The use of an individual acetabular component for acetabular defect: a clinical case

Hovakim A.  Aleksanyan; Алексанян Оваким Аргамович; Hamlet A.  Chragyan; Чрагян Гамлет Ашотович; Sergey V.  Kagramanov; Каграманов Сергей Владимирович; Ruslan A.  Khanmuradov; Ханмурадов Руслан Агамуратович; Nikolay V.  Zagorodniy; Загородний Николай Васильевич

doi:10.17816/vto159380

Применение индивидуального вертлужного компонента при дефекте вертлужной впадины: клинический случай

Авторы: Алексанян О.А.¹, Чрагян Г.А.¹, Каграманов С.В.¹, Ханмурадов Р.А.¹, Загородний Н.В.¹
Учреждения:
1. Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова
Выпуск: Том 30, № 2 (2023)
Страницы: 209-217
Раздел: Клинические случаи
URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/159380
DOI: https://doi.org/10.17816/vto159380
ID: 159380

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Введение. Число тотальных замещений тазобедренного сустава растёт с каждым годом. Чаще встречаются дефекты вертлужной впадины, при этом дефекты типа IIIА по Paprosky и выше становятся всё более распространёнными. В последние годы для реконструкции тяжёлых дефектов применяются индивидуальные конструкции, созданные с помощью 3D-печати. На этом клиническом примере показана возможность лечения пациентки с тяжёлым дефектом вертлужной впадины путём проведения одноэтапного ревизионного эндопротезирования с использованием индивидуальной конструкции.

Описание клинического случая. Пациентке 69 лет по поводу коксартроза в 2010 г. выполнено первичное тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава эндопротезом компании Biomet. В 2011 г. — слева эндопротезом фирмы Zimmer. В 2013 г. — ревизионное эндопротезирование правого тазобедренного сустава по поводу нестабильности. В послеоперационном периоде отмечались неоднократные вывихи с последующими закрытыми вправлениями. В 2015 г. по поводу рецидивирующего вывиха выполнено ревизионное эндопротезирование с установкой антипротрузионного кольца Бурх–Шнайдера. В ноябре 2017 г. выявлена нестабильность тотального эндопротеза правого тазобедренного сустава, по поводу чего выполнено ревизионное эндопротезирование с применением индивидуального вертлужного компонента.

Показатель HHS до ревизионного эндопротезирования составил 18 баллов, через 1 мес после операции — 75 баллов, через 3 мес — 65, через 6 мес — 82, через 4 года — 74. Качество жизни оценивали по шкале WOMAC: до операции — 92 балла, через 1 мес после операции — 38 баллов, через 3 мес — 31, через 6 мес — 15, через 4 года — 35 баллов. На момент последней консультации пациентка передвигается с тростью, сохраняется хромота, связанная с рубцовой перестройкой и атрофией ягодичных мышц.

Заключение. При выраженных дефектах вертлужной впадины применение индивидуальных компонентов позволяет достичь надёжной фиксации «имплантат–кость», что приводит к улучшению функциональных результатов. Однако при хроническом нарушении целостности тазовой кости применение индивидуального вертлужного компонента не всегда позволяет достичь надёжной стабилизации. Все существующие методы для решения данной проблемы на сегодняшний день являются неоднозначными и требуют дальнейшего усовершенствования.

Ключевые слова

тазобедренный сустав, ревизионное эндопротезирование, индивидуальная конструкция

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Число тотальных замещений тазобедренного сустава растёт с каждым годом, при этом ожидается, что в ближайшие 10 лет количество ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава увеличится почти вдвое [1]. При ревизионном эндопротезировании хирург чаще сталкивается с дефектами вертлужной впадины, при этом дефекты типа IIIА по Paprosky и выше становятся всё более распространёнными. Так, по данным M.J. Christie и соавт., такие дефекты составляют 14% ревизионных случаев [2]. Технологии создания индивидуальных вертлужных компонентов неуклонно развиваются с конца 70-х годов и в настоящее время включают компьютерный дизайн и 3D-печать имплантатов с помощью технологии аддитивного производства [3]. Ранее 3D-печать использовалась только для создания моделей таза или имплантата, а окончательный имплантат изготавливался из кованого титана методом фрезерования.

На клиническом примере мы хотели показать возможность лечения пациентки с тяжёлым дефектом вертлужной впадины путём проведения одноэтапного ревизионного эндопротезирования с использованием индивидуальной конструкции.

КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ

Пациентке 69 лет по поводу правостороннего кокс-артроза в 2010 г. выполнено первичное тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава эндопротезом компании Biomet. В 2011 г. по поводу левостороннего коксартроза выполнена аналогичная операция слева эндопротезом компании Zimmer. В 2012 г. появились и стали прогрессировать боли в области правого тазобедренного сустава. В 2013 г. по поводу нестабильности вертлужного компонента выполнено ревизионное эндопротезирование правого тазобедренного сустава. В послеоперационном периоде больная отмечает неоднократные вывихи головки эндопротеза правого тазобедренного сустава с последующими закрытыми вправлениями. В 2015 г. по поводу рецидивирующего вывиха головки эндопротеза правого тазобедренного сустава выполнено ревизионное эндопротезирование с установкой антипротрузионного кольца Бурх–Шнайдера. Через полтора года после операции боли в оперированном суставе возобновились. В ноябре 2017 г. пациентка поступила в отделение эндопротезирования ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова» МЗ РФ. Оценка функции правого тазобедренного сустава по шкале HHS (англ. Harris Hip Scale) составила 18 баллов, выраженности болевого синдрома по визуально-аналоговой шкале (ВАШ) — 74 балла (для более точной оценки измерения по шкале проводились в миллиметрах), социальной адаптации пациента по шкале WOMAC (англ. Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index) — 92 балла. Выполнена рентгенограмма костей таза в прямой проекции (рис. 1).

Рис. 1. Дооперационная рентгенограмма пациентки 69 лет: дефект вертлужной впадины типа IIIB по классификации W.G. Paprosky.

Fig. 1. Preoperative radiograph of a 69-year-old patient: type IIIB acetabular defect according to W.G. Paprosky.

Для более детальной визуализации дефекта костей, образующих вертлужную впадину, выполнена мультиспиральная компьютерная томография с 3D-реконструкцией (рис. 2).

Рис. 2. 3D-реконструкция правой вертлужной впадины посредством визуализации с применением мультиспиральной компьютерной томографии.

Fig. 2. 3D reconstruction of the right acetabulum by imaging using multislice computed tomography.

Учитывая выраженность дефекта вертлужной впадины и крайнюю сложность реконструкции с применением стандартных компонентов, принято решение об использовании индивидуального вертлужного компонента. Совместно с инженерами компании «Эндопринт» разработана 3D-модель имплантата в соответствии с костным дефектом вертлужной впадины (рис. 3).

Рис. 3. 3D-модель имплантата: a — пористая часть имплантата, которая восполняет структуру костного дефекта; b — полусферическая часть эндопротеза с отверстиями под винты; c — направление винтов с учётом плотности костной ткани.

Fig. 3. 3D model of the implant: a — the porous part of the implant, which fills the structure of the bone defect; b — hemispherical part of the endoprosthesis with holes for screws; c — the direction of the screws, taking into account the density of the bone tissue.

После согласования окончательной цифровой модели имплантата выполнена печать на 3D-принтере (рис. 4).

Рис. 4. Этап предоперационной подготовки: а — окончательная пластиковая модель таза; b — готовый имплантат; c — сопоставление готового имплантата с пластиковой моделью таза.

Fig. 4. 3D model of the implant: a — the porous part of the implant, which fills the structure of the bone defect; b — hemispherical part of the endoprosthesis with holes for screws; c — the direction of the screws, taking into account the density of the bone tissue.

После стерилизации имплантата посредством автоклавирования выполнена его установка (рис. 5).

Рис. 5. Этап установки имплантата.

Fig. 5. Stage of implant placement.

Оценка положения имплантата проводилась на послеоперационных рентгенограммах (рис. 6).

Рис. 6. Послеоперационный контрольный рентген.

Fig. 6. Postoperative control X-ray.

В послеоперационном периоде пациентка получала симптоматическую, антикоагулянтную, антибактериальную терапию, реабилитационное лечение, рана зажила первичным натяжением. На 7-е сутки после операции пациентка выписана.

Через 3 месяца после операции пациентка пришла на контрольный осмотр. На рентгенограммах определяется миграция седалищной и лонной костей от фланцев конструкции (рис. 7).

Рис. 7. Послеоперационный контрольный рентген через 3 месяца.

Fig. 7. Postoperative control X-ray after 3 months.

У пациентки сохранялся болевой синдром в области оперированного сустава, который по ВАШ соответствовал 28 баллам (мм). Оценка функции тазобедренного сустава по шкале HHS составила 75 баллов. Оценка социальной адаптации по шкале WOMAC — 38 баллов. Учитывая клинико-рентгенологическую картину, пациентке была предложена операция в объёме удаления винтов с нижних фланцев и коррекции седалищного фланца индивидуальной конструкции высокоскоростным бором. От предложенной операции пациентка отказалась.

Через 6 месяцев после операции на контрольных рентгенограммах отсутствовала отрицательная динамика. Показатели оценочной шкалы HHS составили 82 балла, WOMAC — 15, ВАШ — 30 баллов (мм). Несмотря на незначительное усиление выраженности болевого синдрома по ВАШ, пациентка отмечала улучшение опороспособности и функциональных результатов оперированной конечности. На последующих контрольных осмотрах (через год после операции и в последующем раз в год) значительных изменений по данным оценочных шкал не отмечено. На момент написания данной статьи после проведения операции прошло более четырёх лет. По данным, полученным через 4 года после операции, на контрольных рентгенограммах отсутствовала отрицательная динамика (рис. 8). Согласно ВАШ, болевой синдром незначительно усилился и соответствует 32 баллам (мм). Оценка функции тазобедренного сустава по шкале HHS соответствовала 74 баллам. Оценка социальной адаптации по шкале WOMAC — 35 баллам.

Рис. 8. Послеоперационный контрольный рентген через 4 года с момента операции.

Fig. 8. Postoperative control X-ray 4 years after the operation.

Пациентка находится под динамическим наблюдением.

ОБСУЖДЕНИЕ

Потребность в ревизионном эндопротезировании растёт с каждым годом, и ожидается, что в ближайшие 10 лет его частота почти удвоится [1]. Christie и соавт. сообщили, что в их центре за 6-летний период (с 1922 по 1998 г.) дефекты по Paprosky типа IIIA и IIIB составили 14% (78 тазобедренных суставов) от общего числа ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава [2].

Для восстановления тяжёлых костных дефектов вертлужной впадины ранее применялись разные варианты реконструкции, результаты которых были неудовлетворительными, о чём сообщалось в опубликованной литературе. Эндопротезирование тазобедренного сустава с одномоментным восстановлением целостности вертлужной впадины с применением металлостеосинтеза пластиной и винтами привело к ревизии в 47% случаев в сроки от трёх недель до 124 месяцев после операции [4].

В других исследованиях с применением антипротрузионного кольца частота повторных операций составила 29–66% случаев [5–7].

Ещё одним вариантом реконструкции тяжёлых костных дефектов, в том числе нарушения целостности вертлужной впадины, является техника cup-cage. В среднесрочные периоды наблюдения удовлетворительные результаты были получены в 89% случаев [8, 9]. Осложнения включали вывих головки эндопротеза, перипротезную инфекцию и парез малоберцовой порции седалищного нерва [8].

При применении пористых танталовых аугментов за 5-летний срок наблюдения из 58 случаев только в двух потребовалась повторная ревизия из-за асептического расшатывания. В 6 случаях наблюдались рентгенографические признаки прогрессирующего остеолиза костной ткани в третьей зоне DeLee–Charnley. Было отмечено значительное улучшение функции после 5-летнего наблюдения, о чём свидетельствуют показатели тазобедренного сустава по шкале Мейо [10].

Ещё одним вариантом реконструкции больших костных дефектов вертлужной впадины является использование структурных аллотрансплантатов в сочетании с вертлужным компонентом, покрытым танталом. В одном исследовании было отмечено, что у одного из 20 пациентов наблюдалась бессимптомная миграция вертлужного компонента, не требующая ревизии [11]. В другую группу входили 58 пациентов (59 тазобедренных суставов) с дефектами вертлужной впадины типа II и III по классификации Paprosky, у которых для реконструкции применяли костную аллопластику в сочетании с бесцементной чашкой. В этой группе повторная ревизия потребовалась в трёх случаях: двух с дефектами типа IIIB и одном с дефектом типа IIIA. Повторные операции проводились через 4, 7 и 9 лет соответственно из-за асептического расшатывания вертлужного компонента [12]. В группе из 20 пациентов, у которых для реконструкции вертлужной впадины применяли конструкцию с двумя чашками, случаев асептического расшатывания за период наблюдения (2,4 года) не отмечалось. Осложнения включали вывих головки эндопротеза в шести случаях, глубокую инфекцию в четырёх случаях и замедленное заживление ран в трёх случаях [13].

На ранних этапах развития технология 3D-печати позволяла создавать пластиковые модели поражённой стороны таза, которые применялись для изготовления глиняного прототипа имплантата. Полученный прототип подвергался окончательному моделированию, на основании чего из кованого титана изготавливали индивидуальный имплантат с возможностью нанесения на контактирующую поверхность гидроксиапатитового плазменного напыления или пористых покрытий для стимуляции остео-интеграции. Результаты улучшились, но всё ещё были далеки от идеальных: частота неудач варьировала от 7,4 до 35% в течение от 16 месяцев до 7 лет [2, 14–21].

Процесс изготовления современных индивидуальных конструкций включает создание цифровых моделей, которые хирург может корректировать онлайн без необходимости просматривать физическую модель. Это позволяет более широко распространять технологию и сокращает время проектирования. Ранее с момента выполнения компьютерной томографии до установки имплантата проходило от 2 до 3 месяцев [14]. По нашему опыту, сегодня данный промежуток составляет от 3 до 4 недель. Кроме того, весь имплантат вертлужной впадины, включая пористую основу, теперь печатается с использованием технологии аддитивного производства, при которой каждый слой титана сплавляется с помощью электронно-лучевого плавления, что обеспечивает прочность имплантата.

В настоящее время опубликовано минимальное количество статей, демонстрирующих результаты применения современных индивидуальных конструкций. В докладе Хупера, представленном на конференции в 2016 году, приведены многообещающие результаты с меньшим количеством ревизий через два года по сравнению с предыдущими индивидуальными имплантатами. Аналогичные результаты были продемонстрированы в исследовании с группой из девяти пациентов. В данной группе средний срок наблюдения составил 28,8 месяца, а выживаемость имплантатов — 88,8%, повторная ревизия потребовалась в одном случае — у пациента с двусторонним нарушением целостности тазовой кости, что, по мнению авторов, является причиной неудовлетворительного исхода [22]. В ретроспективном исследовании 2018 года со средним периодом наблюдения 38 месяцев у одного из 36 пациентов были рецидивирующие вывихи, у одного — ревизия по поводу глубокой инфекции, у одного — ранняя миграция имплантата, требующая стабилизации, и у двоих были отмечены рентгенологические признаки, свидетельствующие об отсутствии остеоинтеграции. Случаев асептического расшатывания в указанной группе на момент публикации не зарегистрировано [23].

С совершенствованием технологического процесса за рубежом наблюдается рост стоимости индивидуального имплантата. Joshi и соавт. в 2001 г. сообщили, что стоимость изготовления имплантата с применением глиняных моделей составила 5000 долларов США, в то время как в исследовании Taunton и соавт. 2012 г. с применением компьютерных моделей и изготовлением имплантатов из кованого титана стоимость составила 12 500 долларов США. Angela Yao и соавт. в 2021 г. сообщили, что стоимость индивидуального имплантата с применением технологии 3D-печати составила 19 000 австралийских долларов [24]. Наш опыт применения индивидуальных конструкций показал, что с совершенствованием и освоением технологии 3D-печати наблюдается значительное снижение стоимости данных имплантатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выраженных дефектах вертлужной впадины применение индивидуальных компонентов позволяет достичь надёжной фиксации «имплантат–кость», что приводит к улучшению функциональных результатов. Однако при хроническом нарушении целостности тазовой кости применение индивидуального вертлужного компонента не всегда позволяет достичь надёжной стабилизации. Все существующие методы для решения данной проблемы на сегодняшний день являются неоднозначными и требуют дальнейшего усовершенствования.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования и подготовке публикации.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с проведённым исследованием и публикацией настоящей статьи.

Информированное согласие на публикацию. Авторы получили письменное согласие пациентов на публикацию их медицинских данных и фотографий (24.11.2017 г.).

ADDITIONAL INFO

Author contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Consent for publication. The patients gave their written consent (24.11.2017) for publication of their medical data and images.