Оригинальная методика гемиэндопротезирования в сочетании с пластикой плюсне-сесамовидного сустава коллагеновой мембраной при лечении остеоартрита первого плюснефалангового сустава 3–4 стадии

Тактика лечения, направленная на сохранение движений крупного сустава при его остеоартрите (ОА), является общепринятой и позволяет эффективно снизить болевой синдром и восстановить уровень активности пациента [1, 2]. Данный подход реализуется и в хирургии стопы. Несмотря на то, что золотым стандартом лечения ОА первого плюснефалангового сустава (1 ПФС) является артродез сустава, эндопротезирование 1 ПФС набирает популярность и позволяет достичь снижения интенсивности болевого синдрома при сохранении движений 1 ПФС в отдаленные сроки [3].

В последнее время 1 ПФС принято считать не простым, а комбинированным суставом, который состоит из суставных поверхностей четырех костей, где к первой плюсневой кости и основной фаланги первого пальца также относят две сесамовидные кости [4]. Поэтому при некоторых патологиях, например при лечении Hallux Valgus, взаимное положение первой плюсневой кости и сесамовидных костей специалистов интересует с точки зрения прогнозирования результатов лечения [5]. Однако при анализе литературы, посвящённой лечению ОА 1 ПФС, нами выявлены единичные публикации, освещающие терапевтическое или хирургическое лечение дегенеративных изменений плюсне-сесамовидного сустава в комплексе 1 ПФС [6].

Тактика лечения пациентов с ОА 1 ПФС, направленная на сохранение движений в суставе, по нашему мнению, также должна учитывать не только суставных поверхностей первой плюсневой кости и основной фаланги первого пальца, но и дегенеративные изменений в плюсне-сесамовидном суставе. В публикации представлено описание использования оригинальной методики гемиэндопротезирования первого плюснефалангового сустава в сочетании с пластикой плюсне-сесамовидного сустава коллагеновой мембраной [7].

Главной целью применения данной методики является восстановление движений 1 ПФС не только на уровне плюснефалангового сочленения, но и на уровне плюсне-сесамовидного сустава.

Цель работы. Демонстрация оригинальной методики гемиэндопротезирования первого плюснефалангового сустава в сочетании с пластикой плюсне-сесамовидного сустава коллагеновой мембраной для лечения ОА 1 ПФС 3–4 стадии с сопутствующими дегенеративными изменениями плюсне-сесамовидного сустава.

Материалы и методы

Описание модели гемиэндопротеза и методика выполнения оперативного вмешательства

Гемиэндопротез оригинальной модели выполнен из циркониевой керамики, стабилизированной иттрием (рис 1.) [8] Преимуществами циркониевой керамики являются: хорошие коэффициенты трения и смачивания, высокая прочность, биоинертность, остеоинтеграция. Также данный материал является одним из наиболее щадящих по отношению к суставному хрящу. Суставная поверхность гемиэндопротеза обладает низким уровнем шероховатости Ra ~0,02 мкм [9–12]. Головка гемиэндопротеза близка к анатомической форме головки первой плюсневой кости. Низкий профиль головки гемиэндопротеза позволяет минимизировать необходимость резекции головки первой плюсневой кости. Это позволяет обеспечить стабильность гемиэндопротеза и сохранить костную ткань для ревизионных вмешательств в случае возможных осложнений.

Рис. 1 . Модель керамического гемиэндопротеза 1 ПФС

Fig. 1 . Model of ceramic hemiendoprosthesis 1 MTP

На обратной стороне головки имплантата выполнены продольные и поперечные канавки, которые предназначены для увеличения площади контакта и последующего ускорения образования участков остеоинтеграции.

Ножка имплантата имеет четырёхлопастную форму, благодаря которой обеспечивается стабильность фиксации гемиэндопротеза в метафизарной части первой плюсневой кости за счёт press-fit установки и увеличенной площади контакта на границе имплант-кость. Уровень шероховатости ножки составляет Ra~ 1.5–2.5 мкм. Этот уровень шероховатости способствует оптимальному врастанию, обеспечивая прочное и надежное соединение между имплантом и тканями организма. Данная форма ножки гемиэндопротеза позволяет обеспечить максимальную ротационную стабильность гемиэндопротеза и минимизировать костный дефект при формировании канала в метафизарной части плюсневой кости.

Размерный ряд гемиэндопротеза представлен 4 вариантами, позволяющими выполнить оперативное вмешательство при различном диаметре плюсневой кости.

Для пластики плюсне-сесамовидного сустава мы использовали биорезорбируемую коллагеновую мембрану с размерностью нановолокон (от 50 нм до 500 нм). Принцип работы биорезорбируемой коллагеновой мембраны заключается в создании каркаса и стабилизации стволовых клеток, которые выступают через субхондральную кость после её туннелиза-ции. Происходит защита и связывание прогениторных белков с последующей их дифференциацией [13].

Положение пациента — на спине. Производится трёхкратная обработка операционного поля растворами антисептиков. Медиальным доступом выполняется артротомия первого плюснефалангового сустава (рис. 2).

Рис. 2 . Внешний вид сустава

Fig. 2 . External appearance of the joint

Осцилляторной пилой производится резекция костнохрящевых экзостозов, осуществляется мягкотканый релиз первого плюснефалангового сустава и сесамовидного гамака. С помощью резекционного блока оригинальной модели выполняется удаление пораженного участка суставной поверхности головки первой плюсневой кости до кровоснабжаемой губчатой костной ткани (рис. 3).

Рис. 3. Резекция суставной поверхности головки первой плюсневой кости с помощью резекционного блока Fig. 3. Resection of the articular surface of the head of the first metatarsal bone using a filing block

При необходимости задать большее укорочение плюсневой кости, резекционный блок устанавливается более проксимально и производится дополнительная резекция костной ткани. С помощью тестового шаблона производится интраоперационная оценка амплитуды движений, а достаточную интраоперационную амплитуду движений плюснефалангового сустава принимали: флексия– 60°, экстензия –15°. Далее через направитель в тестовом шаблоне проводится направляющая спица (рис 4.).

Рис 4. Установка направляющей спицы, подбор размера гемиэндопротеза с помощью тестового шаблона Fig. 4. Installation of a guide pin, selection of the hemiendoprosthesis size using a test template

По спице с помощью компакторов двух размеров – стартового и финишного, выполняется подготовка канала для ножки гемиэндопротеза (рис 5.).

Рис. 5. Формирование канала гемиэндопротеза с помощью компактора Fig. 5 . Formation of the hemiendoprosthesis channel using a compactor

Следующим этапом производится пластика плюсне-сеса-мовидного сустава коллагеновой мембраной. Выполняется резекция измененной суставной поверхности головки первой плюсневой кости со стороны плюсне-сесамовидного сустава, выполняется её остеоперфорация по Бэку спицей диаметром 1 мм до появления «кровяной росы». При необходимости выполняется резекция по плоскости гипертрофированных сесамовидных костей. Осуществляется примерка и адаптация коллагеновой мембраны под площадь поверхности плюсне-сесамовидного сустава. Далее возможны два варианта фиксации коллагеновой мембраны. В первом случае применяют фибриновый клей, с помощью которого происходит фиксация коллагеновой мембраны к сформированно- му ложу. Фибриновый клей наносится на субхондральную кость, полностью заполняя область имплантации мембраны. Поверх укладывается коллагеновая мембрана, происходит выжидание экспозиции для застывания клея.

Второй вариант фиксации предполагает фиксацию рассасывающимся шовным материалом. С помощью спиц диаметром 1 мм. выполняется 4 отверстия в плюсневой кости в дорсально-плантарном направлении. Через отверстия проводится рассасывающаяся полифиламентная нить 4.0. Коллагеновая мембрана прошивается шовным материалом и фиксируется на узлах к плюсневой кости. С помощью импактора производится press-fit установка гемиэндопротеза (рис. 6).

Рис. 6 A. Прошивание коллагеновой мембраны и её ориентирование на первой плюсневой кости. В. Внешний вид стопы после установки гемиэндопротеза и пластики плюсне-сесамовидного сустава коллагеновой мембраной

Fig. 6 . A. Suturing the collagen membrane and orienting it on the first metatarsal bone. B. Appearance of the foot after installation of the hemiendoprosthesis and plastic surgery of the metatarso-sesamiod joint with a collagen membrane

б

После установки гемиэндопротеза выполняют повторную оценку амплитуды движения в суставе, оценивают фиксацию коллагеновой мембраны (Рис 7).

Рис. 7. Интраоперационная оценка амплитуды движений

1 ПФС после гемиэндопротезирования 1 ПФС и пластики плюсне-сесамовидного сустава коллагеновой мембраной Fig. 7 . Intraoperative assessment of the range of motion of the 1 MTP joint after hemiendoprosthetics of the 1 MTP joint and plastic surgery of the metatarso-sesamoid joint with a collagen membrane

Рана обрабатывается растворами антисептиков. Рана послойно ушивается. Асептическая повязка на рану.

В послеоперационном периоде пациентам начиная с первых суток после оперативного вмешательства пациентом проводилась активная реабилитация пациента, которая заключалась в разработке активных и пассивных движений 1 ПФС. Для передвижения пациентов использовалась обувь Барука со скошенной подошвой в переднем отделе на протяжении 6 недель. Начиная с 7 недели для пациента пациенту разрешалась нагрузка на оперированную конечность с полной активной и пассивной разработкой движений.

Результаты

В Центре Хирургии стопы ГКБ им. С. С. Юдина по описанной методике с минимальным периодом наблюдения более 12 месяцев прооперирован 21 пациент. Женщин было 17 (81,0 %), мужчин 4 (19,0 %). Средний возраст пациентов составил 61 лет ± 7,7 (43–72). Пациентов старше 60 лет – 57,4 % (12 пациентов). Среди данной группы пациентов нами не было выявлено инфекционных осложнений и признаков нестабильности гемиэндопротеза. Средняя амплитуда движений 1 ПФС без нагрузки: до лечения — 15° ± 3,3 (5°–20°), на момент контрольного осмотра через 12 месяцев 25° ± 3,8 (15°–30°). Средняя амплитуда движений 1 ПФС с физиологической нагрузкой с имитацией фазы предпереноса: до лечения— 15° ± 3,0 (10°–25°), через 12 месяцев после лечения— 35° ± 5,2 (25°–45°) (рис. 8). Результаты анкетирования пациентов с помощью визуальной аналоговой шкалы (ВАШ) до операции составили 7,7 ± 1,9 (4–10) баллов. Через 12 месяцев после проведенного лечения результаты анкетирования ВАШ составили 1,6 ± 0,8 (0-3) баллов. Анкетирование шкалой American Orthopaedic Foot and Ankle Society Hallux Score (AOFAS HS) также позволяет сделать вывод о наличии положительной динамики до и через 12 месяцев после проведенного лечения: до операции – 35,5 ± 10,9 (18-52), через 12 месяцев – 82,7 ± 5,2 (73–90). Показатели шкалы Foot Function Index (FFI) на момент предоперационного осмотра равнялись 63,5% ± 9,9 (48%–82%), через 12 месяцев – 10,5% ± 2,5 (7%–16%).

Рис. 7. Оценка амплитуды движений с нагрузкой с имитацией фазы предпереноса

Fig. 7. Evaluation of the amplitude of movements with a load with the imitation of the pre-swing phase

Обсуждение

Сесамовидные кости являются крайне важными анатомическим структурами, которые принимают участие в движении 1 ПФС и оказывают значительное влияние на биомеханику стопы в целом [14]. В фазе предпереноса (pre-swing) шага происходит подъём заднего отдела стопы. При этом первый палец и сесамовидные кости фиксированы на опоре, первая плюсневая кость по сесамовидным костям смещается проксимально и подошвенно. Таким образом происходит активация механизма лебедки– «windlass mechanism». Данный механизм позволяет увеличить моментное плечо мышц-сгибателей и обеспечить максимальную энергоэффективность в процессе шага [15].

При нарушении движений сесамовидных костей происходит смещение оси ротации 1 ПФС подошвенно на уровень соединения головки первой плюсневой кости и сесамовидных костей, таким образом происходит образование шарнира на уровне сесамо-фаланговой связки [16]. В результате основная фаланга первого пальца не может смещаться дор-сально по головке первой плюсневой кости, что приводит к возникновению импиджмент синдрома с конфликтом по тыльной поверхности сустава. Flavin и соавт. определили, что напряжение суставного хряща на тыльной трети головки плюсневой кости при наличии тугоподвижности 1 ПФС увеличивалась с 3,6 МПа до 7,3 МПа [17]. Данные нарушения сопровождаются хронической травматизацией сесамовидных костей, приводит к их реактивной пролиферации и энтезопатии, что в далеко зашедших стадиях может проявляться гипертрофией сесамовидных костей и образованием субхондральных кист [18] В анатомическом исследовании Aseyo D. и соавт., дегенеративные изменения плюсне-сесамовидного комплекса при ОА 1 ПФС наблюдали в 32%. Анкилоз данного сочленения отмечался в 4 % [19].

Таким образом, подход к лечению ОА 1 ПФС, направленному на сохранение движений в суставе, должен включать в себя: декомпрессию суставных поверхностей, восстановление конгруэнтности суставных поверхностей и оси ротации сустава. Для решения вышеперечисленных задач нами ранее была предложена методика изолированного гемиэндопротезирования 1 ПФС [20]. В период с 2021 по 2024 год нами выполнено 32 изолированных гемиэндопротезирования 1 ПФС. При анализе результатов лечения пациентов с ОА 1 ПФС 3-4 стадии наиболее частым осложнением после оперативного вмешательства являлась тугоподвижность данного сустава. Более подробный повторный анализ предоперационных рентгенограмм позволил выявить корреляцию между наличием выраженных дегенеративных изменений плюсне-сесамовидного сустава, возрастом пациентов и ограничением движений 1 ПФС. Для решения этой проблемы мы предложили данную методику [8].

Применение биодеградируемых коллагеновых мембран является одной из широко используемой методик, в том числе и при лечении остеохондральных дефектов как коленного сустава, так и голеностопного сустава и стопы [21,22]. Принцип методики применения коллагеновых мембран заключается в активизации механизма хондрогенеза [23]. В литературе имеется большое количество исследований, подтверждающих эффективность применений коллагеновых мембран с целью восстановления хрящевой ткани [24].

Заключение

Предложенная методика гемиэндопротезирования первого плюснефалангового сустава керамическим гемиэндопротезом в сочетании с пластикой плюсне-сесамовидного сустава коллагеновой мембраной, по нашему мнению, позволяет восстановить движения в плюсне-фаланговом суставе с учетом влияния на движения 1 ПФС плюсне-сесамовидного сустава, и таким образом, может быть эффективным и воспроизводимым методом оперативного лечения пациентов ОА 1 ПФС 3–4 стадии с сопутствующими дегенеративными изменениями плюсне-сесамовидного сустава.