Результат интеллектуальной деятельности: Способ артродеза коленного сустава при глубокой периэндопротезной инфекции с применением интрамедуллярного армированного антибактериального цементного имплантата

Изобретение относится к области медицины, в частности к травматологии и ортопедии и может использоваться в комплексном лечении пациентов, перенесших глубокую перипротезную инфекцию. Несмотря на постоянное совершенствование конструкции эндопротезов коленного сустава, хирургической техники, накопление значительного клинического опыта отечественными и зарубежными ортопедами количество инфекционных осложнений не уменьшается и составляет от 1,5%-2,5% при первичном эндопротезировании коленного сустава (Barrack RL, Engh G, Rorabeck С et al (2000) Patient satisfaction and outcome after septic versus aseptic revision total knee arthroplasty. J Arthroplasty 15(8):990-993) до 12% при ревизионном эндопротезировании (Emerson RH, Jr, Muncie M, Tarbox TR et al (2002) Comparison of a static with a mobile spacer in total knee infection. Clin Orthop Relat Res (404): 132-138). При возникшей глубокой периэндопротезной инфекции современный алгоритм лечения заключается в двухэтапном ревизионном эндопротезировании коленного сустава (Durbhakula SM, Czajka J, Fuchs MD et al (2004) Antibiotic-loaded articulating cement spacer in the 2-stage exchange of infected total knee arthroplasty. J Arthroplasty 19(6):768-774). Однако, при рецидивирующем характере инфекции, отсутствии чувствительности патогена или неготовности пациента к прохождению длительной антибактериальной химиотерапии восстановление опороспособности конечности превалирует над сохранением ее артикулирующих свойств, в связи с чем артродезирование коленного сустава становится единственно возможным методом лечения (Фиг. 1, где 1 - обширная рана передней поверхности коленного сустава; 2 - выстоящий в рану бедренный компонент эндопротеза; 3 - дефект собственной связки надколенника). Методика и техника артродеза коленного сустава в условиях гнойного артрита и остеомиелита сочленяющихся поверхностей большеберцовой и бедренной костей остаются недостаточно разработанными.

Известен способ артродезирования коленного сустава, включающий артротомию сустава передним доступом от нижней трети бедра до бугристости большеберцовой кости, извлечение тибиального и бедренного компонентов эндопротеза, удаление остатков хряща, рубцовых и грануляционных тканей, мобилизацию надколенника после пересечения сухожилия четырехглавой мышцы от верхнего полюса надколенника и фиксацию коленного сустава в послеоперационном периоде (Патент №2372042 Способ артродезирования коленного сустава /Шаповал Александр Иванович (RU), Валенцев Геннадий Васильевич (RU), Самарский Алексей Юрьевич, Заявка: 2008130670/14, 25.07.2008 // Опубл. 10.11.2009). В данном способе после удаления компонентов эндопротеза и пересечения сухожилия четырехглавой мышцы бедра у верхнего полюса надколенника производится его мобилизация с последующим перемещением и разворотом в поперечном направлении. Таким образом достигается заполнение свободного пространства между бедренной и большеберцовой костями с целью ликвидации диастаза между суставными поверхностями. Сохранение собственной связки надколенника обеспечивает его кровоснабжение. Недостатками данного способа являются остающийся незаполненный дефект проксимального отдела большеберцовой кости после удаления тибиального компонента эндопротеза и размещение надколенника между суставными поверхностями, что удлиняет сроки лечения и способствует высокому риску рецидива воспаления. Кроме того, использование задней гипсовой лонгеты не создает стабильной фиксации коленного сустава в послеоперационном периоде.

Известен способ артродезирования коленного сустава, при выполнении которого осуществляют артротомию сустава передним доступом от нижней трети бедра до бугристости большеберцовой кости. Удаляют компоненты эндопротеза, рубцовые и грануляционные ткани, проводят удаление остатков хряща и мобилизацию надколенника. После мобилизации надколенник перемещают в полость проксимального отдела большеберцовой кости, образовавшуюся после удаления тибиального компонента эндопротеза. Затем в мыщелках бедренной и большеберцовой костей формируют вертикальный канал. Проводят через канал металлическую пластину. Фиксируют пластину с помощью винтов на диафизарных участках бедренной и большеберцовой костей. Способ обеспечивает купирование гнойно-воспалительного процесса, устранение рецидива воспаления путем устранения образующейся полости, формирование анкилоза и прочную послеоперационную фиксацию коленного сустава. Данный способ обеспечивает стабильную фиксацию костей и замещение полости дефекта проксимального отдела большеберцовой кости с помощью надколенника (Патент №2438610 Способ артродезирования коленного сустава. Зубиков Владимир Сергеевич (RU), Волошин Виктор Порфентьевич (RU), Еремин Анатолий Васильевич (RU) Государственное учреждение Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского (ГУ МОНИКИ им М.Ф. Владимирского) МПК А61В 17/56 (2006.01). Однако, в условиях продолжающейся гнойной инфекции применение накостного внутриочагового остеосинтеза противопоказано, а использование массивных некровоснабжаемых костных аутотрансплантатов, оставляемых в глубоких слоях раны, увеличивает риск рецидива раневой инфекции в послеоперационном периоде. Кроме того, в ожидании костного сращения и компенсаторной перестройки трансплантата, способного выдержать нагрузку веса тела при ходьбе, больные вынуждены многие месяцы пользоваться защитными съемными туторами, что затягивает процесс социально-трудовой реабилитации пациентов.

Известен способ восстановления опороспособности нижней конечности при дефектах костей, образующих коленный сустав, и невозможности сохранения эндопротеза коленного сустава в условиях раневой инфекции. Проводят резекцию дистального отдела бедренной и проксимального отдела большеберцовой костей. Производят остеотомию малоберцовой кости на двух уровнях. Мобилизуют фрагмент кости на сосудистом пучке. Трансплантат из малоберцовой кости ротируют на 180 градусов, проводят под передней группой мышц голени, вводят концы трансплантата в подготовленное костное ложе бедренной и большеберцовой костей. Способ позволяет обеспечить восстановление опороспособности конечности, артродез коленного сустава, достижение сращения костей и адаптационной перестройки трансплантата в очаге хронической инфекции в условиях надежного кровоснабжения (патент №2285502 МПК A61F 2/30 (2006.01) Способ восстановления опороспособности нижней конечности после удаления эндопротеза коленного сустава в условиях раневой инфекции / Козлов Илья Владимирович (RU), Родоманова Любовь Анатольевна (RU), Жемаев Михаил Валерьевич (RU), Разоренов Вадим Леонидович (RU), Крук Николай Николаевич (RU) // Федеральное государственное учреждение "Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"). Однако, при достижении сращения между бедренной и большеберцовой костью с помощью предлагаемого трансплантата не учитывается воздействие на бактериальную микрофлору, колонизирующую периэндопротезные костные структуры, что может привести к рецидиву инфекционного процесса. Кроме того, наряду с длительной фиксацией конечности в аппарате внешней фиксации, требуется определенное время до окончательной адаптационной перестройки малоберцовой кости, и пациенты вынуждены длительно пользоваться съемным ортезом.

Существует ряд интрамедуллярных устройств для артродеза коленного сустава, одной из которых является система Osteobridge, представляющая собой модульную конструкцию, состоящую из бедренного и тибиального гвоздей, связанных между собой полым фиксирующим устройством (US Patent No 8,496,711). Артродез осуществляется следующим образом: после санирующей резекции сочленяющихся структур большеберцовой и бедренной костей производится вскрытие и рассверливание костномозговых каналов бедренной и большеберцовой костей под соответствующий размер интрамедуллярных компонентов, Компоненты устанавливаются в костномозговые каналы и затем связываются между собой регулируемым полым фиксирующим устройством, которое может заполняться в зависимости от поставленных задач либо антибактериальным препаратом, либо костным алло- или аутотрансплантантом. Таким образом осуществляется антибактериальное воздействие в очаге инфекции и стимуляция регенеративных процессов костной ткани в зоне артродеза. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности межфрагментарной компрессии в послеоперационном периоде, что удлиняет сроки анкилозирования.

Известен способ сращения костей коленного сустава при остеомиелитическом поражении, включающий удаление нежизнеспособных тканей, взаимокомпрессию отломков и фиксацию до сращения с помощью компрессионно-дистракционного аппарата, принятый нами за прототип. При этом в ходе компрессии дозированно погружают конец бедренной кости в торцы обеих противолежащих костей голени, а при обработке пораженных суставных концов отсекают и сохраняют проксимальный конец малоберцовой кости, при этом область противостоящих концов костей при их сопоставлении перекрывается отсеченным фрагментом малоберцовой кости и надколенником (Патент №2257173 МПК 7 А61В 17/56 Способ сращения костей коленного сустава при остеомиелитическом поражении / Клюшин Н.М. (RU), Дегтярев В.Е. (RU), Лапынин А.И. (RU) Ельцов Е.А. (RU); Государственное учреждение науки Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова (RU) // Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007.)

Однако этот способ подразумевает дозированную компрессию, что приводит к укорочению конечности. Восстановление необходимой длины конечности выполняют либо на втором этапе лечения, либо непосредственно в ходе сращения. В последнем случае дополнительно к обработке суставных концов выполняют удлиняющую остеотомию костей голени или бедра и формируют регенерат необходимой величины. Таким образом, данный способ занимает значительное время, трудоемок, при его осуществлении выполняются дополнительные травматичные операции, связанные с нарушением целостности костей. Кроме того, данный способ, как и большинство вышеприведенных, не предусматривает антибактериального воздействие на костную инфекцию, а наличие дополнительных операций и нахождение металлофиксаторов - спиц в очаге поражения существенно повышает риск развития рецидивов.

В соответствии с изложенным задачей изобретения является разработка нового способа артродеза коленного сустава в условиях периэндопротезной гнойной инфекции с применением аппарата внешней фиксации и стабилизирующего антибактериального имплантата, обеспечивающего сокращение сроков медицинской реабилитации за счет стойкого пролонгированного санирующего эффекта и минимизации объема резекции пораженной гнойным процессом костной ткани. Обеспечение дополнительной стабильности в области формируемого артродеза осуществляется за счет применения интрамедуллярного армированного антибактериального имплантата, изготавливаемого из полиметилметакрилата (костного цемента) содержащего антибиотик, а необходимая степень поддерживающей компрессии - внеочаговым остеосинтезом аппаратом Илизарова, что позволяет совмещать санирующий и реконструктивно-восстановительный этапы лечения.

Способ осуществляется следующим образом и поясняется фигурами. Из переднего доступа осуществляется артротомия коленного сустава, выделяются и удаляются скомпрометированные компоненты эндопротеза коленного сустава, производится резекция инфицированных костных структур дистального отдела бедренной, проксимального отдела большеберцовой костей и суставной поверхности надколенника (Фиг. 2, где 4 - дистальный метаэпифиз и вскрытый костномозговой канал бедренной кости; 5 - проксимальный эпифиз и костномозговой канал большеберцовой кости; 6 - надколенник). Вскрываются костномозговые каналы большеберцовой и бедренной костей санируются и римируются до одинакового размера под установку интрамедуллярного имплантата. Последний изготавливается интраоперационно из полиметилметкариалата с введением лечебной дозы антибиотика в соответствии с данными о чувствительности выделенного патогена. Интрамедуллярный имплантат представляет собой цилиндр длиной не менее 200 мм и диаметром, соответствующим диаметру последнего римера, которым проводилось рассверливание каналов. В мягкой стадии имплантат армируется металлическим стержнем или пучком спиц (не менее трех) диаметром 1,4 мм. Армированный антибактериальный цементный имплантат вводится в костномозговой канал бедренной кости, а затем после сопоставления резецированных поверхностей бедренной и большеберцовой костей антеградно смещается в костномозговой канал большеберцовой кости, таким образом, чтобы его центр совпадал со щелью коленного сустава (Фиг. 7). Возможно и обратное (ретроградное) введение имплантата - из большеберцовой в бедренную кость (Фиг. 3, где 7 - большеберцовая кость; 8 - интрамедуллярный армированный антибактериальный цементный имплантат; 6 - надколенник; Фиг. 4, где 7 - большеберцовая кость; 9 - бедренная кость; 8 - интрамедуллярный армированный антибактериальный цементный имплантат). После этого дефект переднего отдела бедренной и большеберцовой костей заполняется перемещенным надколенником с фиксацией костными швами (Фиг. 5, где 7 - большеберцовая кость; 6 - надколенник; 10 - костный шов, фиксирующий надколенник). После ушивания раны проводятся по две пары взаимоперекрещивающихся спиц или стержней и монтируется аппарат внешней фиксации, состоящий из двух кольцевых опор, одна из которых располагается на бедре проксимальнее интрамедуллярного импланта, а вторая на голени - дистальнее его, опоры связываются между собой резьбовыми стержнями. Выполняется одномоментная интраоперационная компрессия в зоне коленного сустава, а в послеоперационном периоде осуществляется поддерживающая компрессия (Фиг. 6, где 11 - ушитая рана коленного сустава; 12 - дренаж; 13 - аппарат внешней фиксации). В связи с проведением спиц или стержней аппарата вне зоны нахождения интрамедуллярного антибактериального имплантата, последний не препятствует сближению костных фрагментов. После получения первичного сращения через 6-8 недель проводится демонтаж аппарата, дальнейшая фиксация осуществляется за счет армированного интрамедуллярного цементного имплантата. Преимуществом данного метода является выраженный пролонгированный антибактериальный эффект за счет создания терапевтической дозы антибиотика в очаге инфекции, сочетание повышения стабильности внешнего остеосинтеза в связи с использованием интрамедуллярного армированного имплантата со снижением травматичности из-за минимализации количества внешних фиксирующих элементов (спиц, стержней).

По данной методике в отделении гнойной хирургии Клинического Медико-хирургического Центра г. Омска оперировано 12 пациентов. У всех получен положительный клинический результат в виде одномоментной санации очага хронической костной инфекции и получения анкилоза коленного сустава в функционально-выгодном положении.