Эндопротезы коленного сустава с цементной и бесцементной фиксацией

В здоровом коленном суставе кости удерживаются на месте четырьмя связками, что обеспечивает нормальное функционирование сустава. При артрите коленного сустава отмечается повреждение или рубцевание связок. В ходе эндопротезирования коленного сустава проводится замещение связок, а также суставных поверхностей, искусственным эндопротезом (имплантатом). Фиксация эндопротеза на месте осуществляется двумя способами. При цементной фиксации для удержания имплантата используется быстро твердеющий костный цемент на основе полиметилметакрилата. Бесцементная фиксация предполагает врастание костной ткани в поверхность эндопротеза, что обеспечивает его удержание на месте.

Цементная фиксация

Большинство современных эндопротезов коленного сустава фиксируются с помощью цемента. Цементная фиксация очень хорошо себя зарекомендовала, а установленные таким образом эндопротезы могут функционировать более 20 лет. Срок службы и функциональные характеристики имплантатов коленного сустава зависят от ряда факторов, в том числе от уровня активности пациента, его веса и общего состояния здоровья.

Основами действенности цементной фиксации является стабильная связь между поверхностью имплантата и костного цемента, а также прочное механическое взаимодействие между цементом и костной тканью. Компоненты эндопротезов из современных металлических сплавов ломаются редко, однако иногда происходит нарушение связей между имплантатом и костью. За расшатывание эндопротеза отвечают два процесса: механический и биологический.

• Во время движения коленный сустав испытывает существенные нагрузки и давление, которое передается с эндопротеза на подлежащую костную ткань. Поскольку в ходе эндопротезирования коленного сустава проводится полное удаление плотного субхондрального слоя большеберцовой кости, вся нагрузка поглощается мягкой губчатой костью и периферической кортикальной пластинкой. При избыточном давлении, которое действует на кость в течение длительного периода времени, эндопротез начинает погружаться вглубь костной ткани или теряет прочную связь с ней. Кроме этого, определенные сложности возникают при неравномерной нагрузке на коленный сустав во время движения. При этом один край эндопротеза как бы вжимается в кость, в том время как другой его отдел приподнимается над костью, что приводит к неравномерному изнашиванию полиэтиленовой прокладки, расположенной между металлическими компонентами. Подобное изнашивание сопровождается образованием мелких полиэтиленовых частиц-отломков, которые запускают биологический ответ со стороны организма, что вносит свой вклад в дальнейшее расшатывание имплантата. В некоторых случаях отмечается также потеря костной ткани вокруг эндопротеза.
• Микроскопические частицы-отломки поглощаются особыми клетками вокруг сустава, что запускает воспалительные реакции в организме с целью его избавления от чужеродных элементов. Воспаление также сопровождается поглощением и растворением костных элементов вокруг имплантата. Данный процесс носит название остеолиз. Потеря кости продолжается в течение всего изнашивания эндопротеза. По мере размягчения кости нарастает нестабильность сустава. Несмотря на выявленные механизмы несостоятельности эндопротеза, взаимосвязь между костным цементом и костью, как правило, очень прочная и надежная. Цементная фиксация успешно применяется во всех группах пациентов, которым показано тотальное эндопротезирование коленного сустава, в том числе молодым и активным лицам с прогрессирующими дегенеративными заболеваниями суставов.

Бесцементная фиксация

В 1980-х годах были представлены эндопротезы нового дизайна, которые фиксировались непосредственно к кости без использования костного цемента. Данные имплантаты обладают особой поверхностью, которая благоприятствует росту новой костной ткани. Поверхность большинства бесцементных эндопротезов текстурирована или покрыта специальным веществом, что обеспечивает врастание костной ткани в сам имплантат. Для стабилизации имплантата на месте до полноценного врастания кости хирург-ортопед использует штифты или скобки. Поскольку стабильность эндопротеза с бесцементной фиксацией обеспечивается ростом новой костной ткани, реабилитационный период после подобных операций, как правило, длиннее. Бесцементные эндопротезы также эффективно облегчают боли в коленном суставе и помогают восстановить объем движений, как и имплантаты с цементной фиксацией.

Тем не менее, бесцементная фиксация не позволяет полностью решить проблему износа имплантата и остеолиза. Во всех эндопротезах коленного сустава металлический компонент (как правило, из сплавов на основе титана или кобальта/хрома) движется относительно ультравысокомолекулярного полиэтилена. Несмотря на то, что поверхность металла тщательно отполирована, а полиэтилен специально обработан для предотвращения изнашивания, нагрузки и давление на коленный сустав при движении способствует образованию микроскопических частиц-отломков. Данные элементы способны запускать воспалительные реакции, что приводит к остеолизу.

Поскольку бесцементные имплантаты применяются не так давно, как эндопротезы с цементной фиксацией, сравнение долгосрочных результатов их использования пока невозможно. Тем не менее, клинические исследования краткосрочных результатов применения показали, что бесцементные эндопротезы вполне эффективны.

Гибридная (комбинированная) фиксация

При тотальном эндопротезировании коленного сустава с гибридной фиксацией бедренный компонент устанавливается бесцементно, тогда как большеберцовый и надколенниковый компоненты фиксируются с помощью цемента. Подобная техника впервые была использована в начале 80-х годов ХХ века, а поэтому полные результаты долгосрочного применения подобных эндопротезов пока недоступны. Однако, в целом имплантаты с гибридной фиксацией зарекомендовали себя хорошо.

Результаты использования эндопротезов коленного сустава с различными типами фиксации

Эндопротезирование коленного сустава с использованием имплантатов любого типа фиксации очень эффективно облегчает боль и восстанавливает движение в нижних конечностях. Тем не менее, трудности при использовании эндопротезов, такие как изнашивание и образование частиц-отломков, могут, в конечном итоге, потребовать проведения повторной (ревизионной) операции по замене одной или более частей имплантата коленного сустава.