Гистологические особенности резецированной костной ткани после тотальной артропластики коленного сустава: среднесрочные результаты

Точность позиционирования компонентов при использовании роботических установок во время тотального эндопротезирования коленного сустава (ТЭКС) не вызывает сомнений [1-5]. Исследования по сравнению двух методик роботизированного и мануального ТЭКС продолжаются, исследуются: восстановление функции оперированного сустава, рентгенологическую картину, выживаемость эндопротеза [5, 6]. По литературным данным в краткосрочных, в течение 1–2 лет, наблюдениях пациенты достигают лучших функциональных результатов после роботизированного эндопротезирования [7, 8, 9], однако в других источниках разницы между методиками нет [10, 11].

Асептическое расшатывание компонентов эндопротеза, которое возникает в 31–34 % случаев, может стать причиной ревизионных операций [12, 13, 14]. Одна из теорий развития такого осложнения является образование избыточных частиц износа полиэтилена, которое вызывает воспаление и приводит к усиленной работе остеокластов и макрофагов, что приводит к локальному остеолизу [14, 15]. При использовании осцилляторной пилы для резекции кости, поверхность может казаться плоской, но на микроскопиче- ском уровне выявляются костные неровности, тем самым эффективный контакт между большеберцовым компонентом и костью может составлять 79,4%±0,3% поверхности [16]. Немало важным фактором является точность ручного опила, которая во фронтальной плоскости (варус-вальгус) может составлять от ±1,5° до ±2,0°, а в сагиттальной (сгибание-разгибание) быть в диапазоне от ±3,0° до ±4,0° [17]. После роботической резекции кости, средняя шероховатость костной поверхности бедра 0,16±0,06 мм, и зазор между костью и имплантатом в среднем находился в пределах 0,4 мм для 97,9% поверхности [18].

Основываясь на литературные данные, авторы определили высокую актуальность изучения влияния гистологической картины кости после резекции роботизированной фрезой и ручной осцилляторной пилой на среднесрочные клинические результаты.

Цель : изучить гистологические особенности резекции кости фрезой робота и осциллирующей пилой и их влияние на клинические среднесрочные результаты после тотального эндопротезирования коленного сустава.

Методы исследования

Проведено сравнительное проспективное двуцентровое исследование в параллельных группах с 2022 по 2025 гг. в клинике травматологии, ортопедии и патологии суставов университетской клинической больницы № 1 кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) г. Москва и в клинике кафедры травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России г. Уфа.

Критерии включения пациентов в исследование:

• –    возраст пациентов старше 18 лет с диагнозом – гонартроз 3–4 ст. по классификации Kellgren-Lawrence;

  – наличие письменного информированного согласия на участие в исследовании и на выполнение операции ТЭКС по предложенной методике.

Критерии невключения пациентов в исследование:

• –    риск анестезиологического пособия по шкале АSА более III;

• –    индекс массы тела (ИМТ) больше 45 кг/м²;

• –    варусная деформация коленного сустава >15°;

• –    вальгусная деформация;

• –    разгибательная контрактура коленного сустава до 100°.

Критерии исключения:

• –    отказ пациента от дальнейшего участия в исследовании;

• –    невозможность пациента явиться на контрольные осмотры;

• –    несоблюдение пациентом предписанного режима.

В исследовании изучали уровень болевого синдрома пациентов по визуально-аналоговой шкале (ВАШ), показатели по шкале опроснику WOMAC. По результатам телерентгенограммы нижних конечностей изучали степень деформации коленного сустава во фронтальной плоскости (угол HKA – Hip-Knee-Ankle), расчет которого производили в программе RadiAnt DICOM Viever. Полученные значения заносили в базу данных. Статистическую обработку клинического материала проводили с помощью программы IBM SPSS Statistics 23 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс).

Для клинического исследования отобрано методом сплошной выборки 234 пациентов (153 пациента прооперированы в г. Москве и 81 пациент – в г. Уфе), из которых 27 пациентов невключены и 7 пациентов – исключены из исследования. В анализ исследования вошло 200 пациентов и сформированы 2 равные группы: группа 1 – пациенты, которым выполнено роботизированное тотальное эндопротезирование коленного сустава (РоТЭКС) с применением автономной роботической установки Cuvis Joint; группа 2 – пациенты, которым выполнено ТЭКС мануальной техникой. Анестезиологическое пособие у всех пациентов было одинаковым – спинальная анестезия с внутривенной седацией. Для выполнения хирургического маневра осуществлялся медиальный парапателлярный доступ с вывихом надколенника кнаружи, который в группах не отличался. Пневмотурникет не применялся. Имплантировались эндопротезы коленного сустава цементной фиксации фирмы Zimmer® NexGen с сохранением задней крестообразной связки (Cruciate Retaining – CR) с фиксированным вкладышем, без замены суставной поврехности надколенника. Пациентам обеих групп применена концепция механического выравнивания оси нижней конечности. Распределение пациентов в группах по полу проиллюстрировано на рисунке 1.

Группа 1            Группа 2

а                                           б

Рисунок 1. Распределение пациентов по полу в группах: а – РоТЭКС; б – ТЭКС

Средний возраст в группе 1 составил 66,4±8,3 лет, в группе 2 – 66,59±8,6 лет, распределение нормальное. Медиана ИМТ в группе 1 составила 30,28 с межквартельным размахом (Q1 – 26,65; Q3 – 34,21) кг/м2, в группе 2 – 33,91 (32,23; 36,93) кг/м2. Угол HKA в группах был следующий: группа 1 – 171° (170; 172)°; группа 2 – 170° (170; 173)° (рисунок 2). Распределение показателей ИМТ и угла HKA отличается от нормального.

Рисунок 2. Распределение пациентов по углу HKA до операции

Уровень болевого синдрома по ВАШ в группе 1 – 70 (60; 80) баллов, в группе 2 – 70 (70; 80) баллов. По субшкале “Боль” WOMAC в группе 1 показатель составил 17 (16; 18) баллов, в группе 2 – 17 (16; 18) баллов. Субшкала “Скованность” WOMAC в группе 1 – 7 (7; 8) баллов, в группе 2 – 7 (7; 8) баллов. Значение по субшкале “Степень затруднения функции (СЗФ)” WOMAC в группе 1 – 58 (55,25; 62) баллов, в группе 2 – 62 (58; 64) баллов. Распределение по шкалам также отличается от нормального. Распределение пациентов в группах и сравнение показателей между группами представлены в таблице 1.

Таблица 1

Антропометрические показатели до операции

Показатель		Группа 1		Группа 2		Сравнение
		Значение	p*	Значение	p*	p**
Возраст (лет)		66,4±8,3	=0,2	66,59±8,6	=0,2	=0,865
ИМТ (кг/м2)		30,28 (26,65; 34,21)	=0,2	33,91 (32,23; 36,93)	=0,048	<0,05
Угол HKA (°)		171 (170; 172)	<0,05	170 (170; 173)	<0,05	=0,666
ВАШ (балл)		70 (60; 80)	<0,05	70 (70; 80)	<0,05	=0,182
WOMAC (балл)	Боль	17 (16; 18)	<0,05	17 (16; 18)	<0,05	<0,05
	Скован-ность	7 (7; 8)	<0,05	7 (7; 8)	<0,05	<0,05
	СЗФ	58 (55,25; 62)	<0,05	62 (58; 64)	<0,05	<0,05

Примечание: * - критерий Колмогорова-Смирнова; ** - критерий Манна-Уитни

Во время операции у пациентов в обеих группах, при дистальной резекции медиального мыщелка бедра, взяты кусочки костей для выполнения морфологического анализа 67 гистологических препаратов, из которых 32 после традиционного эндопротезирования с применением осцилляторной пилы с толщиной лезвия 1,25 мм и 35 после РоТЭКС при помощи цилиндрической фрезы диаметром 6,2 мм с ирригацией физиологическим раствором (рисунок 3). Во время мануальной ТЭКС 2 препарата были испорчены. Операции в Первом МГМУ им. И. М. Сеченова выполняли 3 хирурга, в БГМУ – 2 хирурга. Гистологические препараты костной ткани оценивал специалист гистолог-морфолог г. Уфы, который не знал из какой группы пациент.

а

б

Рисунок 3. Интраоперационный вид костей после: а – роботического опила; б – ручного опила

Образцы фиксировались в 10% нейтральном формалине при комнатной температуре в течение 24–48 часов, что обеспечивало сохранность тканевой архитектоники, клеточных элементов и межклеточного матрикса (рисунок 4). После фиксации костные фрагменты подвергали декальцинации в растворе этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) до достижения оптимальной плотности, пригодной для микротомии.

Рисунок 4. Костная ткань после роботической резекции медиального мыщелка бедренной кости: а – микрофото, увеличение х20; б – общий вид препарата

После завершения декальцинации материал подвергался гистологической проводке через возрастающие концентрации этанола для дегидратации, затем осуществлялось просветление в ксилоле с последующей заливкой в парафиновые блоки. Из парафиновых блоков изготавливались серийные гистологические срезы толщиной 3–5 мкм с использованием ротационного микротома, с последующим монтажом срезов на предметные стёкла. Для обзорной оценки морфологии костной ткани срезы окрашивались гематоксилином и эозином по стандартной методике: гематоксилин применяли для визуализации ядерных структур, эозин – для оценки цитоплазмы и костного матрикса.

Микроскопическое исследование проводили с использованием светового микроскопа при различных увеличениях. В ходе анализа оценивали сохранность микроархитектоники костной ткани, состояние трабекулярной и кортикальной кости, выраженность механической травматизации в виде микротрещин и микропереломов, жизнеспособность остеоцитов, наличие и протяжённость зон остеонекроза, а также изменения в костномозговых пространствах, включая воспалительную инфильтрацию и сосудистые реакции. Количественную оценку выявленных морфологических изменений выполняли методом морфометрии на цифровых микрофотографиях с использованием специализированного программного обеспечения, с последующим статистическим анализом результатов. Для статистического анализа использовали U-критерий Манна–Уитни с расчётом уровня значимости различий между группами. Статистически значимыми различия считали достоверными при р<0,05.

Результаты

Сравнение пациентов в группах, у которых проводился гистологический анализ (n=35 в группе 1; n=32 в группе 2) с пациентами, которым данный анализ не проводился (n=65 в группе 1; n=68 в группе 2) не выявил значимых различий по возрасту, ИМТ, углу HKA, шкале WOMAC (p>0,05), что позволило экстраполировать данные на всю выборку. Гистологическая оценка костной ткани выявила выраженные различия в характере и степени повреждений между исследуемыми группами. Макро- и микроскопически изменения локализовались в зоне хирургического воздействия и включали дефект костного матрикса, участки микропереломов и очаги термического воздействия, формируя суммарную зону альтерации различной протяжённости.

В образцах 1-й группы поверхность резекции была более ровной и однородной, с минимальными признаками макроскопического повреждения (рисунок 5). Линии резекции образцов 2-й группы характеризовалась неровным рельефом с признаками механической травматизации костной поверхности. Отмечались участки уплотнения и локальной деформации костной ткани, что соответствовало зоне первичного дефекта (рисунок 6).

Рисунок 5. Гистологическая характеристика костной ткани после резекции ротационной фрезой. Микрофото. Окраска: гематоксилин, эозин. а – участок резекции бедренной кости область дефекта, увеличение х100; б – участок резекции бедренной кости область микропереломов, увеличение х100; в – участок резекции бедренной кости область ожога, увеличение х200

Микропереломы трабекул *

а

б

Рисунок 6. Гистологическая характеристика костной ткани после резекции осцилляторной пилой. Микрофото.

Окраска: гематоксилин, эозин. Увеличение х100: а – участки микропереломов трабекул; б – участок дефекта костной ткани

Зона микропереломов во 2-й группе была значительно шире и достигала 923±80 мкм, тогда как в 1-й группе её протяжённость составляла в среднем 65±18 мкм SD (p<0,01). Микроскопически микропереломы проявлялись наличием множественных трещин костного матрикса, ориентированных преимущественно вдоль направления механического воздействия, с частичной фрагментацией костных трабекул. В образцах 1-й группы данные изменения носили ограниченный и очаговый характер, преимущественно в виде неполных переломов трабекул с сохранением ламеллярного рисунка.

Очаги термического повреждения также преобладали в 2-й группе, где их средняя протяжённость составила 521±150 мкм, в то время как во 1-й группе данный показатель был значительно ниже при средних значениях 140±30 мкм (p<0,01). Гистологически некротические изменения характеризовались наличием пустых лакун, менее интенсивным накоплением красителя трабекулами и отсутствием ядер остеоцитов, и снижением клеточной плотности в прилежащих зонах (рисунок 7).

Рисунок 7. Средние значения (М ± SD) параметров глубины костного дефекта, зоны микропереломов и неркоза

При суммарной количественной оценке всех компонентов хирургической альтерации установлено, что общая глубина морфологических изменений во 2-й группе достигала 2778±250 мкм, что в 4,97 раза превышало аналогичный показатель в 1-й группе (559±100 мкм, p<0,05) (рисунок 8). Микроскопически это соответствовало формированию широкой зоны механо-ишемического повреждения с постепенным переходом к относительно интактной костной ткани в глубжележащих отделах.

Количественный анализ показал, что протяжённость зоны дефекта во 2-й группе составила 1334±120 мкм, что статистически значимо превышало соответствующий показатель в 1-й группе (339±50 мкм, при уровне значимости p<0,05). Гистологически данная зона демонстрировала более выраженную дезорганизацией ламеллярного строения во 2-й группе.

Рисунок 8. Сравнительная толщина суммарных механических повреждений и некротических изменений костной ткани в группах

Таким образом, количественная оценка морфологических данных свидетельствует о меньшей альтерации костной ткани у пациентов 1-й группе, что подтверждается статистически значимыми отличиями анализируемых параметров (таблица 2).

Таблица 2

Сравнение повреждений костной ткани в группах

Показатель (мкм)	1 группа (n=35), M ± SD	2 группа (n=32), M ± SD	p*
Дефект	339±50	1334±120	<0,05
Микропереломы	65±18	923±80	<0,01
Некроз	140±30	521±150	<0,01
Суммарно	559±100	2778±250	<0,05

Примечание: * - критерий Манна-Уитни

По рентгенологическим результатам изменения угла HKA после операции на протяжении 3 лет в группах отсутствует (критерий Манна-Уитни, p<0,05). Отклонение до 1° в группе 1 отмечено в 33 % случаев, в группе 2 отклонение до 1° – 35 %; от 1° до 3° – в 41 %, более 3° – в 11 % случаев (рисунок 9).

Рисунок 9. Динамика угла HKA в группах после операции: А – на 14 сутки; Б – через 1 год; В – через 2 года, Г – через 3 года

Уровень болевого синдрома по ВАШ на 14 сутки после операции у пациентов группы 1 составил 60 (50; 70) баллов, в то время у пациентов группы 2 болевой синдром был выше – 70 (60; 70) баллов, что является статистически значимым, также через 2 года после операции имеется статистически значимое отличие с разницей медианы 10 баллов (критерий Манна-Уитни, p<0,05) (таблица 3).

Таблица 3

Динамика уровня болевого синдрома по ВАШ (баллы)

Контрольный осмотр	Группа 1	Группа 2	p*
После операции	60 (50; 70)	70 (60; 70)	<0,05
Через 3 месяца	35 (30; 40)	40 (30; 40)	0,266
Через 6 месяцев	20 (10; 20)	20 (10; 30)	0,131
Через 1 год	0 (0; 10)	10 (0; 10)	0,085
Через 2 года	0 (0; 0)	0 (0; 10)	<0,05
Через 3 года	0 (0; 0)	0 (0; 0)	0,149

Примечание: * - критерий Манна-Уитни

При анализе субшкалы “WOMAC: Боль” статистически значимое отличие имеется через 3 года с момента операции с разницей в 1 балл (p<0,05) (таблица 4).

Таблица 4

Динамика по субшкале WOMAC: Боль (баллы)

Контрольный осмотр	Группа 1	Группа 2	p*
После операции	15 (14,25; 16,75)	15 (14,25; 16)	0,103
Через 3 месяца	8 (7; 9)	8 (6; 9)	0,075
Через 6 месяцев	4 (3; 5)	3 (2; 4,75)	0,075
Через 1 год	2 (1; 3)	2 (1; 2)	0,083
Через 2 года	1 (1; 2)	1 (1; 2)	0,528
Через 3 года	1 (0; 1)	0 (0; 1)	<0,05

Примечание: * - критерий Манна-Уитни

Однако динамика по субшкале “WOMAC: Скованность” имеет статистическую разницу в группах на всем протяжении наблюдения, показывая лучшие результаты в группе 1 (p<0,05) (таблица 5).

Таблица 5

Динамика по субшкале WOMAC: Скованность (баллы)

Контрольный осмотр	Группа 1	Группа 2	p*
После операции	6 (5; 6)	6 (6; 7)	<0,05
Через 3 месяца	3,5 (3; 4)	4 (4; 4)	<0,05
Через 6 месяцев	2 (1; 2)	2 (2; 3)	<0,05
Через 1 год	1 (1; 2)	2 (1; 2)	<0,05
Через 2 года	1 (0; 1)	1 (1; 2)	<0,05
Через 3 года	0 (0; 1)	1 (0; 1)	<0,05

Примечание: * - критерий Манна-Уитни

Статистически значимые отличия по субшкале “WOMAC: СЗФ” имеются через 14 суток, 3 месяца, 1 и 3 года после оперативного вмешательства (таблица 6).

Таблица 6

Динамика по субшкале WOMAC: СЗФ (баллы)

Контрольный осмотр	Группа 1	Группа 2	p*
После операции	52 (46; 55)	55 (54; 58)	<0,05
Через 3 месяца	36 (30,25; 40)	40 (37; 42)	<0,05
Через 6 месяцев	17 (14,25; 18)	17 (15; 20)	0,143
Через 1 год	13 (12; 14)	14 (12; 15)	<0,05
Через 2 года	9 (9; 10,75)	10 (9; 11)	0,203
Через 3 года	7 (6; 8)	8 (7; 9)	<0,05

Примечание: * - критерий Манна-Уитни

Поскольку исследование не было рандомизированным, по исходному уровню ИМТ и шкалы WOMAC группы различались (p<0,05), проводился анализ по изменению показателей от исходного уровня (ΔWOMAC). Порог значимости после поправки Бонефрони: α = 0,05 / 6 ≈ 0,0083.

Так по ΔWOMAC по субшкале “Боль” не выявлено различий между группами ни на одном сроке наблюдения. Статистическая значимость по субшкале “Скованность” имеется в раннем, на 14 сутки после операции, послеоперационном периоде в группе 1, в которой отражается более выраженная тенденция к уменьшению скованности (p<0,05; p<0,0083). В отдаленные сроки (1–3 года) выявлена устойчивая тенденция к улучшению функции в группе 1 при сравнении с группой 2 по субшкале “Степень затруднения функции” (таблица 7).

Динамика по субшкале WOMAC (баллы)

Таблица 7

Период сравнения

Боль

Скованность

Степень затруднения функции

Группа 1

Группа 2

p*

p**

Группа 1

Группа 2

p*

p**

Группа 1

Группа 2

p*

p**

После - до операции

-2 (-3;0)

-1 (-3;0,25)

0,702

0,768

-1 (-2; -1)

-1 (-2; 0)

<0,05

-6 (-10; -3,25)

-6 (-7,75; 3)

0,09

0,042

Через 3 мес. -до операции

-10 (-11; -8)

-9 (-11; -8)

0,65

0,575

-4 (-4; -3)

-3 (-4; -3)

<0,05

0,108

-21 (-26,75;-18)

-21 (-25,75;-18)

0,637

0,615

Через 6 мес. -до операции

-13,5 (-15; -12)

-13 (-15; -12)

0,639

0,601

-5 (-6; -5)

-5 (-5; -4)

<0,05

0,109

-43 (-46; -38)

-44 (-47; -40)

0,119

0,01

Через 1 год - до операции

-15 (-17; -14)

-15 (-16; -14)

0,287

0,846

-6 (-7; -5)

-6 (-6; -5)

0,449

1

-46 (-49; -43)

-47 (-50;-44,25)

<0,05

Через 2 года -до операции

-16 (-17; -15)

-16 (-17; -14)

0,098

0,389

-6 (-7; -6)

-6 (-7; -5)

0,295

0,7

-49 (-52; -45)

-51 (-54; -48)

<0,05

Через 3 года -до операции

-17 (-18; -16)

-1 (-18; -15)

0,375

0,973

-7 (-7; -6)

-7 (-7; -6)

0,596

0,793

-52 (-56;-49,25)

-53 (-56; -51)

0,058

<0,0083

Примечание: * - критерий Манна-Уитни; ** - поправка Бонферрони

Наблюдаемая динамика сравниваемых двух методик эндопротезирования показывает хорошие клинические результаты на протяжении всего наблюдения, однако в группе роботизированной артропластики в раннем послеоперационном периоде показатель скованности меньше, а функция коленного сустава лучше, но разница медиан в 1–2 балла не дает выраженного клинического эффекта.

Клинический случай №1 из группы № 1

Пациентка Р. 46 лет госпитализирована в 2022 году в УКБ №1 отделения травматологии, ортопедии и патологии суставов для проведения планового оперативного вмешательства. Пациентка отмечала жалобы на боль в области левого коленного сустава в течение 2 лет, ограничение движений в суставе. Лечилась консервативно по месту жительства с диагнозом: идиопатический левосторонний гонартроз 3 стадии по Kellgren-Lawrence, варусная деформация, комбинированная контрактура левого коленного сустава, болевой синдром. ИМТ пациентки составил 27,2 кг/м2, угол HKA – 172°, уровень болевого синдрома по ВАШ – 70 баллов, оценка по шкале WOMAC: боль – 18 баллов, скованность – 6, степень затруднения функции – 60 баллов. Выполнено роботизированное тотальное эндопротезирование левого коленного сустава. Спустя 3 года, пациентка обратилась консультацию для планового динамического осмотра (рисунок 10). Болевой синдром по ВАШ равен 0 баллов, по шкале WOMAC баллы были следующие: боль – 1 балл, скованность – 1 балл, степень затруднения функции – 7 баллов.

в

г

Рисунок 10. Клинический случай №1, группа 1. Внешний вид пациентки Р. 46 лет: а – вид спереди; б – вид сбоку (разгибание); в – вид сбоку (сгибание); г – рентгенография левого коленного сустава в прямой и боковой проекциях

Клинический случай № 2 из группы № 2

Пациентка Б. 70 лет госпитализирована в 2022 году в УКБ №1 отделения травматологии, ортопедии и патологии суставов для проведения планового оперативного вмешательства в объеме тотального эндопротезирования левого коленного сустава. Боль в коленных суставах беспокоила пациентку в течении 5–7 лет с разной интенсивностью. Лечилась консервативно по месту жительства с диагнозом: двусторонний идиопатический гонартроз 3–4 стадии по Kellgren-Lawrence с преимущественным поражением левого коленного сустава, комбинированная контрактура левого коленного сустава, болевой синдром (80 баллов по ВАШ). ИМТ пациентки составил 28,41 кг/м2, угол HKA – 168°, оценка по шкале WOMAC: боль – 18 баллов, скованность – 8, степень затруднения функции – 65 баллов. Спустя 3 года, пациентка повторно госпитализировалась для планового оперативного лечения контралатерального коленного сустава (рисунок 11). Анкетирование после операции на левом коленном суставе следующее: болевой синдром по ВАШ равен 0 баллов, по шкале WOMAC: боль – 0 баллов, скованность – 1 балл, степень затруднения функции – 7 баллов.

а

б

Рисунок 11. Клинический случай №2, группа 2. Внешний вид пациентки Б. 70 лет: а – вид спереди; б – вид сбоку (разгибание и сгибание); в – рентгенография левого коленного сустава в прямой и боковой проекциях

Обсуждение

Результаты анализа гистологического материала в нашем исследовании показывают, что при роботизированной обработке костной ткани толщина некроза была в 3,7 раза, дефектов в 3,9 раза и микропереломов в 14,2 раза меньше по сравнению с ручной резекцией осцилляторной пилой. Объяснить это можно тем, что скорость вращения самой фрезы составляет 80000 оборотов в минуту, и во время её работы происходит постоянная ирригация физиологическим раствором, скорость которой можно регулировать. А также более жесткой фиксации нижней конечности пациента к роботу во время операции. Однако разница гистологических картин в нашем исследовании на клинические результаты не повлияла. Возможное отличие поверхности кости кроется в методе заточки режущих поверхностей инструментов, что требует дальнейшего изучения.

На кадаверных материалах S. Kreuzer и соав. (2022 г.) проанализировали костную поверхность сканирующей электронной микроскопией после роботированной резекции автономной системой TSolution One. Поверхности среза костей имели среднюю шероховатость 0,16±0,06 мм, дистальная плоскостность бедра – 0,11±0,03 мм, больше- берцовая плоскостность – 0,20±0,02 мм. Промежуток между костью и имплантатом, рассчитанный по отклонениям пяти поверхностей среза бедренной кости от номинальных плоскостей среза, составлял менее 1 мм для 97,9 % поверхности, варьируясь от 94,2 % для задней поверхности до 100 % для дистальной поверхности [18]. Метод сканирующей электронной микроскопии – это еще один точный инструмент, предназначенный для получения изображения поверхности объекта с высоким пространственным разрешением, но в нашем исследовании он не был применен.

Luis E. Delgadillo и соав. (2020 г.) в своем исследовании провели анализ поверхности большеберцовой кости после ручной резекции на кадаверных материалах при помощи лазерной сканирующей системы и с последующим созданием трехмерной компьютерной модели поверхности, а также оценивался контакт кости с тибиальным компонентом бесцементной фиксации. Средняя плоскость поверхности составила 1,15±0,10 мм (диапазон 0,56–1,81). Исследователями найдена закономерность, что в центральной зоне, в зоне крепления передней и задней крестообразных связок губчатая костная ткань была ниже на 0,2–0,5 мм плоскости наилучшего прилегания, в то время в боковых зонах уровень был выше на 0,0–0,3 мм. При оценке положения импланта, площадь контакта поверхностей между большеберцовым компонентом и костью составил 79±3 % за счет пластической деформации обнаженной губчатой кости при остеотомии, хотя контакт варьировался от 56 % до 94 % [16]. В нашем исследовании гистологически зона дефекта, при роботизированном опиле, имела в 3,9 раза менее выраженную дезорганизацией ламеллярного строения.

Как было описано ранее, что погрешность ручной резекции осцилляторной пилой во фронтальной плоскости может быть в диапазоне 1,5°–2,0°, а в сагиттальной в диапазоне 3,0°–4,0°, авторы отмечают, что ошибка во время резекции при повторном опиле может увеличиться в среднем до 30,1% во фронтальной и до 39,5 % в сагиттальной плоскости даже с использованием направляющего резекционного блока закрытого типа [17]. В другом исследовании авторы утверждают, что на погрешность опила влияет люфт из-за несоответствия толщины пилящего полотна и прорезью направляющего резекционного блока [19]. Во время костной резекции происходит потеря металла от осциллирующего полотна до 1,13 мг массы, что может влиять на ускоренный износ эндопротеза [20]. Хоть данные исследования имеют давность публикации более 25 лет, однако посей день во время ТЭКС используются направляющие резекционные блоки с разными вариантами их фиксации к кости.

Во время резекции, между костной поверхностью и резекционным инструментом возникает сила трения с выделением тепла, что может способствовать термическому некрозу костной ткани. В исследовании Tawy G.F. и соав. (2016 г.), подтверждается, что ирригация физиологическим раство- ром препятствует развитию остеонекроза при выполнении опила [21]. Londhe S. B. и соав. (2025 г.) провели сравнение термического повреждения кости между осциллирующей пилой и роботизированной фрезой. Процент погибших остеоцитов после костной резекции пилой составил 40,3 % против обработки фрезой – 46,5 % (p=0,6309), а минимальная глубина обнаружения жизнеспособных остеоцитов была 25,5±3,5 мкм и 27,1±3,6 мкм в группах ТЭКС и РоТЭКС соответственно (p=0,091). Авторы пришли к выводу, что оба хирургических метода сопоставимы по термическому воздействию на костную ткань [22].

Ran T. и соав. (2022 г.) апробировали новый способ остеотомии для ТЭКС ультра-импульсной CO2 лазерной системой в эксперименте на животном в сравнении с пилой. При сканирующей электронной микроскопии и гистологическом анализе авторы обнаружили более гладкую поверхность костной ткани, отсутствие механических и термических повреждений губчатой и кортикальной ткани, а также более активное присоединение мезенхимальных стволовых клеток в зоне воздействия лазером. Размер механического повреждения пилой составил 243±44 мкм, глубина термического повреждения – 44±10 мкм, а объем костной лакуны – 55,6±7 % [23].

По результатам нашего трехлетнего наблюдения групп отмечается положительная динамика после тотальной артропластики коленного сустава при помощи роботической установки, так и традиционной техникой и имеется статистически значимая разница с разницей медиан 1–2 балла по шкале WOMAC, но, возможно, не имеет минимально важного клинического различия (MCID – Minimal Clinically Important Difference) [24–26].

Alrajeb R. и соав. (2024 г.) в систематическом обзоре, в котором сравнивается роботизированная методика эндопротезирования с традиционной, сообщают об отсутствии статистической разницы по шкале KSS в период наблюдения от 24 месяцев до 47 месяцев, по шкале WOMAC через 1 и 3 года и в амплитуде движений оперированного коленного сустава. Однако восстановление механической оси нижней конечности достигается лучше при РоТЭКС со статистически значимой разницей [5], что также подтверждается в нашем исследовании.

Опубликованное рандомизированное контролируемое исследование в 2020 году, в котором приняли участие 1406 пациентов, из которых были доступных для наблюдения 1348 пациентов, авторы провели сравнение двух методик ТЭКС на протяжении 13±5 лет. В ходе исследования отмечено, что выживаемость эндопротеза через 15 лет в обеих группах составила 98 %, а отклонение механической оси на 3–5° не повлияло на скорость асептического расшатывания (диапазон отклонения 0–3° – 14 %, 3–5° – 4 % в группе РоТЭКС; 0–3° – 26 %, 3–5° – 6 % в группе стандартного ТЭКС). Различий по частоте возникновения осложнений, асептического расшатывания, общей выживаемости и функциональных показателей не наблюдалось [6].

Меньшая степень альтерации костной ткани способствует более равномерному и предсказуемому проникновению костного цемента в трабекулярную структуру кости.

Сохранённая микроархитектоника, отсутствие обширных зон микропереломов и некроза обеспечивают оптимальную пористость костной ткани, что позволяет цементу инфильтрировать трабекулярные пространства без формирования зон избыточного скопления или, напротив, недостаточного заполнения. Это создаёт полноценный цементно-костный интерфейс и улучшает первичную фиксацию импланта [27, 28].

Адекватное проникновение цемента в жизнеспособную костную ткань повышает механическую устойчивость цементной мантии. При минимальной альтерации кости снижается риск формирования микрополостей, трещин и слабых зон в области контакта цемента с костью, которые в дальнейшем могут становиться очагами концентрации напряжений. В результате уменьшается вероятность ранней микроподвижности импланта и развития цементной диссоциации под воздействием функциональных нагрузок [29, 30, 31, 32].

Кроме того, ограниченная травматизация костной ткани снижает выраженность локальной воспалительной реакции и последующей резорбции кости вокруг цементной мантии. Это способствует долговременному сохранению цементно-костного контакта и стабильному распределению нагрузок в периимплантной зоне. В совокупности данные факторы обеспечивают более надёжную фиксацию импланта, снижают риск асептической нестабильности и потенциально повышают срок службы импланта [33, 34].

В нашем исследовании есть недостатки: отсутствовали пациенты с вальгусной деформацией, не проводился гистологический анализ костной ткани у пациентов с подтвержденным остеопорозом [35] или выраженным локальным остеосклерозом, а также оценка наличия или отсутствия металла, оставшегося после использования режущих инструментов. Данные факты определяют направления дальнейших исследований.

Вывод

Гистологически РоТЭКС характеризуется меньшей степенью повреждения и меньшей шероховатостью поверхности костной ткани в 4,97 раза (p<0,05), чем при традиционном эндопротезировании коленного сустава, что не влияет на клинические трехлетние результаты.