Ускладнення при первинному ендопротезуванні колінного суглоба у пацієнтів із нестабільністю зв’язкового апарату та післятравматичним гонартрозом

Основним методом оперативного лікування гонартрозу на пізніх стадіях розвитку дегенеративного ураження є ендопротезування. Близько 23% пацієнтів, які звертаються за медичною допомогою, мають виражені деформації в ділянці колінного суглоба (КС), що потребує індивідуального підходу при ендопротезуванні та правильного підбору ендопротеза. На фоні розвитку медичних інновацій, освоєння нових методів щороку частка таких операцій зростає [1].

Виражені деформації в ділянці КС часто супроводжуються пошкодженням стабілізувального м’якотканинного апарату КС. Пошкодження стабілізувального апарату може бути наслідком первинного дегенеративного або запального захворювання (наприклад ревматоїдний артрит) або формуватися як наслідок травми КС. Стабільність у ділянці КС є основним фактором, що забезпечує виживаність ендопротеза. За відсутності або недостатності стабілізувальних структур у ділянці КС виникає асептичне розхитування стандартних компонентів ендопротеза, що незворотно призводить до необхідності ревізійного втручання. Тому вибір необхідного ступеня зв’язаності компонентів ендопротеза є основним фактором, що визначає найкращі функціональні результати.

Недостатня стабільність КС на фоні пошкодження стабілізувальних структур потребує встановлення зв’язаних або напівзв’язаних конструкцій ендопротезів. Під зв’язаністю ендопротеза мають на увазі механічні властивості його компонентів створювати необхідну стабільність в умовах патології м’яких тканин або вад кісткової тканини. Напівзв’язаний ендопротез (Constrained condylar knee — CCK) та зв’язаний ендопротез типу Hinge (Hinge knee prosthesis — HKР) — дві основні конструкції, які використовують при пошкодженнях м’якотканинного апарату та вадах кісткової тканини при первинному та ревізійному ендопротезуванні. У кожної з вищезазначених конструкцій є недоліки та переваги. При цьому чітких показань до використання першого або другого варіанта в літературі не надано [2–4]. Вибір ступеня зв’язаності компонентів ендопротеза залежить від стану колатеральних зв’язок та інших периферичних стабілізаторів КС, наявності та вираженості кісткових вад. Зв’язані ендопротези встановлюють у разі відсутності або повного пошкодження колатеральних зв’язок та при значних вадах кісткової тканини КС. Напівзв’язані ендопротези конструкції ССК є альтернативою повністю зв’язаним ендопротезам. Цей тип конструкції підходить для випадків середньої тяжкості, наприклад при перерозтягнутості колатеральних зв’язок, втраті кісткової тканини середнього ступеня.

Підходи до вибору ступеня зв’язаності конструкції ендопротеза при нестабільності КС активно обговорюють у спеціалізованій літературі [5]. Стабільність ендопротеза КС залежить від механічної зв’язаності компонентів ендопротеза між собою, а також від цілісності оточуючих м’якотканинних та кісткових структур та їх здатності протидіяти механічним силам, які діють на суглоб. Більшість первинних випадків артрозу КС потребує встановлення задньостабілізованих ендопротезів або конструкцій зі збереженням задньої хрестоподібної зв’язки (ЗХЗ).

М’які стабілізатори КС відіграють важливу роль у збереженні його функції. Розгинальний апарат КС формує чотириголовий м’яз (прямий м’яз стегна, медіальний широкий, латеральний широкий та проміжний широкий м’язи). Ці м’язи починаються від тазових кісток, проксимальної частини діафіза стегнової кістки (СК) (латеральна голов­ка, проміжна головка і медіальна головка чотириголового м’яза) і дистальної частини діафіза СК (суглобовий м’яз коліна) і прикріплюються загальним широким сухожиллям до проксимальної частини великогомілкової кістки (ВГК). У товщі їх сухожилля розташовується найбільша сесамоподібна кістка — наколінок. Він фіксований зв’язковим апаратом, який формує утримувачі наколінка, і прикріп­люється до дистальної частини СК та проксимального відділу ВГК [1].

М’язово-сухожильні комплекси — сухожилля групи hamstring — розташовуються позаду від СК. Латеральний м’язово-сухожильний комплекс hamstring представлений сухожиллям двоголового м’яза стегна, медіальний — сухожиллями кравецького, тонкого, напівперетинчастого і напівсухожильного м’язів. Сухожилля латеральної групи прикріпляються до головки малогомілкової кістки, медіальної — до медіальної частини проксимального відділу ВГК. Ці м’язи беруть участь у згинанні КС. Також вони забезпечують ротацію КС: латеральна група ротує ВГК у зовнішній бік, медіальна — у внутрішній бік щодо СК. У разі артрозу КС збалансована робота цих сухожильно-м’язових комплексів порушується, що призводить до формування кутових та згинальних контрактур КС [6].

У забезпеченні рухів у КС також беруть участь литковий, підколінний м’яз та іліотибіальний тракт. Литковий м’яз починається проксимальніше задніх виростків СК і через ахіллове сухожилля прикріплюється до кістки п’яти. Підколінний м’яз починається в ділянці задньолатерального відділу дистальної частини СК, проходить через зад­ньолатеральний відділ КС і прикріплюється в ділянці задньолатерального відділу ВГК. Іліотибіальний тракт починається від здухвинної кістки і прикріплюється в передньолатеральному відділі ВГК в ділянці горбка Gerdy і залучений до зовнішньої ротації ВГК. У патологічних випадках іліотибіальний тракт зумовлює латеральний підвивих наколінка [5].

У ділянці КС виділяють 4 основні зв’язки: передню хрестоподібну зв’язку (ПХЗ) та ЗХЗ, медіальну (МКЗ) та латеральну колатеральні зв’язки (ЛКЗ).

ПХЗ починається від латеральної частини міжвиросткової вирізки стегна і прикріплюється в ділянці міжвиросткового підвищення ВГК, проходячи в напрямку ззаду наперед. У протилежному напрямку — спереду назад — проходить ЗХЗ. Вона починається від медіальної частини міжвиросткової вирізки СК і прикріплюється до задньої частини ВГК протягом 2 см. Точка початку ЗХЗ і ПХЗ знаходиться на одному рівні з лінією, що проходить через центри виростків СК, і рівновіддалена від задньої суглобової поверхні виростків СК [2]. МКЗ поділяється на поверхневу та глибоку частини. Глибока частина починається від медіального надвиростка СК і кріпиться до тіла медіального меніска, а потім до медіальної частини плато ВГК. Поверхнева частина МКЗ також починається від медіального надвиростка СК, але не фіксується до меніска, а кріпиться до медіального краю ВГК. МКЗ проходить у дорсовентральному напрямку. Серед частини поверхневої МКЗ виділяють косу задню зв’язку. Її волокна проходять косо від верхньої частини МКЗ до задньомедіальної частини плато ВГК. ЛКЗ починається від латерального надвирост­ка СК і прикріплюється до головки малогомілкової кістки. Вона нахилена спереду назад [7].

М’якотканинні структури, що стабілізують КС, поділяють на динамічні (м’язово-сухожильні структури) і статичні стабілізатори (капсула суглоба та зв’язки). У медіальній частині КС динамічними стабілізаторами є сухожилля групи hamstring, медіальна головка литкового м’яза. Статичними стабілізаторами є поверхнева МКЗ (пМКЗ), задня коса зв’язка (частина волокон пМКЗ) і капсула КС [8].

У латеральному відділі КС до динамічних стабілізаторів належать іліотибіальний тракт, сухожилля підколінного м’яза, латеральна головка литкового м’яза. Статичними стабілізаторами є ЛКЗ, задньолатеральний кут капсули КС та задній відділ капсули КС.

Проведено численні анатомічні дослідження, спрямовані на оцінку стабільності КС при пошкодженні статичних стабілізувальних структур [5, 6]. При оцінці фіксуючих властивостей медіальних стабілізаторів виявлено, що пошкодження передніх стабілізувальних структур — пМКЗ та зад­ньої косої зв’язки — збільшує згинальний промі­жок КС, тоді як пошкодження задніх стабілізувальних структур збільшує розгинальний проміжок. Реліз ЗХЗ впливає на величину згинального проміжку значно більшою мірою, ніж на величину розгинального проміжку [6, 9].

D.R. Whiteside та співавтори (2010) використовували кадаверну модель для оцінки впливу релізу передньої та задньої порції пМКЗ на величини згинальних та розгинальних проміжків КС при збереженій ЗХЗ. Виявлено, що реліз передньої порції пМКЗ більшою мірою впливає на згинальний проміжок, тоді як реліз задньої порції пМКЗ збільшує розгинальний проміжок [10].

У латеральному відділі КС пошкодження ЛКЗ збільшує як згинальний, так і розгинальний проміжок. Іліотибіальний тракт є динамічним стабілізатором КС у передній площині. При його пошкодженні збільшується переважно розгинальний проміжок КС [5, 11]. T. Kanamiya та співавтори (2012) вивчали вплив релізу латеральних м’якотканинних стабілізаторів КС на величину згинального та розгинального проміжків [6]. Виявлено, що іліотибіальний тракт та задньо­латеральний відділ капсули в основному впливають на величину розгинального проміжку. Реліз ЛКЗ збільшує як розгинальний, так і згинальний проміжки. Тотальна латеральна нестабільність КС виникає при тотальному релізі латеральних м’якотканинних стабілізаторів: ЛКЗ, сухожилля підколінного м’яза або іліотибіального тракту, сухожилля латеральної головки литкового м’яза, капсули задньолатерального відділу КС.

Подовження стабілізувальних м’якотканинних структур КС — стандартна ситуація при гонартрозі. Зв’язки та м’язово-зв’язкові стабілізатори зазвичай розтягуються з одного боку КС, іноді з двох, дуже рідко відмічають багатоплощинну неспроможність м’якотканинного стабілізувального апарату. Розтягнення зв’язок з одного боку КС типово для варусної або вальгусної деформації, подовження статичних стабілізаторів при цьому відбувається з латерального або медіального боку відповідно. Іноді варусна чи вальгусна деформація КС супроводжуються задньою нестабільністю [5, 11]. Багатоплощинна нестабільність КС — рідкісна ситуація, яка зазвичай супроводжується вираженою втратою кісткової тканини, характерна для посттравматичного артрозу КС, нейром’язових захворювань або вкрай тяжких випадків гонартрозу з вадами кісткової тканини.

Нестабільність — одна із найпоширеніших причин невдачі при тотальному ендопротезуванні (ТЕП) КС. Традиційно її розподіляють на три типи: нестабільність розширення, згинання та гіперекстензії. Проте нещодавно запропоновано четвертий тип нестабільності — «нестабільність середнього згинання» (НСЗ). Питання, чи відрізняється НСЗ від вищезазначених типів нестабільності, є спірним, і нині ця умова ще чітко не визначена. Він увійшов до ортопедичної літератури як поняття, але не підтверджений як окрема клінічна сутність. Використовують його вільно, іноді як синонім нестабільності згинання. Однак ці терміни мають бути чітко відокремлені.

У літературі розглядається і передбачається, що найпоширеніша сутність невиправленої контрактури згинання після методу виміряної резекційної артропластики з вищою ймовірністю дасть клінічні результати, що передбачають НСЗ. Йдеться про те, що клінічний сценарій, який має місце, являє собою генералізовану нестабільність з появою стабільності в повному розширенні від щільних задніх структур.

Тибіофеморальна нестабільність є частим ускладненням ТЕП КС, на яку припадає до 22% усіх ревізійних втручань. Нестабільність є 2-ю найчастішою причиною ревізії у перші 5 років після первинного ТЕП. У дослідженні A. Can та співавторів (2017) встановлено, що використання імплантів із задньою стабілізацією для первинного ТЕП може запобігти вторинній нестабільності у пацієнтів з ожирінням [12].

Виділяють 3 ступені нестабільності КС при дегенеративних захворюваннях [3, 13]:

• 1-й — фронтальна нестабільність КС — латеральна при варусній або медіальна при вальгусній деформації КС. При 1-му ступені нестабільності виникають складнощі при балансуванні згинального та розгинального проміжків КС під час ендопротезування;
• 2-й — на додаток до розтягування медіальних або латеральних м’якотканинних структур додається задня нестабільність: м’які тканини в задніх відділах КС перетягуються за рахунок гіперекстензії при фронтальній деформації;
• 3-й — у патологічний процес залучені три сторони — медіальна, латеральна та задня. При цьому виді нестабільності у пацієнта зазвичай відмічають підвивих або вивих КС (таблиця).

Таблиця. Класифікація нестабільності КС

У свою чергу, фронтальну деформацію КС також поділяють на кілька типів.

Ступені вальгусної деформації КС:

• 1-й (80% пацієнтів) — мінімальна вальгусна деформація КС <10° з незначним залученням м’якотканинних структур;
• 2-й (15% пацієнтів) — вальгусна деформація КС 10–20°, при цьому відбувається розтягування МКЗ;
• 3-й (5% пацієнтів) — вальгусна деформація КС >20°. Медіальні стабілізувальні структури при цьому часто пошкоджені, тому при цьому типі деформації необхідний зв’язаний або напівзв’язаний ендопротез КС [14].

Також виділяють 3 ступені варусної деформації КС: 5–10°, 10–20° та >20° відповідно.

При варусній деформації пошкоджуються та перерозтягуються латеральні стабілізатори КС, медіальний відділ при цьому характеризується рубцевими змінами. При 3-му ступені варусної деформації, у зв’язку з нестабільністю латерального відділу КС, після вирівнювання осьової деформації рекомендують використовувати напівзв’язані або зв’язані ендопротези КС [14, 15].

Основними цілями ТЕП КС є відновлення функції, забезпечення стабільності суглоба та зменшення вираженості больового синдрому. При ендопротезуванні КС його стабільність зумовлена двома факторами: зовнішніми анатомічними стабілізаторами КС та характеристиками самого ендопротеза. Конструктивні особливості вкладиша ендопротеза визначають величину зміщення в аксіальній та фронтальній площинах, а також величину ротації в суглобі [16]. На сьогодні доступні ендопротези КС будь-якого ступеня зв’язаності. Різні види ендопротезів КС та набори інструментів дозволяють підібрати імплант, необхідний конкретному пацієнту.

За дизайном ендопротези КС можуть бути розділені на групи, ґрунтуючись на ступені механічної зв’язаності імплантів та збереження функції капсульно-зв’язкового апарату КС [16, 17].

• 1-ша — мінімально зв’язані — потребують збереження ЗХЗ або двох хрестоподібних зв’язок КС, а також колатеральних зв’язок (монокондилярні ендопротези і конструкція Cruciate-retaining);
• 2-га — ендопротези проміжного ступеня зв’язаності — мають невеликий виступ на вкладиші, який взаємодіє зі стегновим компонентом ендопротеза і заміщує функцію ЗХЗ (конструкція Posterior stabilized), при цьому цілісність колатеральних зв’язок має бути збережена;
• 3-тя — напівзв’язані — мають внутрішню двоплощинну стабільність і замінюють функції всіх зв’язок КС (конструкція CCK);
• 4-та — зв’язаної конструкції (HKР) — мають найвищий ступінь зв’язаності і забезпечують стабільність КС в усіх площинах.

Конструкція Cruciate-retaining — ендопротез КС зі збереженням ЗХЗ — має найнижчий ступінь зв’язаності між компонентами. Теоретично збереження ЗХЗ при ендопротезуванні КС дозволяє відтворити нормальну кінематику. Необхідною умовою для встановлення цього типу ендопротеза є наявність збереженої ЗХЗ, колатеральних зв’язок та інших стабілізаторів, задовільний стан кісткової тканини, а також чітке вирівнювання згинального та розгинального проміжків КС. Застосування цього типу ендопротеза КС неприпустимо при ревізійному ендопротезуванні, а також при вадах кісткової тканини, недостатності зв’язкового апарату та виражених деформаціях КС [18].

У конструкції Posterior stabilized вкладиш замінює ЗХЗ за рахунок виступу, який стабілізується всередині вирізки в стегновому компоненті ендопротеза. Цей тип вкладиша забезпечує мінімальну ротаційну та фронтальну стабільність у КС. Тому для забезпечення коректної роботи цього типу ендопротеза необхідні нормальна функція колатеральних зв’язок, динамічних стабілізаторів КС, а також задовільний стан кісткової тканини [18, 19]. Ще один тип вкладиша ендопротеза КС, який встановлюють при пошкодженні ЗХЗ, — ультраконгруентний вкладиш. Цей тип вкладки дозволяє уникнути зайвої втрати кісткової тканини в ділянці виростків СК, яка неминуче відбувається при встановленні задньостабілізованого вкладиша. Ультра­конгруентний вкладиш забезпечує задню стабілізацію за рахунок збільшеної площі контакту вкладиша зі стегновим компонентом. Проте всі вимоги до задовільного стану м’яких тканин КС також є важливими для цього типу вкладиша [14, 20].

Конструкція CCK — ендопротез підвищеної стабільності в ділянці виростків СК. Це механічно напівзв’язаний ендопротез, який забезпечує стабільність у фронтальній площині (зміщення на варус-вальгус), сагітальній площині, а також невелику ротаційну стабільність [20]. Напівзв’язані конструкції ендопротезів КС вперше розроблені в 1970-х роках. Першим відомим ендопротезом був Total Condylar III. Вкладиш ендопротеза має довгий і об’ємний виступ, який фіксується в міжвиростковій вирізці стегнового компонента. Цей тип ендопротезів КС використовують при недостатності або відсутності МКЗ або ЛКЗ, а також за наявності кісткових вад у ділянці КС. Однак при вираженій нестабільності при згинанні є ризик вивиху вкладиша з вирізки стегнового компонента. Незважаючи на теоретичні недоліки цієї конструкції — високий механічний стрес, який призводить до раннього остеолізу, та нестабільність компонента, довгострокові результати CCK при первинному та ревізійному ендопротезуванні задовільні [21, 22].

У літературі досі йде обговорення, який ступінь медіальної нестабільності КС забезпечить стабільність під час встановлення напівзв’язаного ендопротеза КС.

K.K. Athwal та співавтори (2017) провели кадаверне дослідження, в якому визначали ступінь стабільності КС при встановленні напівзв’язаного ендопротеза КС на фоні руйнування медіальних стабілізувальних структур [1]. З’ясовано, що при встановленні напівзв’язаного ендопротеза КС пМКЗ є важливим стабілізатором при перед­ньому зміщенні СК, зовнішньої та внутрішньої ротації та вальгусному зміщенні в КС. Автори дійшли висновку, що повна відсутність пМКЗ не забезпечує достатньої стабільності КС при встановленні напівзв’язаного ендопротеза, і рекомендують проводити пластику зв’язки або встановлювати зв’язаний ендопротез КС.

Ендопротези КС зв’язаної конструкції (HKР) мають найвищий ступінь зв’язаності і забезпечують стабільність КС в усіх площинах. Тибіальний та стегновий компоненти ендопротеза механічно з’єднані між собою.

При плануванні операції з ТЕП та вибору типу дизайну імпланту КС важливо повністю клінічно та лабораторно (рентген, комп’ютерна томографія, магнітно-резонансна томографія) обстежити пацієнта з метою встановлення наявності та ступеня пошкодження капсульно-зв’язкового та м’язового апарату, наявності кісткових вад. При виявленні вираженої нестабільності або варусної-вальгусної деформації, що не може бути усунута пластикою зв’язкового апарату, доцільно надати перевагу ендопротезам зв’язаної конструкції (HKP). У той самий час використання мінімально зв’язаних ендопротезів при дотриманні показань щодо збереження капсульно-зв’язкового апарату дозволяє досягти більш довготривалої «живучості» імплантів.

Список використаної літератури

• 1. Athwal K.K., Daou H.E., Inderhaug E. et al. (2017) An in vitro analysis of medial structures and a medial soft tissue reconstruction in a constrained condylar total knee arthroplasty. Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc., 25(8): 2646–2655.
• 2. Gebhard J.S., Kilgus D.J. (2010) Dislocation of a posterior stabilized total knee prosthesis. A report of two cases. Clin. Orthop. Relat. Res., 254: 225–229.
• 3. Ostermeier S., Friesecke C., Fricke S. et al. (2008) Quadriceps force during knee extension after non-hinged and hinged TKA: an in vitro study. Acta Orthop., 79(1): 34–38.
• 4. Wang C.J., Wang H.E. (2011) Early catastrophic failure of rotating hinge total knee prosthesis. J. Arthroplasty, 15: 387–391.
• 5. Mahomed N.N., Barrett J., Katz J.N. et al. (2007) Epidemiology of total knee replacement in the United States medicare population. J. Bone Joint Surg. Am., 1222–1228.
• 6. Kanamiya T., Whiteside L.A., Nakamura T. et al. (2012) Effect of selective lateral ligament release on stability in knee arthroplasty. Clin. Orthop. Rel. Res., 404: 24–31.
• 7. Engh G.A. (2007) Bone loss classification. In: G.A. Engh, C.H. Rorabeck (Eds.) Revision total knee arthroplasty. Williams and Wilkins, Baltimore, 63120.
• 8. Jones R.E. (2009) Total knee arthroplasty with modular rotating platform hinge.Orthopedics, 29(Suppl. 9): S80–S82.
• 9. Vasso M., Beaufils P., Panni A.S. (2013) Constraint choice in revision knee arthroplasty. Int. Orthop., 37(7): 1279–1284.
• 10. Whiteside D.R., Westrich G.H., Molano A.V. et al. (2010) Rotating hinge total knee arthroplasty affected knees. Clin. Orthop. Relat. Res., 379: 195–208.
• 11. Lachiewicz P.F., Soileau E.S. (2011) Results of a second-generation constrained condylar prosthesis in primary total knee arthroplasty. J. Arthroplasty, 26(8): 1228–1231. doi: 10.1016/j.arth.2011.05.010.
• 12. Can A., Erdogan F., Erdogan A.O. (2017) Tibiofemoral Instability After Primary Total Knee Arthroplasty: Posterior-Stabilized Implants for Obese Patients. Orthopedics, 40(5): e812–e819. doi: 10.3928/01477447-20170608-02.
• 13. Mullaji A.B., Shetty G.M., Lingaraju A.P., Bhayde S. (2013) Which factors increase risk of malalignment of the hipknee-ankle axis in TKA? Clin. Orthop. Relat. Res., 4(71): 134–141.
• 14. Ranawat C.S., Flynn W.F.Jr., Deshmukh R.G. (2014) Impact of modern technique on long- term results of total condylar knee arthroplasty. Clin. Orthop. Relat. Res., 309: 131–135.
• 15. Tahmasebi M.N., Amjad G.G., Bashti K. (2017) Total Knee Arthroplasty in Severe Unstable Knee: CaseReport and Literature Review. Arch. Bone Jt. Surg., 5(1): 58–62.
• 16. McAuley J.P., Engh G.A. (2003) Constraint in total knee arthroplasty: when and what? J. Arthroplasty, 18(3 Suppl. 1): 51–54.
• 17. Malcolm T.L., Bederman S.S., Schwarzkopf R. (2016) Outcomes of Varus Valgus Constrained Versus Rotating-Hinge Implants in Total Knee Arthroplasty. Orthopedics, 39(1): e140–e148. doi: 10.3928/01477447-20151228-07.
• 18. Huff T.W., Sculco T.P. (2007) Management of bone loss in revision total knee arthroplasty. J. Arthroplasty, 22(7 Suppl. 3): 32–36.
• 19. Girard J., Amzallag M., Pasquier G. et al. (2013) Total knee arthroplasty in valgus knees: predictive preoperative parameters influencing a constrained design selection. Orthop. Traumatol. Surg. Res., 95: 260–266.
• 20. Bohm P., Holy T. (2008) Is there a future for hinged prostheses in primary total knee arthroplasty? J. Bone Joint Surg. Br., 80: 302–309.
• 21. Cholewinski P., Putman S., Vasseur L. et al. (2015) Long-term outcomes of primary constrained condylar knee arthroplasty. Orthop. Traumatol. Surg. Res., 101(4): 449–454.
• 22. Hartford J.M., Goodman S.B., Schurman D.J., Knoblick G. (2008) Complex primary and revision total knee arthroplasty using the condylar constrained prosthesis: an average 5-year follow-up. J. Arthroplasty, 13: 380–387.

Надійшла до редакції/Received: 05.04.2023
Прийнято до друку/Accepted: 04.05.2023