойких узлов трения эндопротезов тазобедренного сустава// Симпоз. с междунар. участием «Эндопротезирование крупных суставов». М, 2000. С. 15—23.
2. Загородний Н. В.,Дирин В. А., Абдулхабиров М. А. Костный цемент в ортопедии и травматологии: Учеб.-метод, пособие. РУДН, 1999.
3. Самошкин И. Б. Тотальное эндопротезирование тазобедренных суставов у собак в условиях дисплазии//Ветеринария. 1996. № 10, с. 44—48.
4. Фокин В.А. Пары трения для тотальных эндопротезов тазобедренного сустава и проблема износа. Margo Anterior, 2000. № 4, с. 1—5.
5. ЯгниковС. А., Митин В. Н., Гаврюшенко Н. С. Исследование пары трения эндопротезов тазобедренного сустава для собак, представленных на отечественном рынке//Ветеринар, 2001. № 4, с. 20—24.
6. Ягников С. А., Мицкевич В. А., Шальнев А. Н., Митин В. Н. Анализ опорной функции конечностей у собак с дисплазией тазобедренных суставов с помощью сенсорной платформы до и после оперативного лечения//Вестник ветеринарной медицины. № 4. 2002. С.14—18.
7. Ягников С.А., Митин В.Н. Оперативные методы лечения диспластического коксартроза у собак//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. №6. 2003. 67—68.
8. Ягников С. А. О методах лечения дисплазии тазобедренных суставов собак//Сельскохозяйственная биология. 2003. №6.119—121.
9. Ягников С. А., Митин В.Н. Стабилизация чашки эндопротеза у собак с дисплазией тазобедренного сустава//Ветеринария. 2003. № 9. 47—48.
10. Hutter H., Caspar A. Totale Httftgelenksendoprothese beim Hund. J. Kleintierpraxis 1989, 34, 425—440.
11. Kosfeld H. U. Der totale Huftgelenkersatz beim Hund. Klinische, rontgenologische und ganganalytische Erhebungen in der Jahren 1983 bis 1993. Vet. Med. Diss., Munchen, 1996.
12. Matis U. Operationsverfahren bei Huftgelenkdysplasie. J. Tierarztl. Prax., 1995, 23,426—431.
13. Olmstead M. The canine cemented modular total hip prosthesis: surgical technique and preliminary clinical results. Journal of the Amer Anim Hosp Ass, 1995, 31, 2, 109—124.
14. Perslow M., Kaiser S., Grussendorf С Der kunstliche Huftgelenkersatz beim hund. Eine retrospective Studie an der Klinik und Poliklinik fur kleine Haustiere der Freien Univ Berlin in der Jahren 1993 bis 1998. J. Kleintierpraxis, 2002, 47,157—171.
РВЖ МДЖ №1-2005
