Анализ регенерации гиалинового хряща коленного сустава после лазерной обработки участков хондропатии различной степени



Хондропатия — это патология, при которой происходит истончение, размягчение и последующее постепенное разрушение суставного хряща. Наличие на поверхности хряща очагов хондропатии считают одним из основных проявлений остеоартроза на его ранних стадиях. [1]

Остеоартроз - болезнь, проявляющееся повреждением суставного хряща, - является одним из наиболее распространённых заболеваний, поражающая до 50 % взрослого трудоспособного населения старше 50 лет; при этом коленный сустав является наиболее распространенной локализацией остеоартроза [2,3,4].

Выделяют первичный гонартроз, развивающийся с возрастом вследствие хронических дегенеративных изменений, и вторичный гонартроз, ассоциированный с травмами различных структур коленного сустава – таких, как мениски или крестообразные связки [5,6,7,8].

При вторичном гонартрозе консервативные методы недостаточно эффективны, и наиболее предпочтительной тактикой является устранение механических причин его возникновения. Однако даже после хирургического лечения наблюдается тенденция к прогрессированию гонартроза [ 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ].

Это обусловливает необходимость включения в алгоритм лечения дополнительных методик, призванных способствовать восстановлению поврежденных участков и тем самым снизить риски развития посттравматического гонартроза. Одной из таких методик является лазерная обработка очагов хондропатии [15].

При артроскопическом вмешательстве на коленном суставе для обработки суставного хряща в очаге хондропатии наиболее часто применяют механические и холодноплазменные методы, однако во время их использования сложно контролировать степень и область воздействия на хрящ, что обусловливает существенные риски повреждения тка- ней, смежных с обрабатываемой областью [ 15, 16, 17, 18 ]. Лазерные методы позволяют дозировать воздействие на ткани и благодаря этому менее травматичны для хряща, окружающего обрабатываемую область, что даёт возможность производить более точные и менее объёмные воздействия [19, 20, 21]. Ранее нами была проведена серия экспериментов на препаратах суставного хряща свиньи и человека. В результате было установлено, что оптимальным лазерным излучением для обработки хряща в среде 0.9% раствора NaCl является сочетанное излучение Л (длина волны) = 0,97 мкм при мощности 3 Вт в сочетании с Л=1,55 мкм, при мощности 5 Вт [22]

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ:

В период с октября 2018 года по январь 2021 года было проведено лечение 35 пациентов с локальными повреждениями хряща коленного сустава.

Критерии включения в исследование:

• 1.    Возраст старше 18 лет

• 2.    Верифицированное клинически и с помощью МРТ повреждение хряща.

• 3.    Верифицированная с помощью МРТ хондропатия I-III степени по классификации ICRS (International Cartilage Repair Society) общей площадью не более 4 см²

• 4.    Готовность и способность пациентов к продуктивному сотрудничеству, выполнению рекомендаций; их информированное согласие на участие в исследовании.

Критерии невключения.

• 1.    Сопутствующие ортопедические нарушения нижних конечностей, влияющие на опороспособность и походку.

• 2.    Ранее выполнение реконструктивные операции на коленном суставе.

• 3.    Неоднократные внутрисуставные инъекции кортикостероидов в анамнезе.

• 4.    Сопутствующие заболевания, являющиеся противопоказаниями к выполнению запланированной операции или полноценному проведению реабилитационного периода.

Характеристика пациентов.

В исследование были включены 35 пациентов в возрасте от 23 до 65 лет (средний возраст 32 ±1.8 лет) с хондропатиями I (A, B), II и III (A,B,C, D) степени по классификации ICRS (International Cartilage Repair Society. Пациенты были разделены на основную группу – 20 человек, которым в ходе операции выполняли лазерную обработку очага хондропатии, и группу сравнения – 15 человек, которым обработку очага хондропатии выполняли традиционными способами (кусачками, артроскопический шейвером и холодноплазменной абляцией) (табл.1)

Таблица 1

Степень хондропатии у пациентов по классификации ICRS (кол-во наблюдений)

Степень	Основная группа	Группа сравнения	ВСЕГО
I	5	4	9
II	5	6	11
III	10	5	15
ВСЕГО	20	15	35

Диагностику наличия и степени хондропатии производили при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ), выполненной на аппаратах с различной мощностью (1; 1,5; 3 Тесла). При этом мощность и марка аппаратуры не влияли на точность диагностики – интраоперационно расхождений с данными МРТ выявлено не было.

Сроки от начала заболевания в обеих группах составили 5±2 месяца.

Все пациенты были прооперированы одной хирургической бригадой в условиях одной операционной.

Обследование.

В рамках данного исследования обследование всех пациентов проводили перед операцией, а также в ходе двух контрольных визитов – через 3 и 6 месяцев после операции с заполнением анкет-опросников. Оценивали глубину и локализацию хондральных дефектов, а также функциональное состояние коленного сустава и интенсивность болевого синдрома (табл.2)

Таблица 2

Обследование пациентов в ходе исследования

	Перед операцией	Через 3 месяца	Через 6 месяцев
Осмотр травматологом-ортопедом	+	+	+
МРТ коленного сустава	+	--	+
Визуальная аналоговая шкала (VAS)	+	+	+
Lequesne algofunctional index (LFI)	+	+	+
Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC)	+	+	+

Методика применения лазера:

У всех пациентов основной группы лазерную обработку очагов хондропатии производили по одной методике на одном оборудовании.

Во время хирургического вмешательства применяли двухволновый волоконный лазерный аппарат ЛСП – «ИРЭ-По-люс» (НТО «ИРЭ-Полюс», Россия) с длинами волн излучения λ=0,97 мкм (до 30 Вт) и λ=1,55 мкм (до 15 Вт), с выводом излучения через кварц-кварцевый световод с диаметром светонесущей жилы 600 мкм (регистрационное удостоверение № РЗН 2013/850).

Для обработки очагов хондропатии использовали сочетанное импульсно-периодическое (100мс/50мс) лазерное излучение с λ = 0,97 мкм при мощности 3 Вт + λ=1,55 мкм, при мощности 5 Вт.

Применяли световоды с прямым и боковым выводом излучения, выбор вывода излучения зависел от локализации дефекта.

Расстояние от точки вывода излучения световода до поверхности хряща составляло приблизительно 1-2 мм, максимальная длительность воздействия на один участок хряща составляла 2 секунды.

Артроскопическая обработка суставного хряща

Основная группа:

Всем пациентам очаги хондропатии обрабатывали при помощи лазера по описанной выше методике

Рисунок 1. Артроскопическая картина очага хондропатии медиального мыщелка бедренной кости у пациента К. (37 лет) до лазерной обработки. Степень хондропатии IIIB по ICRS.

Рисунок 2. Артроскопическая лазерная обработка очага хондропатии медиального мыщелка бедренной кости у пациента К. Используется боковой световод, лазерное излучение с длиной волны 0,97 мкм и 1,56 мкм.

Рисунок 3. Артроскопическая картина очага хондропатии медиального мыщелка бедренной кости у пациента К. после завершения лазерной обработки.

Группа сравнения:

Всем пациентам очаги хондропатии обрабатывали при помощи холодноплазменного аблятора , артроскопического шейвера и кусачек.

Рисунок 4. Артроскопическая картина очага хондропатии медиального мыщелка бедренной кости у пациента Л. (35 лет) Степень хондропатии III.

Рисунок 5. Механическая обработка очага хондропатии медиального мыщелка бедренной кости у пациента Л. С помощью артроскопиченского шейвера.

Послеоперационное ведение:

В послеоперационном периоде применяли стандартный алгоритм реабилитации пациентов, включающий:

• 1)    ограничение физических нагрузок на оперированную конечность.

• 2)    иммобилизация оперированной конечности в коленном туторе до 3 недель с момента операции, далее постепенное увеличение угла сгибания коленного сустава до 90 градусов к

• 6 неделе с момента операции)

• 3)    регулярные перевязки послеоперационных ран, снятие швов через 14 суток.

• 4)    курс противовоспалительной терапии.

• 5)    курс хондропротекторной терапии.

• 6)    курс антибактериальной профилактики.

• 7)    курс лечебной физкультуры.

• 8)    антикоагулянтная терапия - Ксарелто 10 мг х 1 р/д в течении 14 дней с момента операции

Рисунок 6. Обработка очага хондропатии медиального мыщелка бедренной кости у пациента Л. с помощью холодноплазменного аблятора.

Методы статистической обработки:

Для статистических расчётов использовали программу MedCalc 19.5.2 for Windows (MedCalc, Belgium). Данные из опросных листов вручную вводили в программу. Выполнена программная и визуальная проверка данных на полноту, допустимые диапазоны, логические и медицинские взаимосвязи. Нормальность выборки проверена по критерию Шапиро- Уилка . Произведён расчёт минимальных(min) и максимальных(max) значений, далее произведён расчёт средних значений(M) и значений стандартных отклонений от значения средней арифметической (σ). При расчёте динамики изменения количественных показателей до и после лечения использовали W-критерий Вилкоксона .

РЕЗУЛЬТАТЫ

Оценочные шкалы.

Средние результаты заполнения опросных шкал при первичном и повторном обследовании у основной и контрольной групп представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3

Результаты лечения у пациентов основной группы (средние показатели по исследуемым шкалам).

Оценочная шкала Rating scale	VAS	LFI	WOMAK
Первичное обследование Initial examination	3,77 ± 0,82	5,46 ± 1,11	49,62 ± 7,96
Спустя 3 месяца с момента операции 3 months after the operation	2,24 ± 0,76	4,31 ± 1,10	42,17 ± 6,82
Спустя 6 месяцев с момента операции 6 months after the operation	1,61 ± 0,71	3,27 ± 1,04	36,84 ± 5,71

Таблица 4

Результаты лечения у пациентов группы сравнения (средние показатели по исследуемым шкалам).

Оценочная шкала	VAS	LFI	WOMAK
Первичное обследование Initial examination	3,65 ± 0,72	6,2 ±1,08	48,1 ± 8,51
Спустя 3 месяца с момента операции 3 months after the operation	2,72 ± 0,71	5,46 ± 1,11	42,67 ± 6,44
Спустя 6 месяцев с момента операции 6 months after the operation	2,24 ± 0,63	4,5 ± 1,23	41,11 ± 6,49

МРТ:

Типичные клинические примеры динамики МРТ при первичном и повторном обследованиях в исследуемых группах представлены на рисунках 4-7.

Основная группа.

На рисунке 7 представлена динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии у пациентки А (основная группа, женщина 36 лет). Стрелки указывают на очаг хондропатии . На МРТ, выполненной через 6 месяцев после, можно наблюдать снижение глубины поражения и частичное восстановление структуры суставного хряща по сравнению со аналогичным исследованием, выполненным до обработки очага хондропатии .

а

Рисунок 7. МРТ коленного сустава у пациентки А, 36 лет.

Динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии до обработки (а) и через 6 месяцев после лазерной обработки очага хондропатии (б)

На рисунке 8 представлена динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии у пациента С (основная группа, мужчина, 54 года). Стрелки указывают на очаг остеохондропатии . На снимке, сделанном через 6 месяцев после, можно наблюдать снижение глубины поражения и частичное восстановление структуры суставного хряща и субхондральной кости по сравнению со снимком, выполненным до обработки очага хондропатии .

а                                     б

Рисунок 8. МРТ коленного сустава у пациента С, 54 лет.

Динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии до обработки (а) и через 6 месяцев после лазерной обработки очага хондропатии (б)

Группа сравнения.

На рисунке 9 представлена динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии у пациента E (группа сравнения, мужчина 29 лет). Стрелки указывают на очаг хондропатии . На снимке, сделанном через 6 месяцев после, можно наблюдать увеличение глубины повреждения и прогрессирующие изменения структуры суставного хряща по сравнению со снимком, выполненным до обработки очага хондропатии .

а                                      б

Рисунок 9. МРТ коленного сустава у пациента Е, 29 лет. Динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии до обработки (а) и через 6 месяцев после обработки очага хондропатии аблатором . (б)

На рисунке 10 представлена динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии у пациентки Ф (группа сравнения, женщина 57 лет). Стрелки указывают на очаг хондропатии . На снимке, сделанном через 6 месяцев, можно наблюдать увеличение глубины повреждения и прогрессирующие изменения структуры суставного хряща, по сравнению со снимком, выполненным до обработки очага хондропатии .

а                                     б

Рисунок 10. МРТ коленного сустава у пациентки Ф, 57 лет. Динамика изменений степени повреждения суставного хряща в одном и том же очаге хондропатии до обработки (а) и через 6 месяцев после обработки очага хондропатии шейвером и аблатором. (б)

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ:

Ограничения подвижности, выпот, отёки, болезненность при пальпации коленного сустава через 6 месяцев отсутствовали у всех пациентов .

Все пациенты через 6 месяцев после операции отметили положительную динамику, что выразилось в возросшей толерантности к физиологическим и спортивным нагрузкам, а также в средних значениях показателей оценочных шкал. Болевой синдром по 10-балльной шкале VAS снизился на 2,16 балла в основной группе и на 1,41 балла в группе сравнения, то есть в основной группе средний показатель положительной динамики был лучше в 1,5 раза (p < 0,05) (рис.11)

Рисунок 11. Динамика средних показателей болевого синдрома по VAS.

LFI в основной группе снизился на 2,19 балла, и в группе сравнения – на 1,7 балла, то есть в основной группе средний показатель положительной динамики был лучше в 1,3 раза (p < 0,05).

Рисунок 12. Динамика средних показателей болевого синдрома по LFI.

WOMAK в основной группе снизился на 12,78 балла, и в группе сравнения – на 6,99 балла, то есть в основной группе средний показатель положительной динамики был лучше в 1,8 раза ( p < 0,05).

Таким образом средние значения всех исследованных показателей в основной группе через 6 месяцев после операции снизились в большей степени, чем в группе сравнения, что позволяет сделать вывод о лучших клинических результатах в основной группе.

У 70% (14 из 20) пациентов основной группы отмечалось частичное восстановление толщины хряща в очаге хондропатии, а также снижение глубины поражения субхондральной кости.

У пациентов группы сравнения подобных изменений не наблюдалось ни в одном из случаев.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Лазерная обработка очагов хондропатии является эффективным методом профилактики посттравматического остеоартроза коленного сустава. Вследствие лазерной обработки происходит частичное восстановление структурности суставной поверхности, что приводит к улучшению функциональных свойств сустава.

Восстановление структурности суставного хряща происходит как интраоперационно, за счёт непосредственного воздействия на ткани в очаге хондропатии, так и в послеоперационном периоде за счёт индукции хрящевой регенерации, вызванной интраоперационным воздействием лазерного излучения, что соответствует данным литературы [23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32].

Таким образом артроскопическая лазерная обработка очагов хондропатии позволяет снизить риски прогрессирования остеоартроза, что делает её методикой выбора при лечении локальной хондропатии, как имеющей высокую эффективность по стимулированию регенерации хрящевой ткани.