Особенности артропластики коленного сустава на фоне субкомпенсированного костного метаболизма

Актуальность темы исследования
Современное общество переживает повсеместный переход на технологии, соответствующие шестому технологическому укладу.
Всеобъемлющая цифровизация позволила рассматривать здоровье человека в рамках не только гендерного и возрастного, но и популяционного здоровья. Гуманитарные технологии стали необходимой сферой деятельности современного человека урбанизированных государств. В этой связи, обозначенная Президентом России В.В. Путиным «Программа Здоровье», предполагает повышение продолжительности жизни в нашей стране к 2030 году до 80+ [100]. Общемировая тенденция повышения продолжительности жизни в урбанизированных государствах раскрыла проблему роста деструктивно-дистрофической патологии скелета в рамках активного долголетия. Закономерно обострились притязания активных организованных граждан к качеству здоровья и результатам медицинских услуг [82, 111, 121, 131]. Врачебная практика, по сохранению деятельной активности пациентов, стала повсеместной и протокольной при поражениях одного сегмента скелета или органа. Что стало возможным на основе качественно новых материалов и вновь открытых биологических эффектов [47, 73, 114].
Прорывные технологии в индустрии имплантатов, операционного оборудования и медикаментозной коррекции организма человека неуклонно сблизили междисциплинарные разработки, стирая грани наук и специальностей [15]. NBIС конвергенция обеспечила предсказуемость применения искусственных органов и тканей в повышении качества жизни и здоровья многих пациентов. Наиболее успешными оказались хирургические технологии по замене крупных сегментов скелета, которые становятся все более безопасными и эффективными. Эндопротезирование тазобедренного и коленного суставов, а также, редукционные и реконструктивные операции на позвоночнике, обрели наибольшую востребованность и повсеместно широко применяются [17, 41, 54, 60, 91, 102, 119]. При этом, целый ряд оперативных вмешательств, возведен в ранг «золотого стандарта». Повышение качества жизни и ее продолжительности при применении этих хирургических технологий позволило признать их в качестве лечебных доктрин [48, 55, 87, 97, 101, 123, 136].
Обширный клинический опыт привел к пониманию того, что декомпенсированные деструктивно-дистрофические поражения коленного сустава, являются сутью заболевания всей костно-мышечной системы и конечно же, соединительной ткани в целом. Как никогда раньше, обострилась проблема тяжелой дисфункции сустава с подобными изменениями контралатерального сегмента. Системность поражения и порок двух ключевых звеньев скелета стали стартовой точкой, при которой стандартные подходы ограниченно эффективны, а процент осложнений слишком высок [8, 21, 34, 61, 81, 86, 191, 192]. При целом ряде системных заболеваний иммуновоспалительного генеза с вовлечением ключевых сегментов скелета (например, ревматоидный полиартрит и болезнь Бехтерева), артропластика одновременно двух коленных суставов может выполняться в один этап [21]. Преимущество подобного подхода диктует синдром скованности и низкие прочностные характеристики костной ткани (равномерность распределения нагрузки). Подобная тактика при дистрофическом поражении двух и более ключевых сочленений тазового пояса научно никак не обоснована. Кажущаяся логичность простой суммации нескольких, проверенных временем, оперативных пособий, опасна и даже трагична. Повышение количества летальных исходов и сокращение продолжительности жизни, при их реализации, не оправдывает единичные успешные практики [26, 31, 35, 42, 46, 48, 77, 96, 138].
Причин подобного рода неблагоприятных исходов несколько. Коморбидность, декомпенсация функции сразу же нескольких органов и систем, гиподинамия и ряд других факторов приводят к стандартным проявлениям осложнений. Важным является и закономерное снижение иммунитета у этих пациентов. Декомпенсированный остеоартрит коленного сустав клинически значимым становится уже на фоне субкомпенсированного костного метаболизма (остеопороз или остеопения) [7, 23, 28, 37, 44, 93, 134, 141]. Большинство пациентов этой категории, как правило, имеют избыточную массу тела [3, 4, 31, 48, 101, 126], клинически значимую патологию внутренних органов и явно сниженный адаптационный резерв. Учитывая все это, хирургическая агрессия представляет серьезную проблему. Непреодолимая опасность развития, той или иной степени, метаболического стресса и токсическое воздействие костного цемент довершают сценарий системных реакций на ятрогенную инвазию [75]. Очевидная угроза развития полиорганных осложнений резко повышается и без соответствующего лечения однозначно завершаются каскадом дисфункций и поломом адаптационных реакций на организменном уровне. Даже успешно выполненная артропластика коленного сустава одновременно на двух сегментах не гарантирует благоприятного исход, не только в ранние, но и в отдаленные сроки, из-за несовершенства пластического обмена (неуклонного развития остеолиза и угнетения репаративной регенерации). Исходное фазовое состояние соединительной ткани и стрессовое ремоделирование скелета предопределяют не только исход имплантации, но и качество жизни, и даже ее сохранение [141].
Повсеместность хирургической практики в лечении остеоартрита коленного сустава позволила раскрыть некоторые новые стороны патогенеза деструктивно- дистрофической патологии скелета и мониторинга пациентов, особенно, в периоперационном периоде. Обострился интерес к фундаментальным и некоторым прикладным аспектам этой социально значимой проблеме здоровья современного человека. Общая теория патологии суставов раскрыла широкие возможности терапии в конкретной клинической практике [74, 88, 89, 102, 135].
В популяции заболевания коленного сустава составляют от 13 до 29% от всех дегенеративных патологий скелета. Несмотря на последние достижения в области генетики и молекулярной биологии, патогенез остеоартрита представляет во многом нерешенную проблему. Обострилась необходимость смены существующих схем консервативной терапии и она меняется регулярно вслед за

фундаментальными открытиями и технологий [27, 65, 66, 93, 121].
совершенствованием гуманитарных Первично хроническая дегенеративная патология коленного сустава вызывает стойкий болевой синдром у пациентов особенно старшей возрастной группы. Именно боль и приводит к острой, а затем и хронической дезадаптации. Мнимое облегчение состояния в покое скрадывает опасность системных дисфункций. Нагрузочные пробы при этом, обнажают угнетение выносливости к нагрузкам а, значит, и всей системы адаптационных резервов.
Методический подход к пониманию патологии коленного сустава, заложенный авторитетными ортопедами А.А. Корж и Б.И. Семинач [56, 57, 110], и доведенный последовательно В.В. Никитиным [79, 80] и Г.П. Котельниковым [60] до системного уровня при повреждениях, открыл эру математизации структурно-функциональных стереотипов. Время раскрыло, что общебиологическое теоретизирование в понимании синовиальной среды сустава равноценно полезно как в интервенционной, так и в консервативной доктрине лечения суставного синдрома [187].
Б.Ш. Минасов [74] системный подход использовал для основных патологий этого важнейшего звена скелета, включая травмы, дегенерацию и септические артриты. Интегративный подход и разработанная им концепция «…неустойчивого динамического равновесия…), позволили применить общие биологические законы организации живой материи к конкретным патологиям коленного сустава. Это понимание кинематического баланса наряду с эффектом «…гиперпрессии…», по Митчел и Крусс [163, 183], значительно продвинули оценку любых нарушений гомеостаза синовиальной среды сустава и создали платформу для цифровых технологий в автоматизации диагностического поиска.
Автоматизированной объективизации двигательных реакций костно- мышечной системы в рамках здравоохранения, к большому сожалению, не существует и по настоящее время. В силу этого, исход любой имплантации эндопротеза трудно предсказуем. И, тем не менее, на сегодняшний день, эндопротезирование тазобедренного и коленного суставов остается одной из наиболее эффективных технологий хирургического лечения, которая проверена временем на большой выборке и длительном наблюдении. Реальная опасность развития послеоперационных осложнений, заставляет все более многочисленные группы исследователей изучать причины неблагоприятных исходов, как в раннем послеоперационном, так и в отдаленном периоде.Велением времени стали: доктрины медикаментозного лечения пациентов, готовящихся или перенесших артропластику коленного сустава. Хирург-ортопед вынужден вмешиваться в сферу этой помощи не только в послеоперационном периоде, но и в фазу дальнейшего наблюдения и лечения. Ключом успеха становится в равной степени искусство хирургической техники, а также мудрость понимания и лечебной коррекции нарушений пластического обмена на основе медикаментозной коррекции.
Определенный оптимизм внушают стремительно развивающиеся клеточные технологии и молекулярное конструирование органов и тканей, позволяющие управлять поведением стволовых(стромальных) клеток. В то же время, их внедрение в клиническую практику пока ограничивается рамками отдельных научных разработок [148, 158, 173, 188].
Несмотря на наличие серьезной доказательной базы, по данным европейских и северо-американских регистров, по-прежнему, отдаленные результаты по показателям ролевого участия и качества жизни, нуждаются в изучении исходов артропластики при поражении двух- и более крупных суставов тазового пояса. Фазовый портрет соединительной ткани, как ключевой, а не фоновый фактор, должной оценки, к сожалению, не имеет. Понимание важности и перспективности именно этого подхода послужило поводом для выполнения данного научного исследования.
Кинематический баланс при остеоартрите коленных суставов 3-4 ст. имеет эклектичную картину, а артропластика одного из суставов закономерно грубо меняет картину силовых векторов. По этой причине имплантированный искусственный сустав может привести к непредсказуемому исходу [112, 113]. Считается, что функциональная перегрузка одного коленного сустава, приводит к прогрессированию дегенеративных процессов в другом. В патологический процесс вовлекаются как смежные сегменты, так и весь аксиальный скелет. Усиление эффекта гиперпрессии завершается остеолизисом, а перераспределение силовых векторов, к перестройке костной ткани не только центрального, а, иногда, и периферического скелета. Артропластика второго коленного сустава становится, несомненно, более сложной задачей по сравнению с первичной операцией. Закономерное ограничение пластического ресурса организма после первичного вмешательства не ограничивает многочисленные попытки, целого ряда авторов, расширения симультанного выполнения артропластики обоих коленных суставов. Сами же авторы, при этом, отмечают большое количество осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы, кровопотери и развитие флеботромбозов [19, 22, 72, 105, 139]. А, количество репротезирований имеет излишне высокую частоту [29, 130].
До конца не изученным остается вопрос относительно сроков выполнения артропластики контралатерального коленного сустава. В литературе описаны сроки от трех месяцев до пяти лет. Важное значение приобретает реабилитация в раннем послеоперационном периоде. Нагрузка на оперированную конечность в раннем послеоперационном периоде обеспечивает оптимальные условия для восстановления функциональной активности [5, 24, 34, 41, 43, 45, 53, 54, 58, 59, 61, 62, 69, 70, 86, 108, 109, 124, 156].
Важное значение имеет оценка функции коленного сустава в раннем послеоперационном периоде в контексте восстановления мышечного тонуса. Известно, что периоперационная гиподинамия негативно влияет на трофику конечности и регионарную гемодинамику, в то же время, в литературе недостаточно данных относительно функционального состояния пациента и тазового пояса.
Таким образом, медицинская практика нуждается в разработке научных обоснований реализации хирургических доктрин и технологий при множественных поражениях крупных суставов тазового пояса на фоне пороков костного метаболизма. Биометрия фаз опоры и ходьбы, а, так же, лучевой мониторинг сулят перспективы автоматизированного мониторинга и прогноза исходов этого сложного лечебного вмешательства. Биомеханические исследования отражают восстановление опороспособности, что позволяет объективно оценить межзвенные взаимоотношения, кинематический баланс и энергетическую эффективность ходьбы.
Цель исследования. Повысить эффективность хирургического лечения пациентов с остеоартритом коленных суставов 3-4 ст. по технологии артропластики на фоне субкомпенсированного костного метаболизма.
Задачи исследования
1. Изучить исходы артропластики коленных суставов по показателям функциональной активности, интенсивности боли и лучевого мониторинга при поражении коленных сустав.
2. Изучить морфологическую картину элементов синовиальной среды при последовательной артропластике.
3. Провести сравнительный анализ исходов при артропластике двух коленных суставов и периоперационной медикаментозной поддержке.
4. Изучить отдаленные результаты артропластики у пациентов с нарушенным костным метаболизмом в условиях медикаментозной поддержки.
Положения, выносимые на защиту:
1. Остеоартрит коленных суставов 3-4 ст. развивается как элемент системной дисфункции деструктивно-дистрофического генеза преимущественно на фоне грубого нарушения костного метаболизма.
2. Хирургическое лечение по технологии артропластики должно проводиться последовательно с периоперационной медикаментозной поддержкой. 3. Мониторинг на основе шкалы ролевого участия, шкалы интенсивности боли и лучевого мониторинга позволяет объективизировать состояния пациента после артропластики коленного сустава на фоне нарушенного костного метаболизма.
Публикации
По теме диссертации опубликованы 19 научных работ, из них 9 в журналах, рекомендованных ВАК, 2 статьи в журналах Scopus, получен патент на изобретение No2661436.
Внедрение результатов:
Доктрина диагностики и хирургического лечения декомпенсированного
остеоартрита коленного сустава у пациентов с нарушенным костным метаболизмом внедрена в практику ортопедо-травматологических отделений ГБУЗ РБ ГКБ No13, ГБУЗ РБ ГКБ No21, ГБУЗ РБ ГГВВ, ГБУЗ РБ БСМП г. Уфы, клиники ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России.
Результаты научного исследования обсуждались на заседаниях ассоциации травматологов, ортопедов и протезистов Республики Башкортостан (2013, 2014, 2016, 2017, 2019 гг.). Доклады по хирургическому лечению остеоартрита коленного сустава заслушаны на конференциях республиканского, федерального и международного уровня:
1. г. Уфа 26.01.2018г. Ассоциации травматологов, ортопедов и протезистов «Особенности артропластики коленного сустава у пациентов пожилого и старческого возраста».
2. г. Уфа 19-20 октября 2018 г. Конференция с международным участием «Актуальные вопросы травматологической помощи». «Возможности артропластики коленного сустава системами полу связанного типа».
3. г. Нур-Султан, 3-4 октября 2019 г. III съезда травматологов – ортопедов Республики Казахстан и VII Евразийского конгресса травматологов- ортопедов. «Ревизионная артропластика тазобедренного и коленного суставов по двухэтапной технологии». 4. г. Пенза, 20 октября 2019 г. IX Международной научно-практической конференции. «Особенности эндопротезирования при двустороннем остеоартрозе коленного сустава».
5. г. Москва, 21–22 сентября 2018 г. 2 международный конгресс ассоциации ревмоортопедов. «Эффективность структурно-модифицирующей терапии у пациентов с гоноартрозом в подостром периоде».
6. г. Москва, 21–22 сентября 2018 г. 2 международный конгресс ассоциации ревмоортопедов. «Эффективность функционального ортезирования у пациентов с гоноартрозом».
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав (обзор литературы, характеристика материала и методов исследования, собственные результаты и их обсуждение), заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы из 196 источников (141 отечественных и 55 иностранных авторов) и приложения. Работа иллюстрирована 79 рисунками, 19 таблицами, 16 клиническими примерами и 1 приложениями.
Научная новизна
1. Хирургическое лечение остеоартрита коленного сустава по технологии артропластики сопровождается метаболическим стрессом и стрессовым ремоделированием с преобладанием остеолиза и системных дисфункций. Клиническая манифестация осложнений местного и системного уровня требует мониторинга и своевременной коррекции.
2. Артропластика коленного сустава при остеоартрите 3-4 ст. приводит к декомпенсации функции контралатерального коленного сустава, что затрудняет функциональную реабилитацию и ухудшает реабилитационный прогноз.
3. Последовательная артропластика коленного сустава при остеоартрите 3-4 ст., у пациентов имеющих нарушение костного метаболизма, в условиях медикаментозной поддержки обеспечивает лучшие показатели качества жизни и уменьшает интенсивность болевых реакций.
4. Реконструкция разгибательного аппарата коленного сустава при его повреждениях обеспечивает оптимизацию структурно-функциональных стереотипов без компрометации эндопротеза.
Теоретическая и практическая значимость работы
1. Хирургическое лечение пациентов с остеоартритом 3-4 ст. должно проводиться с учетом нарушений костного метаболизма и грубых изменений кинематического баланса.
2. Артропластика коленных суставов должна проводиться последовательно на фоне структурно-модифицирующей и костно-метаболической терапии при условии купирования метаболического стресса.
3. Мониторинг костного метаболизма на основе рентгеновской абсорциометрии и лабораторного тестирования обеспечивает объективизацию пластического обмена на системном уровне.
4. Наиболее частое местное осложнение после артропластики коленного сустава – повреждение разгибательного аппарата требует реконструкции гибкими силовыми системами с сохранением функции опоры и движения (сгибательной и разгибательной нагрузки).