Reconstruction of the ligamentous-tendinous complex of the knee joint, ensuring its varus stability

Vladimir V. Khominets; Хоминец Владимир Васильевич; Aleksey L. Kudyashev; Кудяшев Алексей Леонидович; Ivan V. Gaivoronskiy; Гайворонский Иван Васильевич; Ivan S. Bazarov; Базаров Иван Сергеевич; Aleksey S. Grankin; Гранкин Алексей Сергеевич; Aleksey  A. Semenov; Семенов Алексей Анатольевич; Dmitri A. Konokotin; Конокотин Дмитрий Александрович

doi:10.17816/brmma87931

Reconstruction of the ligamentous-tendinous complex of the knee joint, ensuring its varus stability

Authors: Khominets V.V.¹, Kudyashev A.L.¹, Gaivoronskiy I.V.¹, Bazarov I.S.¹, Grankin A.S.¹, Semenov A.A.¹, Konokotin D.A.¹
Affiliations:
1. Military medical academy of S.M. Kirov
Issue: Vol 24, No 1 (2022)
Pages: 61-68
Section: Research paper
URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/87931
DOI: https://doi.org/10.17816/brmma87931
ID: 87931

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

А new technique for anatomical reconstruction of the ligament–tendon complex of the knee joint, which restores its varus stability, in patients with multiligament injury is substantiated. The technical feasibility, safety, and effectiveness of the proposed technique were evaluated in an anatomical experiment. The study was performed on eight lower extremities of four unfixed corpses. After simulating the varus instability of the knee joint, the plasty of the ligament–tendon complex providing the varus stability of the knee joint was performed according to the proposed technique. The essence of the proposed technique is the simultaneous restoration of the peroneal collateral ligament, popliteal tendon, and popliteal–peroneal ligament using a single autograft of a semitendinosus muscle. After simulating the surgical procedure on anatomical specimens, the varus stability of the knee joint was evaluated based on the results of functional radiography. The safety of the experimental procedure was evaluated based on the results of the applied morphometric study of the distance from the reconstructed elements of the posterolateral corner of the knee joint to the popliteal artery and the common peroneal nerve in the 90-degree flexion position in the knee joint. Accordingly, the formed bone tunnels for a single autograft were located at a safe distance from the elements of the neurovascular bundle of the popliteal fossa. The technical possibility of reconstruction of the collateral peroneal ligament, popliteal tendon, and popliteal–peroneal ligament according to the proposed technique. After simulating the reconstruction of elements of the posterolateral corner of the knee joint, varus stability was objectified by a series of functional X-ray studies of the anatomical specimens. The results indicate the technical feasibility, effectiveness, and relative safety of the proposed method of reconstruction of the ligament–tendon complex of the posterolateral corner of the knee joint providing the varus stability of the knee joint in patients with multiligament injury.

Keywords

knee joint, ligamentous complex, ligament plasty, varus stability, posterolateral corner of the knee joint, peroneal collateral ligament, multiligament injury, popliteal–peroneal ligament, popliteal tendon

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Травмы коленного сустава являются наиболее частой ортопедической патологией, достигая 70% от всех повреждений костно-мышечной системы [1, 2]. Причиной этого являются анатомические особенности коленного сустава — это самое большое и функционально сложное сочленение организма [3].

Для функционирования коленного сустава важное значение имеют анатомические структуры, обеспечивающие стабильность взаимоотношений суставных поверхностей при физиологических нагрузках и возможность движений [4]. Результаты современных исследований свидетельствуют о важной роли в обеспечении варусной стабильности коленного сустава анатомических образований, дополняющих функцию малоберцовой коллатеральной связки, локализующихся в так называемом задне-латеральном углу коленного сустава [4–9].

Техника реконструкции крестообразных связок в настоящее время не вызывает серьезных дискуссий среди травматологов-ортопедов, занимающихся артроскопической хирургией коленного сустава, и широко представлена в различных публикациях [10, 11]. Напротив, подходы к оперативному восстановлению малоберцовой коллатеральной связки и других латеральных стабилизаторов коленного сустава, особенно при его травме, сочетающейся с разрывом крестообразных связок, в настоящее время не имеют единого универсального решения [12, 13]. Вопросы реконструктивной хирургии малоберцовой коллатеральной связки, сухожилия подколенной мышцы и подколенно-малоберцовой связки в специальной литературе именуются «темной стороной коленного сустава».

В этой связи экспериментальное обоснование способа реконструкции малоберцовой коллатеральной связки, сухожилия подколенной мышцы и подколенно-малоберцовой связки, а также применение полученных результатов в клинической практике представляют большой практический интерес.

Цель исследования — разработка нового способа анатомической реконструкции связочно-сухожильного комплекса коленного сустава для восстановления варусной стабильности у пациентов с множественной травмой связочного аппарата и оценка в условиях анатомического эксперимента его технической выполнимости, безопасности и эффективности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование выполнено на кафедре нормальной анатомии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова на 8 нижних конечностях 4 нефиксированных трупов людей. Все препараты были без выраженных признаков патологических изменений суставных поверхностей дегенеративного или диспластического характера, а также без повреждений основных и вспомогательных элементов коленного сустава. Нестабильность коленного сустава моделировали путем пересечения малоберцовой коллатеральной связки, сухожилия подколенной мышцы и подколенно-малоберцовой связки, создавая варусную нестабильность коленного сустава, затем проводили экспериментальную реконструкцию анатомических структур его заднелатерального угла аутотрансплантатом из сухожилия полусухожильной мышцы по разработанной нами методике (патент РФ № 2735997) [14] (рис. 1). Предварительно предложенную технику операции отработали на 3 полимерно-бальзамированных костно-связочных препаратах коленного сустава.

Рис. 1. Схема предлагаемой реконструкции сухожилия подколенной мышцы, подколенно-малоберцовой связки и малоберцовой коллатеральной связки: 1 — трансплантат малоберцовой коллатеральной связки; 2 — трансплантат сухожилия подколенной мышцы; 3 — трансплантат подколенно-малоберцовой связки; 4 — система затягивающейся подвешивающей накостной фиксации трансплантата

После окончания экспериментальной операции при помощи специально разработанного устройства (патент РФ № 197909) [15] выполняли функциональную рентгенографию, которая позволяла убедиться в достижении варусной стабильности коленного сустава. В дальнейшем производили препарирование с целью выявления возможного повреждения общего малоберцового нерва и подколенной артерии с сопутствующими венами. При этом оценивали удаленность реконструированных малоберцовой коллатеральной связки и сухожилия подколенной мышцы от сосудов и нервов в положении сгибания в коленном суставе до угла 90°.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

После моделирования варусной нестабильности коленного сустава выполняли анатомическую реконструкцию основных стабилизирующих структур заднелатерального угла коленного сустава по разработанной нами методике. Для этого по направителю формировали канал в головке малоберцовой кости в направлении спереди назад и снаружи внутрь, при этом точка рассверливания была смещена на 5–6 мм медиальнее и дистальнее относительно места прикрепления малоберцовой коллатеральной связки, а зона задневерхнего рассверливания была смещена на 5–6 мм латеральнее и дистальнее относительно места прикрепления подколенно-малоберцовой связки. Смещение точек рассверливания относительно зон анатомической фиксации связок позволяло формировать канал диаметром до 6–7 мм и снижало риск получения перелома головки малоберцовой кости (рис. 2).

Рис. 2. Формирование канала в головке малоберцовой кости

Во вторую очередь при помощи специального направителя и ретроградного сверла в проксимальном метаэпифизе большеберцовой кости в направлении спереди назад формировали сквозной канал с двойным диаметром, при этом задняя часть канала на протяжении 30–35 мм имела диаметр 9 мм (диаметр мог варьировать от 8 до 10 мм в зависимости от толщины сухожилия), а размер передней части канала составлял 3,5 мм (рис. 3).

Рис. 3. Формирование слепого канала в проксимальном метаэпифизе большеберцовой кости при помощи сверла с изменяемым диаметром: а — установка направителя; b — формирование канала с двойным диаметром

Третьим этапом в наружном мыщелке бедренной кости при помощи канюлированного сверла диаметром 6–7 мм по предварительно установленным спицам Киршнера в месте крепления нативных малоберцовой коллатеральной связки и сухожилия подколенной мышцы формировали два параллельных слепых канала длиной 30 мм (рис. 4).

Рис. 4. Формирование каналов в латеральном мыщелке бедренной кости: a — направитель для формирования каналов; b — проведенные спицы Киршнера в местах проксимального прикрепления нативных малоберцовой коллатеральной связки и сухожилия подколенной мышцы

Далее в сформированные костные каналы последовательно проводили аутотрансплантат сухожилия полусухожильной мышцы, забранный при помощи артроскопического стриппера по стандартной методике с той же конечности. Длина приготовленного аутотрансплантата сухожилия полусухожильной мышцы была 220 мм (при возможной максимальной длине забранных трансплантатов 260–270 мм), для усиления прочности аутотрансплантат армировался при помощи нерассасывающегося шовного материала 2/0 обвивным швом. Фиксацию трансплантата в каналах бедренной кости выполняли при помощи интерферентных винтов, после чего натяжение трансплантата задавали при помощи затягивающейся подвешивающей накостной системы фиксации трансплантата (рис. 5).

Рис. 5. Натяжение трансплантата заднелатерального угла при помощи динамической системы накортикальной фиксации связки: a — проведение трансплантата в динамической затягивающейся петле системы накортикальной фиксации; b — окончательная фиксация трансплантата интерферентными винтами и затягивающейся системой накостной фиксации

Полученные результаты убедительно свидетельствуют, что при условии соблюдения разработанной техники пластики малоберцовой коллатеральной связки, сухожилия подколенной мышцы и подколенно-малоберцовой связки общий малоберцовый нерв и расположенные рядом с ним сосуды находятся на безопасном расстоянии от области хирургических манипуляций и защищены от повреждения (рис. 6).

Рис. 6. Препарат коленного сустава с выполненной реконструкцией сухожилия подколенной мышцы, подколенно-малоберцовой связки и малоберцовой коллатеральной связки: 1 — расстояние между трансплантатом малоберцовой коллатеральной связки и общим малоберцовым нервом; 2 — расстояние между трансплантатом малоберцовой коллатеральной связки и подколенной артерией; 3 — расстояние между трансплантатом подколенно-малоберцовой связки и общим малоберцовым нервом; 4 — расстояние между трансплантатом подколенно-малоберцовой связки и подколенной артерией; 5 — расстояние между трансплантатом сухожилия подколенной мышцы и общим малоберцовым нервом; 6 — расстояние между трансплантатом сухожилия подколенной мышцы и подколенной артерией

Среднее расстояние от общего малоберцового нерва до реконструированной малоберцовой коллатеральной связки составило 46,3 ± 4,3 мм; от подколенной артерии до реконструированной малоберцовой коллатеральной связки — 57,6 ± 4,2 мм; от общего малоберцового нерва до реконструированной подколенно-малоберцовой связки — 13,1 ± 3,1 мм; от подколенной артерии до реконструированной подколенно-малоберцовой связки — 24 ± 5,6 мм; от общего малоберцового нерва до реконструированного сухожилия подколенной мышцы — 14,8 ± 3,1 мм; от подколенной артерии до реконструированного сухожилия подколенной мышцы — 24,7 ± 4,6 мм. Разработанная техника позволяет не только индивидуально подобрать длину и место фиксации аутотрансплантата, но и восстановить все анатомические структуры связочно-сухожильного комплекса коленного сустава, обеспечивающего его варусную стабильность. Последние обеспечивают сохранение его стабильности во всех точках амплитуды движений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование позволило обосновать техническую возможность и безопасность выполнения разработанного способа пластики анатомических структур — латеральных стабилизаторов коленного сустава. Использование всего одного сухожильного аутотрансплантата для реконструкции трех основных элементов заднелатерального угла коленного сустава — малоберцовой коллатеральной связки, сухожилия подколенной мышцы и подколенно-малоберцовой связки позволяет в сравнении с оригинальной методикой LaPrade уменьшить травматичность операции и отказаться от использования аллотрансплантатов. Безопасность операции была подтверждена анатомическим исследованием, показавшим, что при соблюдении разработанной техники реконструкции общий малоберцовый нерв и подколенная артерия всегда находятся на достаточном расстоянии от сухожильного аутотрансплантата. Результаты исследования позволили получить новые важные сведения о взаимоотношениях малоберцовой коллатеральной связки, сухожилия подколенной мышцы и подколенно-малоберцовой связки с общим малоберцовым нервом и подколенным сосудисто-нервным пучком, свидетельствующие об их достаточном удалении от реконструированных структур. Полученные результаты подтверждают техническую возможность и безопасность выполнения разработанного в анатомическом эксперименте способа реконструкции связочно-сухожильного комплекса коленного сустава, обеспечивающего его варусную стабильность. Техническая сложность выполнения операций рассматриваемого типа определяются, в первую очередь, опасностью повреждения общего малоберцового нерва и подколенной артерии [16–19]. Практическое применение разработанного способа пластики позволяет достичь восстановления основных анатомических образований, описанных в литературе как заднелатеральный угол коленного сустава. Сравнение эффективности предлагаемого способа пластики и традиционных подходов к реконструкции связочно-сухожильного комплекса коленного сустава, обеспечивающего его варусную стабильность, должны стать предметом дальнейших научных исследований в этом направлении и позволят уточнить показания к его использованию в клинической практике.

About the authors