Анализ причин осложнений при эндопротезировании локтевого сустава: опыт 622 операций и перспективы разработки имплантатов

Тотальное эндопротезирование локтевого сустава (ТЭЛС) является операцией выбора при лечении пациентов с тяжелыми формами ревматоидного артрита, посттравматическим артрозом и бесперспективными, с точки зрения реконструкции, переломами дистального метаэпифиза плечевой кости, позволяя купировать болевой синдром и восстанавливать управляемую функцию конечности [1, 2, 3]. Традиционно основным показанием к проведению ТЭЛС являлся выраженный ревматоидный артрит со стойкой утратой функции сустава и болевым синдромом. С течением времени, благодаря совершенствованию конструкций протезов и хирургических методов, ТЭЛС стало вариантом лечения тяжёлых оскольчатых переломов дистального отдела плечевой кости у пожилых людей. E. Kholinne et al. в своем метаанализе указывают, что 71,7 % пациентов, которым проводили ТЭЛС, были старше 70 лет [4, 5, 6]. Функциональные и клинические результаты ТЭЛС, а также выживаемость эндопротезов у пациентов после травмы статистически значимо лучше, чем у пациентов, которым данный вид оперативного вмешательства проводили по поводу ревматоидного артрита [5, 7, 8]. Несмотря на более чем полувековую историю развития, частота осложнений и ревизионных вмешательств после ТЭЛС, по данным мировой литературы, достигает 20–40 %, что значительно превышает аналогичные показатели при эндопротезировании тазобедренного и коленного суставов [9, 10, 11, 12, 13, 14].

Эволюция конструкций эндопротезов локтевого сустава прошла путь от несвязанных к жесткосвязанным и полусвязанным системам. Жесткосвязанные ( англ .: constrained) имплантаты, обеспечивая максимальную первичную стабильность, не способны противодействовать торсионным и изгибающим силовым изменениям, что приводит к концентрации напряжения на границе «кость-цемент-протез» и, как следствие, к асептическому расшатыванию. Полусвязанные ( англ .: semi-constrained) конструкции, обладая некоторой подвижностью в шарнире, призваны снизить эти нагрузки, однако их «ахиллесовой пятой» становится недостаточная механическая прочность самого узла сочленения [15, 16, 17]. При выраженных посттравматических или ревматоидных дефектах дистального отдела плечевой кости, а также при устранении стойких сгибательных контрактур, хирургический этап нередко включает резекцию блока плечевой кости для достижения достаточного объема движений и корректной установки компонентов. Данная манипуляция неизбежно сопровождается изменением точек приложения коллатеральных связок и мышц-стабилизаторов, что потенциально может влиять на биомеханику кистевого хвата. В литературе существуют противоречивые данные о влиянии резекции блока на функциональный исход, — ряд авторов указывает на снижение силы хвата в послеоперационном периоде [18], что может критически ограничивать бытовую активность пациентов. В то же время объективные доказательства клинически значимого нарушения силовых показателей кисти при сохранении интактных сухожильно-мышечных комплексов остаются недостаточными, а методология оценки варьирует между исследованиями.

Несмотря на клиническую значимость силового хвата для качества жизни пациентов, его зависимость от объема костной резекции и типа имплантируемой конструкции изучена недостаточно. В связи с этим анализ структуры осложнений в зависимости от дизайна эндопротеза, а также объективная оценка влияния резекции блока плечевой кости на силовые показатели кисти представляются актуальными задачами современной ортопедии [19, 20, 21, 22, 23].

Цель работы — проанализировать структуру и причины осложнений после ТЭЛС в зависимости от биомеханического дизайна имплантата, а также оценить влияние резекции блока плечевой кости на силовые показатели кисти.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведено ретроспективное нерандомизированное когортное исследование на базе ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна. В период с 2002 по 2025 гг. проанализированы результаты 622 операций первичного и ревизионного ТЭЛС.

В зависимости от биомеханического принципа фиксации имплантированных конструкций пациенты разделены на две группы:

• —    группа жесткосвязанных систем ( n = 404) — эндопротез ЭСИ (Россия), рис. 1, а;

• —    группа полусвязанных систем ( n = 218) — объединённая когорта, включающая:

• •    эндопротезы Zimmer Coonrad – Morrey (Zimmer Biomet, США), рис. 1, б;

• •    Conmet (Россия), рис. 1, в;

• •    Treza (Россия) и Logeeks (Россия), рис. 1, г.

Рис. 1. Эндопротезы локтевого сустава: а — ЭСИ; б — Zimmer Coonrad – Morrey Total Elbow; в — Conmet;

г — Logeeks

Объединение отечественных аналогов (Conmet, Treza, Logeeks) в единую подгруппу обусловлено идентичным конструктивным принципом (наличие варус-вальгусного люфта в шарнирном узле 5–7°) и недостаточной мощностью выборки для проведения попарного статистического сравнения каждой модели ( n < 30 для Conmet, Treza и Logeeks отдельно).

Клинико-демографические характеристики пациентов представлены в таблице 1. Статистический анализ подтвердил сопоставимость групп по полу, возрасту, сроку наблюдения и нозологической структуре ( p > 0,05), что минимизирует влияние ковариат на оценку частоты и характера осложнений.

Таблица 1

Клинико-демографическая характеристика пациентов

Показатель		Все пациенты ( n = 622)		Группа жесткосвязанных систем ( n = 404)		Группа полусвязанных систем ( n = 218)		р
Возраст, лет, Me [Q1; Q3]		61,0 [52; 71]		61,5 [53; 72]		59,0 [50; 69]		0,312
Срок наблюдения, лет, Me [Q1; Q3]		7,2 [4,1;11,5]		9,5 [5,8; 14,2]		4,8 [2,3; 7,9]		0,184
		абс.	%	абс.	%	абс.	%
о С	Мужчины	199	32,0	106	26,2	93	42,7	0,415
	Женщины	423	68,0	298	73,8	125	57,3
а S о ч о СП о X	Посттравматический артроз	280	45,0	179	44,3	101	46,3	0,682
	Ревматоидный артрит	236	38,0	123	30,4	113	51,8
	Острые многооскольчатые переломы дистального отдела плечевой кости	75	12,1	71	17,6	4	1,8
	Другие патологии	31	4,9	31	7,7	0	0,0

Примечание : Me — медиана, [Q1; Q3] — интерквартильный диапазон; p — уровень статистической значимости (критерий Манна – Уитни для количественных признаков, χ ² Пирсона или точный тест Фишера для качественных).

Хирургическая техника и интраоперационный протокол

Все оперативные вмешательства выполняли через стандартный задний доступ с сохранением или рефиксацией сухожилия трёхглавой мышцы плеча [24, 25]. При имплантации жесткосвязанного эндопротеза ЭСИ доступ через сухожилие трицепса с сохранением точки крепления к локтевому отростку обеспечивал достаточную визуализацию для установки и сборки компонентов в ране, что позволяло проводить раннюю функциональную активизацию без дополнительной рефиксации.

Имплантация полусвязанных систем требовала расширения доступа за счёт формирования дополнительных медиального и латерального «окон» для визуального контроля установки цанги и оси шарнирного механизма. При использовании эндопротеза Logeeks в ряде случаев выполняли временное отсечение сухожилия трицепса с последующей трансоссальной рефиксацией и соблюдением щадящего ортопедического режима в раннем послеоперационном периоде.

Тактику ведения локтевого нерва определяли по исходному клиническому статусу. При первичном ТЭЛС локтевой нерв не выделяли для сохранения его васкуляризации и анатомического взаимодействия с окружающими тканями. При ревизионных вмешательствах выполняли декомпрессию путём вскрытия апоневротической мембраны без полной мобилизации. Тотальное выделение локтевого нерва с использованием держалок применяли исключительно при первично диагностированной нейропатии.

Методы диагностики и верификации осложнений

Верификация послеоперационных осложнений базировалась на комплексном анализе клинической картины, стандартной рентгенографии в двух проекциях и мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ). Рентгенологическими критериями асептического расшатывания служили:

• —    прогрессирующие зоны просветления > 2 мм на границе «кость–цемент–имплантат», охватывающие всю зону фиксации компонента;

• —    миграция, проседание или изменение угла наклона компонентов;

• —    перелом или отрыв цементной мантии;

• —    перипротезный остеолиз: локализованные зоны резорбции костной ткани, ассоциированные с реакцией на частицы износа;

• —    перипротезные переломы, являющиеся причиной или следствием нестабильности;

• —    механическое разрушение конструкции (износ вкладыша, поломка оси, диссоциация шарнира).

При выполнении ревизионных вмешательств интраоперационно оценивали:

• —    степень износа полиэтиленового вкладыша;

• —    целостность механизма блокировки шарнира;

• —    стабильность фиксации ножек;

• —    состояние цементной мантии;

• —    характер костного ложа.

Оценка функциональных результатов (динамометрия)

Для объективизации влияния резекции блока плечевой кости на функцию кисти у части пациентов ( n = 80) проводили инструментальную динамометрию. Измеряли силу кистевого хвата (кистевой динамометр) и щипковый хват (щипковый динамометр) на доминантной и недоминантной конечностях. Исследование выполняли до операции и через шесть недель после неё. Выбор указанного срока обусловлен завершением первичного заживления мягких тканей, формированием стабильного рубца и возможностью безопасной функциональной нагрузки.

Этические нормы

Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФГБУ «ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна» Минздрава России (выписка № 014/25 из протокола от 05.09.2025 № 006/25). Все пациенты подписали информированное добровольное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных.

Статистический анализ

Обработка данных выполнена в программной среде SPSS v.26 / R v.4.2. Нормальность распределения количественных признаков оценивали с помощью критерия Шапиро – Уилка. В связи с отсутствием нормального распределения, сравнение независимых выборок проводили непараметрическим критерием Манна – Уитни, для парных измерений (динамика до/после операции) — критерием Уилкоксона. Качественные признаки сравнивали с использованием точного теста Фишера или критерия χ ² Пирсона. Результаты представлены в виде медианы и интерквартильного диапазона [Q1; Q3], абсолютных ( n ) и относительных (%) частот. Статистически значимыми считали различия при уровне значимости p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В общей когорте из 622 выполненных операций ТЭЛС в отдаленном послеоперационном периоде выявлено 44 случая различных осложнений, что составило 7,0 % от общего числа вмешательств. Анализ структуры неблагоприятных исходов продемонстрировал прямую зависимость характера и частоты осложнений от биомеханического принципа имплантированной конструкции.

Характер осложнений в группе жесткосвязанных систем (рис. 2)

В группе пациентов, которым имплантирован эндопротез ЭСИ (n = 404), ревизионные вмешательства потребовались в 29 случаях (7,2 %). Доминирующей причиной неудовлетворительного результата стало асептическое расшатывание компонентов, зафиксированное у 18 пациентов (4,5 %), преимущественно в области плечевого компонента. Биомеханически это обусловлено полной сопряженностью системы, при которой все физиологические торсионные и варус-вальгусные нагрузки передаются непосред- ственно на костно-цементный интерфейс, инициируя перипро-тезный остеолиз и потерю стабильности фиксации (злокачественный остеолиз). Помимо расшатывания, в данной группе отмечены: усталостный перелом металлической оси шарнира (n = 3; 0,7 %); пери-протезная инфекция глубоких тканей (n = 3; 0,7 %); нейропатия локтевого нерва (n = 3; 0,7 %); пе-рипротезный перелом (n = 1; 0,2 %). Случаев вывиха или диссоциации шарнира не зарегистрировано, что подтверждает высокую первичную стабильность жесткосвязанной конструкции, однако ценой этого является повышенный риск асептической нестабильности.

Рис. 2. Рентгенограммы локтевого сустава, осложнения эндопротеза ЭСИ: а — злокачественный остеолиз; б — разрушение шарнирного узла

Характер осложнений в группе полусвязан-ных систем (рис. 3)

Рис. 3. Разрушение шарнирного узла эндопротеза Zimmer Coonrad – Morrey

В когорте пациентов с полусвязанными имплантатами (Zimmer Coonrad – Morrey, Conmet, Treza, Logeeks; n = 218) зарегистрировано 15 осложнений (6,9 %). Ведущей причиной ревизий ( n = 7; 3,2 %) стала механическая несостоятельность узла сочленения, — критический износ полиэтиленового вкладыша или усталостный перелом фиксирующего механизма, приводящий к диссоциации шарнира. Асептическое расшатывание компонентов выявлено у пяти пациентов (2,3 %). Остальные осложнения включали перипротезную инфекцию ( n = 1; 0,5 %), перипротезный перелом ( n = 1; 0,5 %) и повреждение локтевого нерва ( n = 1;

0,5 %). В когорте отечественных полусвязанных эндопротезов (Conmet, Treza, Logeeks; n < 10) зафиксированы один случай асептического расшатывания и два случая разрушения шарнирного механизма.

Частота осложнений в группе Zimmer Coonrad – Morrey соответствовала общемировым показателям для данной конструкции. Точные абсолютные и относительные значения по каждому типу осложнения представлены в таблице 2.

Таблица 2

Осложнения в группе Zimmer Coonrad – Morrey

Тип осложнения	ЭСИ		Coonrad – Morrey		Conmet / Trez / Logeeksa		Всего
	абс.	%	абс.	%	абс.	%	абс.	%
Асептическое расшатывание	18	4,5	4	1,8	1	0,4	23	3,7
Разрушение / износ замка	3	0,7	5	2,3	2	0,8	10	1,6
Перипротезная инфекция	3	0,7	0	0,4	0	0,0	3	0,5
Перипротезный перелом	3	0,7	1	0,4	0	0,0	4	0,6
Нейропатия локтевого нерва	1	0,3	1	0,4	0	0,0	2	0,3
Реинсерция сухожилия трицепса	1	0,3	0	0,0	1	0,4	2	0,3

Примечание : данные представлены в формате n (% от группы). Объединение отечественных систем выполнено ввиду идентичного конструктивного принципа и малой мощности выборки для попарного анализа.

Структурные и биомеханические особенности отдаленного периода

При анализе отдаленных результатов в группе полусвязанных систем выявлена тенденция к изменению нативной механической оси конечности. У части пациентов сформировалась статическая варусная деформация локтевого сустава по типу «ружейного приклада» (англ.: gunstock deformity), что связано с особенностями балансировки связочного аппарата и конструктивной геометрией плечевого компонента (рис. 4). Конструкционная особенность замка полусвязанного эндопротеза создает ощущение «падения» предплечья, связанное с люфтом шарнирного соединения. Отдельного внимания заслуживает проблема гетеротопической оссификации (ГО). В подгруппе из 10 пациентов, которым при имплантации жесткосвязанного эндопротеза ЭСИ были сохранены надмыщелки плечевой кости, во всех случаях (100 %) в послеоперационном периоде развились гетеротопические оссификаты в проекции шарнирного механизма. Рентгенологический и клинический контроль подтвердили, что эктопическое костеобразование приводило к существенному ограничению амплитуды движений в локтевом суставе, требующему в ряде случаев хирургической коррекции (рис. 5).

Рис. 4. Варусная деформация лок- Рис. 5. Гетеротопическая оссификация вокруг замка эндопротеза тевого сустава: фотография паци- ЭСИ ента после ТЭЛС

Оценка функционального состояния кисти (динамометрия)

Для объективной оценки влияния резекции дистального блока плечевой кости на функцию верхней конечности проведено инструментальное динамометрическое обследование подгруппы из 80 пациентов (первичное и ревизионное ТЭЛС с подтвержденным дефектом блока). Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты проведения динамометрии и щипкового хвата

Показатель	До операции	Через 6 недель после операции	Величина эффекта	Критерий Вилкоксона, p -уровень
	МЕД [Q1; Q3]		ПСЕВДО МЕД [95 %ДИ]
Динамометрия правой кисти ( n = 80, 100 %)	38,5 [25; 50]	38,5 [25; 52,5]	–1 [–1; –0,5]	0,152
Щипковый хват справа ( n = 79, 99 %)	9 [7,25; 10,75]	10 [7; 11,75]	–0,25 [–0,25; –0,25]	0,009*
Динамометрия левой кисти ( n = 78, 98 %)	39,5 [20,5; 53,75]	40 [24,25; 53]	–0,5 [–0,5; –0,5]	0,187
Щипковый хват слева ( n = 77, 96 %)	9 [7; 11]	9 [7,4; 11]	0 [0; 0]	0,290

* p < 0,05.

При анализе проведенной динамометрии в динамике (при сравнении показателей предоперационного периода и через шесть недель после операции) отмечено сохранение уровня динамометрии правой и левой кисти и щипкового хвата слева. Показатели щипкового хвата справа после операции статистически значимо различаются в сравнении с показателями, зафиксированными до операции.

ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты настоящего исследования подтверждают, что частота и характер осложнений после ТЭЛС находятся в прямой зависимости от биомеханического дизайна имплантата. Общая частота ревизионных вмешательств в нашей когорте составила 7,0 %, что находится на нижней границе диапазонов, приводимых в современной литературе (10–25 %) [7, 10, 26, 27]. Данный показатель может быть обусловлен строгим соблюдением хирургического протокола, централизацией операций в специализированном центре и особенностями отбора пациентов. Тем не менее, анализ структуры неудач выявил фундаментальный биомеханический компромисс между первичной стабильностью и отдаленной долговечностью конструкции [9, 15, 22, 23, 28].

Жесткосвязанные системы и асептическое расшатывание . В группе имплантатов ЭСИ доминирующим осложнением стало асептическое расшатывание плечевого компонента (4,5 %). Биомеханический механизм данного явления хорошо описан в литературе: полная сопряженность шарнира компенсирует патологическую нестабильность, но блокирует физиологическую варус-вальгусную и торсионную подвижности. В результате пиковые нагрузки не амортизируются мягкотканным комплексом, а передаются напрямую на костно-цементный интерфейс. Это инициирует реакцию организма на микрочастицы износа (металл, полиэтилен, цемент), формирование толстой фиброзной мембраны и прогрессию перипротезного остеолиза, что мы объективно верифицировали во время ревизионных оперативных вмешательств. Наши данные полностью согласуются с результатами исследований, указывающих на то, что ригидные конструкции демонстрируют более раннюю рентгенологическую нестабильность, несмотря на отсутствие диссоциаций шарнира [1, 30, 31]. При этом усталостный перелом металлической оси (0,7 %) свидетельствует о запредельных циклических нагрузках, превышающих предел прочности материала в условиях блокированной кинематики [26, 29, 32, 33].

Полусвязанные системы и механическая несостоятельность узла сочленения . В когорте полусвязанных эндопротезов ведущей причиной ревизий (3,1 %) стала усталостная поломка фиксирующего механизма или критический износ полиэтиленового вкладыша с последующей диссоциацией шарнира. Инженерное решение, заложенное в конструкцию Coonrad – Morrey и её аналогов, предполагает наличие заложенного варус-вальгусного люфта (5–7°). Это позволяет перенаправить часть угловых и торсионных нагрузок с костного ложа на узел сочленения, существенно снижая риск раннего асептического расшатывания. Однако шарнирный модуль становится новым «слабым звеном», подверженным циклическим срезывающим и компрессионным воздействиям. Частота разрушения узла в нашей выборке соответствует общемировым показателям для данного типа конструкций [9, 29, 32]. Примечательно, что в отличие от жесткосвязанных систем, при ревизии полусвязанных имплантатов мы редко наблюдали тотальный остеолиз костного ложа. Нестабильность чаще носила местный характер с массивным дебрисом в проекции самого шарнирного узла [1, 30].

Влияние хирургического доступа и гетеротопическая оссификация . Отдельного внимания заслуживает проблема сохранения надмыщелков плечевой кости. В подгруппе из 10 пациентов с сохраненными надмыщелками, которым имплантирован жесткосвязанный эндопротез, во всех случаях развилась гетеротопическая оссификация вокруг шарнира. Это подтверждает данные литературы о том, что сохранение костных выступов создает зоны повышенного трения мягких тканей и локальной ишемии, запуская каскад эктопического костеобразования [25, 34]. Мы полагаем, что при эндопротезировании локтевого сустава целесообразна резекция надмыщелков на уровне локтевой ямки для профилактики гетеротопической оссификации. Конструкцию шарнирного узла необходимо разрабатывать с учетом деликатного отношения к мягких тканям, исключая или минимизируя технически более сложный доступ с формированием дополнительных медиального и латерального «окон» [35, 36, 37, 38].

Функциональный исход: динамометрия и резекция блока плечевой кости . Важным практическим наблюдением стало отсутствие клинически значимого снижения силы кистевого и щипкового хвата после резекции дистального блока плечевой кости. Статистически значимое улучшение щипкового хвата справа ( p = 0,009) на 1,0 кг не превышает минимальную клинически значимую разницу (MCID) и, вероятно, отражает купирование болевого синдрома и послеоперационную реабилитацию, а не биомеханическое изменение. Наши результаты опровергают утверждения о критическом ослаблении хвата после резекции блока [19, 20, 22]. Это объясняется тем, что основная тяга мышц-сгибателей и разгибателей пальцев проходит интактно, а коллатеральные связки, прикрепляющиеся к надмыщелкам, сохраняют свою функцию при правильной балансировке. Данное наблюдение имеет прямое клиническое значение: хирург может выполнять необходимую резекцию для корректной установки компонентов, не опасаясь функциональной инвалидизации кисти.

Перспективы биомеханического дизайна . Анализ собственных данных и результатов ревизионных вмешательств позволяет сформулировать вектор развития имплантатов нового поколения. Во-первых, необходимо учитывать и использовать концепцию «контролируемой аксиальной ротации» в локтевом компоненте, поскольку эндопротез является искусственным шарниром, помещенным в патологически измененные ткани, и не может копировать нативный локтевой сустав. Приоритетным должна стать оптимизация варус-вальгусной подвижности шарнира в пределах 5–7° с усилением узла сопряжения, способного выдерживать циклические срезывающие нагрузки. Во-вторых, плечевой компонент должен учитывать естественные антеверсию и торсию дистального метаэпифиза для минимизации асимметричного контакта цементной мантии. В-третьих, дальнейшая разработка должна быть направлена на создание модульных систем с износостойкими парами трения и улучшенной геометрией ножек, что позволит снизить концентрацию напряжений на границе «имплантат–цемент–кость» и обеспечить сбалансированное перенаправление нагрузок [1, 17, 38, 39, 40].

Таким образом, существующие конструкции ТЭЛС демонстрируют предсказуемый профиль осложнений, напрямую связанный с их биомеханическим дизайном. Оптимизация результатов требует не только совершенствования хирургической техники, но и перехода к имплантатам нового поколения, учитывающим сложную трехмерную кинематику сустава, обеспечивающим сбалансированное перенаправление нагрузок и обладающим усиленной износостойкой шарнирной системой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Общая частота осложнений после тотального эндопротезирования локтевого сустава в изученной когорте составила 7,0 %. Характер и частота неблагоприятных исходов находятся в прямой зависимости от биомеханического принципа фиксации имплантата.

Для жесткосвязанных систем доминирующим механизмом неудачи является асептическое расшатывание компонентов, обусловленное передачей пиковых варус-вальгусных и торсионных нагрузок непосредственно на костно-цементный интерфейс без их физиологической амортизации.

В группе полусвязанных эндопротезов ведущей причиной ревизионных вмешательств стала механическая несостоятельность шарнирного узла и критический износ полиэтиленового вкладыша, что связано с циклическими срезывающими воздействиями на механизм сопряжения. Кроме того, имплантация данных систем сопровождается тенденцией к формированию статической варусной деформации конечности.

Инструментальная динамометрия подтвердила, что необходимая для корректной установки компонентов резекция дистального блока плечевой кости не оказывает клинически значимого влияния на силу кистевого и щипкового хвата. Выявленное статистически значимое улучшение щипкового хвата справа не превышает минимальную клинически значимую разницу и отражает результат послеоперационной реабилитации, а не биомеханическое изменение.

Разработка имплантатов нового поколения должна базироваться на принципах сбалансированного перенаправления нагрузок: оптимизации варус-вальгусной подвижности шарнира в пределах 5–7°, инженерного усиления узла сопряжения и фиксирующих механизмов, а также учета естественной анатомической торсии и версии дистального метаэпифиза плечевой кости.