Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЛАСТИКИ ПЕРЕДНЕЙ КРЕСТООБРАЗНОЙ СВЯЗКИ

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для оперативного восстановления функции коленного сустава при свежих и застарелых разрывах передней крестообразной связки.

Известны способы оперативного лечения разрывов крестообразной связки путем ее восстановления из пластического материала с фиксацией в каналах интерферентными винтами (2, 3, 5, 6). Известен способ (1), который состоит в артротомии, формировании каналов во внутреннем мыщелке большеберцовой кости и наружном мыщелке бедра, проведении в них аутотрансплантата из собственной связки надколенника с костными фрагментами на концах. Также известен способ пластики передней крестообразной связки (патент №2007137), принятый за прототип (4), с прошиванием дистального конца аутотрансплантата из собственной связки надколенника с костными фрагментами на концах лигатурой из непрерывного Z-образного шва, формирования канала в нижнем полюсе надколенника, проведения через него лигатуры и фиксации в натяжении.

Однако при выполнении известных способов пластики передней крестообразной связки аутотрансплантат не обладает достаточной прочностью и не имеет собственного напряженного состояния, противодействующего силам растяжения при функциональной нагрузке коленного сустава. Поэтому возможно возникновение разрывов трансплантата при функциональной нагрузке коленного сустава с передней нестабильностью, что требует повторной операции.

Цель предложенного способа пластики передней крестообразной связки состоит в повышении прочности аутотрансплантата и создании в нем напряженного состояния, противодействующего нагрузке растяжения при функции коленного сустава.

Указанная цель реализуется за счет того, что аутотрансплантат из собственной связки надколенника, взятый с небольшими костными фрагментами, армируют тремя нитями. Одну, осевую, нить проводят через центр поперечного сечения трансплантата и костных фрагментов. Две нити в виде двух встречных зигзагообразных швов, проводят только через поперечное сечение трансплантата. Свободные концы всех трех нитей соединяют между собой и выводят через костные каналы мыщелков бедра вверх, а большеберцовой кости вниз, чтобы центральная часть армированного аутотрансплантата находилась между суставными поверхностями. Затем в состоянии натяжения армированного трансплантата свободные концы нитей фиксируют в каналах бедра и большеберцовой кости костными кортикальными гвоздиками, взятыми рядом, и связывают все три нити между собой.

Приводим на рисунке схему предложенного способа пластики передней крестообразной связки коленного сустава.

Где на фиг. 1 показано: а - методика взятия свободного аутотрансплантата на 1/3 ширины собственной связки надколенника с костными фрагментами из нижнего полюса надколенника и бугристости большеберцовой кости; 6 - армирование аутотрансплантата осевой нитью 1, проходящей через центр поперечного сечения трансплантата и костных фрагментов; в - дополнительное армирование трансплантата двумя нитями 2 и 3 в виде двух встречных зигзагообразных швов, проходящих только через поперечное сечение трансплантата; 1,2,3 - свободные длинные концы нитей готового трансплантата после армирования.

На фиг. 2 показана схема установки армированного аутотрансплантата из собственной связки надколенника в костные каналы наружного мыщелка бедра и внутреннего мыщелка большеберцовой кости: а - свободные концы всех трех нитей соединены между собой, проведены через костные каналы мыщелков бедра вверх и большеберцовой кости вниз, центральная часть армированного трансплантата находится между суставными поверхностями; 6 - в состоянии натяжения за свободные концы всех трех нитей, нити армированного трансплантата фиксируют в костных каналах кортикальными гвоздиками, взятыми рядом, а свободные концы нитей связывают между собой.

На фиг. 3 показана биомеханическая схема напряженного состояния установленного армированного аутотрансплантата из собственной связки надколенника: а - общая схема, 6 - силовая схема распределения усилий сжатия и растяжения, в - схема сил сжатия в центральной (суставной) части армированного аутотрансплантата.

На фиг. 4 показана силовая схема противодействия центральной (суставной) части армированного тремя нитями аутотрансплантата функциональной нагрузке: а - при растяжении (разгибании в коленном суставе), 6 - при сжатии (сгибании в коленном суставе).

На фиг. 3 и фиг. 4 стрелками указано направление сил растяжения и сжатия.

Как следует из приведенных схем, в противодействии силам сжатия и растяжения участвуют силы натяжения всех трех нитей армированного аутотрансплантата, причем по закону параллелограмма все три силы суммируются, и происходит усиление центрального противодействия.

Предложенный способ выполняется следующим образом.

Внутренним парапателлярным разрезом производят артротомию коленного сустава. Длинным сверлом диаметром 5-7 мм из полости коленного сустава в наружном мыщелке бедра снизу вверх и во внутреннем мыщелке большеберцовой кости сверху вниз формируют сквозные каналы, в которые вводят проволочные проводники. Затем берут свободный костный трансплантат из собственной связки надколенника на 1/3 ее ширины с небольшими костными фрагментами от нижнего полюса надколенника и бугристости большеберцовой кости.

Следующим этапом приступают к армированию взятого свободного аутотрансплантата из собственной связки надколенника. Материалом для армирования могут служить прочные лавсановые нити №4.

Лавсановая нить - это псевдомононить, состоящая из множества филаментов, придающих нити ребристость. Поэтому многофиламентная лавсановая нить всегда прорастает рубцовой тканью, что значительно повышает прочность трансплантата связки.

Лавсановая нить с позиции биомеханического подхода универсальный шовный и одновременно пластический материал, обладающий достаточными деформативно-прочностными свойствами к статико-динамическим нагрузкам. Испытания на прочность показали, что 2 шва лавсановой нитью №4 дают прочность в 8,24 кгс, 4 шва - 14,51 кгс, 6 швов - 25,2 кгс, 8 швов - 40 кгс. То есть каждая пара швов увеличивает прочность фиксации в 1,7 раза: 6-8 продольных швов дают прочность в 25-40 кгс. Прочность на разрыв лавсановой нити №4 составляет 40-50 кг/мм², а прочность в узле составляет 10-50% исходной. Разрывное удлинение влажной лавсановой нити составляет 17-18%. Лавсановая нить имеет очень высокий модуль упругости: 990-1060 кг/мм², а модуль сдвига при кручении равен 870-1080 кг/мм². Степень эластичности лавсановой нити при растяжении на 4% длины составляет 100%, а при растяжении на 10% длины 55-57%. Испытания к многократным циклическим деформациям на приборе Simus, дающим 1510 изгибов в 1 минуту, показали, что при напряжении 5 кг/мм² лавсановая нить выдерживает 9300-12200 циклов изгиба, а при напряжении 10 кг/мм² в 2,5 раза больше: 21000-30000 циклов изгиба. Следовательно, усталостная прочность натянутой лавсановой нити при растяжении повышается. Поэтому лавсановая нить с учетом всех указанных деформативных и прочностных параметров является универсальным материалом для армирования биологических тканей.

Сначала длинной прямой иглой через поперечное сечение трансплантата и костные фрагменты проводят одну осевую нить, оставляя длинные свободные концы нити. Затем длинной прямой иглой прошивают трансплантат двумя встречными зигзагообразными швами, оставляя длинные свободные концы нитей. После армирования трансплантат расправляют тягой за свободные концы нитей в разные стороны (вверх и вниз).

Так как в среднем длина трансплантата из собственной связки надколенника составляет 2,5-3 см (максимум 4-5 см), то возможно выполнить 8 встречных двойных зигзагообразных лавсановых шва. Таким образом, готовый армированный трансплантат имеет восемь встречных двойных зигзагообразных лавсановых швов. Тогда суммарная прочность рабочей части трансплантата из собственной связки надколенника, армированного тремя лавсановыми нитями №4, на разрыв составит 312,16 кг (прочность одного участка, состоящего из четырех лавсановых швов, равна 14,51 кг; восемь зигзагообразных участков лавсановых швов дают суммарную прочность 116,08 кг; две зигзагообразные нити дают прочность 232,16 кг; осевая нить дает прочность 50 кг; общая прочность собственной связки надколенника равна 238 кг, прочность аутотранспланта на 1/3 ширины связки без армирования равна 80 кг). Прочность аутотрансплантата из собственной связки надколенника армированного лигатурой из непрерывного Z-образного шва (патент №2007137, прототип), составит 123,53 кг (один непрерывный Z-образный лавсановый шов нитью №4 дает прочность 43,53 кг, прочность аутотрансплантата 80 кг). Известно, что в норме предельная разрушающая нагрузка передней крестообразной связки равна 96,8 кг (М.А. Малыгина. Эндопротезирование крестообразных связок коленного сустава. Диссертация доктора мед. наук. - М., 2001). Следовательно, армированный по предложенному нами способу аутотрансплантат из собственной связки надколенника обладает 3,22 кратным запасом прочности, а по способу, принятому за прототип, только 1,27 кратным.

Подготовленный к пластике армированный аутотрансплантат из собственной связки надколенника помещают в полость коленного сустава. Затем свободные верхние и нижние концы всех трех нитей закрепляют в установленных в костных каналах проволочных проводниках, проводят их через костные каналы наружного мыщелка бедра вверх и внутреннего мыщелка большеберцовой кости вниз, и выводят наружу через небольшие разрезы кожи в проекции каналов.

После этого выполняют самый главный этап операции по установке аутотрансплантата: расправляют армированный трансплантат в полости коленного сустава тягой за свободные концы нитей вверх и вниз, создавая в нем напряженное состояние. Затем, удерживая растянутое и напряженного состояние армированного аутотрансплантата, остеотомом берут из соседних зон мыщелков бедра и большеберцовой кости кортикальные костные гвоздики, которыми плотно заклинивают свободные концы натянутых нитей в костных каналах мыщелков бедра и большеберцовой кости. Последним этапом связывают между собой свободные концы всех трех нитей над костными гвоздиками и накладывают швы на капсулу коленного сустава, фасции и кожу. Пассивная проверочная функция коленного сустава после окончания операции должно составлять: разгибание 180°, сгибание - 90°.

Так как костные фрагменты на концах армированного аутотрансплантата находятся в костных каналах наружного мыщелка бедра и внутреннего мыщелка большеберцовой кости, то в течение 2-3 недель происходит костная перестройка и прочное сращение костных фрагментов трансплантата с костными каналами мыщелков бедра и большеберцовой кости.

Этапы послеоперационной реабилитации и восстановления функции коленного сустава следующие.

На 2-3 дни после операции начинают сначала пассивные движения (сгибание - разгибание) в коленном суставе и изометрическую (статическую) гимнастику для мышц бедра без опорной нагрузки на конечность.

После полного восстановления амплитуды сгибания - разгибания в коленном суставе при пассивном режиме (сгибание до угла 90°, разгибание до 180°), разрешают активные движения со статическим удержанием голени.

Полную функциональную и опорную нагрузку на оперированную конечность начинают не ранее чем через 3-4 недели после операции, то есть после полного завершения репаративного процесса с костной перестройкой.

Как показывают клинические наблюдения, после оперативного лечения по предложенному способу наступает полное восстановление функции коленного сустава, причем даже с возможностью заниматься спортом.

Приводим наше клиническое наблюдение (1997 год).

Больной П.К.М., 1964 г.р., чемпион мира, чемпион Европы, дважды чемпион России по кикбоксингу в тяжелом весе. Клинический диагноз: Застарелое повреждение передней крестообразной связки левого коленного сустава с нестабильностью. Выраженный болевой синдром. Деформирующий артроз коленного сустава 1-2 стадии. При осмотре: симптом «переднего выдвижного ящика», боль при сгибании и разгибании в коленном суставе, хромота при ходьбе. Не может продолжать заниматься спортом.

После артротомии при ревизии коленного сустава была обнаружена растянутая, дегенеративно измененная передняя крестообразная связка с множеством мелких боковых надрывов. Была выполнена операция предложенным способом: произведена пластика передней крестообразной связки армированным тремя лавсановыми нитями №4 аутотрансплантатом из собственной связки надколенника. Послеоперационный период протекал без осложнений. Через 3 месяца после операции были начаты тренировки, а через год (1998 г.), П.К.М. стал повторно чемпионом мира по кигбоксингу. В настоящее время (спустя почти 20 лет после операции), П.К.М. продолжает тренировки, поддерживая свою спортивную форму, работает тренером по кигбоксингу в спортивной школе, боли в коленном суставе его не беспокоят, деформирующий артроз коленного сустава не прогрессирует.

Таким образом, предложенный способ пластики передней крестообразной связки армированным тремя лавсановыми нитями №4 аутотрансплантатом из собственной связки надколенника при свежих и застарелых повреждениях передней крестообразной связки позволяет полностью восстановить функцию коленного сустава.

Источники информации

1. Никитин В.В. Бесшовный способ аутопластики крестообразных связок коленного сустава. - Ортопедия, травматология. 1983, №3, с. 46-47.

2. А.С. №4866060. Способ пластики передней крестообразной связки.

3. Патент №2002434. Способ пластики передней крестообразной связки.

4. Патент №2007137. Способ пластики передней крестообразной связки (прототип).

5. Патент №2432125. Способ пластики передней крестообразной связки.

6. Патент №2506057. Способ пластики передней крестообразной связки коленного сустава у взрослых.