Возможность использования лабораторных предикторов в оценке развития асептической нестабильности при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава

¹Введение. Увеличение продолжительности жизни населения экономически развитых стран приводит к росту числа пациентов с заболеваниями ТБС и, соответственно, к росту числа лиц, нуждающихся в ТЭП ТБС [1–3]. Одним из часто встречающихся и грозных осложнений ТЭП ТБС является, как известно, асептическая нестабильность эндопротеза, уменьшение числа случаев которой можно отнести к одной из ведущих задач современной ортопедии [4]. В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что длительность нормального функционирования эндопротеза во многом определяется не только исходным состоянием костной ткани, непосредственно прилежащей к импланту, но и особенностями процессов стрессового ремоделирования кости в послеоперационном периоде [5,6].

Интенсификация метаболизма костной ткани, приводящая к повышению уровня биохимических маркеров её ремоделирования в биологических жидкостях организма после операции [7, 8], является одним из проявлений адаптационно-компенсаторной реакции. Требует уточнения количественная оценка степени интенсификации костного метаболизма, определяемого по уровню биохимических маркеров резорбции и костеобазования в сыворотке крови в раннем послеоперационном периоде. Кроме того, необходимо проведение анализа диагностической информативности данных биохимических тестов, их возможного использования с целью прогнозирования результатов ТЭП ТБС у больных коксартрозом.

Цель исследования: оценка возможностей прогнозирования результатов тотального эндопротезирования тазобедренного сустава (ТЭП ТБС) у больных коксартрозом по уровню биохимических маркеров резорбции и формирования кости, определяемых в сыворотке крови.

Методы . Для решения поставленной задачи в динамике обследовано 50 больных коксартрозом (II–III стадии), поступивших в СарНИИТО для оперативного лечения (максимальный срок наблюдения: 24 месяца после операции). У всех больных наблюдалось выраженное нарушение функции ТБС (ФНС II-ΙΙI). Среди обследованных было 20 мужчин и 30 женщин. Возраст мужчин: от 36 до 78 лет, все женщины старше 50 лет. Длительность заболевания — от 5 до 16 лет, длительность поражения тазобедренного суста-

Адрес: 410002, г. Саратов, ул. Чернышевского, 148.

Тел.: 232878.

ва: более пяти лет. Контрольную группу составили 30 практически здоровых лиц.

Все пациенты получали в прошлом различные нестероидные противовоспалительные препараты. Всем больным выполнено первичное бесцемент-ное ТЭП ТБС; послеоперационный период протекал гладко, ранние и поздние инфекционные осложнения, а также осложнения, связанные с техническими погрешностями во время оперативного вмешательства, отсутствовали.

Всем больным выполнялось тщательное клинико-рентгенологическое и лабораторное обследование, денситометрическое исследование (оценка минеральной плотности костной ткани (МПК) в поясничном отделе позвоночника L1-L4 в передне-задней проекции и проксимальных отделах обоих бедер — в шейке, большом вертеле и бедре в целом) с помощью костного денситометра Prodigy (№ DF+ 150451999 г.) фирмы GE LUNAR Corporation (США).

Выполняли стандартное клинико-лабораторное исследование крови и мочи и биохимическое исследование крови. В сыворотке крови методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью стандартных тест-систем на анализаторе с микропланшетным ридером Anthos-2020 определяли биохимические маркеры формирования (N-mid остеокальцин — ОК и костный изофермент щелочной фосфатазы — ЩФ) и резорбции (С-концевые тело-пептиды зрелого коллагена I типа — Serum CrossLaps) кости для оценки особенностей процессов ее ремоделирования.

Кровь для биохимических исследований получали при пункции локтевой вены утром натощак.

Лабораторное обследование больных выполнялось в следующие сроки: до операции, через 1,5; 3, 6, 12 (14) и 18–24 месяца после оперативного вмешательства.

Статистическая обработка проводилась с вычислением средней арифметической (М), средней ошибки средней арифметической (m), коэффициента достоверности (t). Полученные данные считались достоверными при показателе вероятности р<0,05.

Результаты. У всех больных имелся остеопенический синдром, проявлявшийся как локальным (пе-риартикулярным) остеопорозом или остеопенией, так и генерализованной остеопенией (снижение МПК в области L1-L4). До операции у 22 больных в области, прилежащей к ТБС, выявлено снижение МПК, характерное для остеопороза (Т-критерий –2,5 SD и ниже); у остальных больных — снижение МПК, характерное для остеопении (Т-критерий от –1,1 SD до –2,4 SD).

При динамическом изучении особенностей метаболизма костной ткани в процессе её адаптивной перестройки после ТЭП ТБС у 47 человек состояние эндопротеза в зависимости от клинико-рентгенологической картины оценивалось как стабильное в течение всего периода наблюдения. У этих больных статистически достоверное (р<0,05) повышение по сравнению с практически здоровыми лицами уровня Serum CrossLaps и костного изофермента ЩФ наблюдалось через 3 и 6 месяцев после операции. Через год эти показатели возвращались к дооперационным значениям, в то время как содержание остеокальцина оставалось несколько повышенным.

У трех пациентов диагностировано развитие ранней асептической нестабильности в течение 1,5–2 лет после операции на основании клинико-рентгенологических (жалобы, объем активных и пассивных движений в ТБС, миграция компонентов эндопротеза, перипротезный очаговый остеолиз, перипро-тезный остеопороз и потеря окружающей костной ткани) и денситометрических (снижение МПК вокруг компонентов эндопротеза в динамике) исследований, подтвержденной интраоперационно при реэндопротезировании. Диагностированная асептическая нестабильность сопровождалась значительной интенсификацией обмена костной ткани не только по сравнению с нормой, а также с показателями у больных при благоприятно протекающем стрессовом ремоделировании: повышение уровня маркеров резорбции в сыворотке крови (р<0,05), а также существенное (р<0,05), но менее выраженное повышение маркеров костеобразования.

В таблице представлены результаты исследования динамики биохимических маркеров при неблагоприятном протекании процессов стрессового ремоде- лирования (развитие асептической нестабильности в срок до двух лет после первичного ТЭП).

При анализе динамики уровня биохимических маркеров у каждого из трех больных было обращено внимание на характер изменения соотношения уровней Serum CrossLaps и ОК по сравнению с до-операционным уровнем. Так, у всех трех больных уровень Serum CrossLaps уже через 1,5 месяца после оперативного вмешательства возрос в 2 раза и более, а уровень ОК хотя и увеличился, но не более чем в 1,5 раза, т.е. уже через 1,5 месяца имела место выраженная интенсификация ремоделирования костной ткани с выраженным преобладанием процессов резорбции. Данные соотношения содержания Serum CrossLaps и ОК сохранялись относительно постоянными и через 3, и через 6 месяцев, приводя к еще более выраженному преобладанию процессов резорбции, которое не компенсировалось соответствующим усилением процессов костеобразования в сроки 12–24 месяцев после операции. Очевидно, грубые нарушения процессов стрессового ремоделирования костной ткани, сопровождающиеся выраженным отрицательным костным балансом, обнаруженным при анализе индивидуальных особенностей метаболизма костной ткани, развившимся в ранние сроки и длящимся более шести месяцев после операции, приводили у этих больных к развитию асептической нестабильности эндопротеза в ближайшие 1,5–2 года после ТЭП.

Для иллюстрации приводим клинический пример. Больная Ц., 1947 г.р. наблюдается в СарНИИТО в течение двух лет. Больной себя считает с 2000 г., когда стала беспокоить боль в области правого тазобедренного сустава, возникающая при ходьбе, ограничение движений в правом тазобедренном суставе.

Маркеры резорбции и костеобразования у больных остеоартрозом после ТЭП ТБС с ранней асептической нестабильностью (n=3)

Сроки исследования	Тесты
	Serum CrossLaps (нг/мл)	остеокальцин (нг/мл)	костный изофермент ЩФ (ед/л)
	1–0,65	1–12,48	1–31,31
До операции	2–0,41	2–14,20	2–30,03
	3–0,53	3–13,90	3–32,04
	1–1,30	1–18,7	1–32,52
1,5 месяца после операции	2–0,95	2–19,4	2–31,03
	3–1,10	3–20,0	3–32,00
	1–1,70	1–19,9	1–32,50
3 месяца после операции	2–1,14	2–20,1	2–31,00
	3–1,73	3–21,7	3–32,06
	1–1,61	1–20,8	1–32,50
6 месяцев после операции	2–1,17	2 — нет	2–31,07
	3–2,01	3–21,0	3–32,04
	1–1,83	1–21,2	1–32,6
12–14 месяцев после операции	2–1,42	2–23,0	2–31,0
	3 — нет	3–21,9	3–32,05
	1–1,78	1–20,3	1–32,57
18–24 месяца после операции	2 — нет	2–23,4	2–31,02
	3–1,95	3 — нет	3–32,03

В поликлинике по месту жительства поставлен диагноз: «Деформирующий остеоартроз тазобедренных суставов справа II ст., слева — I ст.» Проводилось неоднократное консервативное лечение без эффекта. В 2006 г. боль усилилась, объем движений в правом тазобедренном суставе значительно уменьшился, появилось укорочение правой ноги, было рекомендовано выполнить тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава, для которого больная поступила в СарНИИТО.

Данные денситометрии : AP Spine=–3,0 SD; Left Femur=–2,5 SD; Right Femur=–3,7 SD. Заключение: МПК при обследовании поясничного отдела позвоночника (Т-критерий=–3,0 SD) и проксимальных отделов бедер (слева Т-критерий=–2,5 SD; справа Т-критерий=–3,7 SD) соответствует системному остеопорозу.

Биохимические маркеры костной ткани:

• 1.    Serum CrossLaps 0,65 нг/мл.

• 2.    Остеокальцин 12,48 нг/мл.

• 3.    Костный изофермент щелочной фосфатазы 27,1 ед/л.

Диагноз: «Двусторонний деформирующий остеоартроз тазобедренных суставов справа — III ст., слева — I ст. Укорочение правой ноги на 2 см».

Выполнено бесцементное тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава. Послеоперационный период протекал без осложнений.

В течение первого года после операции больная регулярно являлась в СарНИИТО для динамического клинико-лабораторного контроля. Жалоб не предъявляла. При проведении инструментальных методов обследования (рентгенография, денситометрия) видимых изменений не выявлено.

Уровень биохимических маркеров костной ткани через 1,5 месяца после операции:

• 1.    Serum CrossLaps 1,3 нг/мл.

• 2.    Остеокальцин 18,7 нг/мл.

• 3.    Костный изофермент щелочной фосфатазы 32,52 ед/л.

Уровень биохимических маркеров костной ткани через 3 месяца после операции:

• 1.    Serum CrossLaps 1,7 нг/мл.

• 2.    Остеокальцин 19,9 нг/мл.

• 3.    Костный изофермент щелочной фосфатазы 32,5 ед/л.

Уровень биохимических маркеров костной ткани через 6 месяцев после операции:

• 1.    Serum CrossLaps 1,61 нг/мл.

• 2.    Остеокальцин 20,8 нг/мл.

• 3.    Костный изофермент щелочной фосфатазы 32,50 ед/л.

Через 1,5 года после операции больная обратилась с жалобами на боль в области правого тазобедренного сустава, правого бедра, усиливающуюся при движении. Ходит с опорой на костыли. Длина ног равная. Движения в правом тазобедренном суставе ограничены из-за боли. Осевая нагрузка резко болезненная.

Рентгенограмма тазобедренных суставов. Справа — состояние после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава, имеется зона резорбции вокруг бедренного компонента эндопротеза; слева — сужение суставной щели (рисунок).

Данные денситометрии: AP Spine=–2,9 SD; Left Femur=–2,6 SD.

Заключение: МПК при обследовании поясничного отдела позвоночника (Т-критерий=–2,9 SD) и проксимального отдела левого бедра (слева Т-критерий=–2,6 SD) соответствует системному осте- опорозу. МПК вокруг эндопротеза справа имеет тенденцию к снижению.

Биохимические маркеры костной ткани:

• 1.    Serum CrossLaps 1,78 нг/мл.

• 2.    Остеокальцин 20,3 нг/мл.

• 3.    Костный изофермент щелочной фосфатазы 32,57 ед/л.

Больной выполнено реэндопротезирование, нестабильность импланта подтверждена интраоперационно.

В данном примере уже через 1,5 месяца после операции уровень Serum CrossLaps увеличился почти в 2 раза, а уровень ОК в 1,5 раза по сравнению с дооперационным уровнем. Данные соотношения содержания Serum CrossLaps и ОК сохранялись в течение всего времени наблюдения. Через 1,5 года после операции диагностирована асептическая нестабильность эндопротеза, подтвержденная интраоперационно при реэндопротезировании.

Полученные нами данные позволили предложить способ прогнозирования результатов эндопротезирования тазобедренного сустава в ранние послеоперационные сроки путем исследования крови пациента в динамике до и через 1,5 месяца после операции. В указанные сроки определяют биохимические маркеры резорбции и формирования кости и, если в послеоперационном периоде по сравнению с дооперационным уровень С-концевых телопептидов зрелого коллагена I типа (Serum CrossLaps) возрастает не менее чем в два раза, а уровень ОК возрастает не более чем в полтора раза, диагностируют выраженное преобладание процессов резорбции, не компенсируемое усилением костеобразования, и прогнозируют высокий риск развития асептической нестабильности эндопротеза (патент РФ № 2373539, опубл. 20.11.09).

Обсуждение. До настоящего времени не только прогнозирование возникновения, но и своевременная диагностика асептической нестабильности является сложной проблемой [9]. Попытки прогнозирования результатов ТЭП ТБС у больных коксартрозом с помощью лабораторных тестов, в том числе возникновения асептической нестабильности в ранние сроки после операции, приводятся в целом ряде исследований, причем в некоторых используются и биохимические способы оценки особенностей ремоделирования кости [7, 8, 10]. Однако, как свидетельствуют литературные источники, описываемые способы отличаются сложностью, длительностью, трудоемкостью и не всегда позволяют оценить про-

Рентгенограмма тазобедренных суставов больной Ц. через 1,5 года после оперативного вмешательства цессы ремоделирования костной ткани. Были попытки прогнозирования течения костеобразования на дооперационном этапе с помощью исследования биохимических параметров в биологических жидкостях больного (кровь, моча). В сыворотке крови определяли общую активность щелочной фосфатазы и ее костной фракции, а в суточной моче — содержание Са, общего гидроксипролина и креатинина и рассчитывали соотношения указанных величин, при изменении этих расчетных показателей прогнозировали замедленное течение костеобразования. В данном способе необходимо исследовать два биологических субстрата — кровь и мочу, причем приходится собирать суточную мочу, что создает определенные неудобства для амбулаторного больного; определяют 5 параметров и дополнительно проводят расчет еще трех показателей. Кроме того, существенным недостатком способа является его недостаточная точность, что связано с использованием определения общего гидроксипролина мочи, не отражающего обмен коллагена I типа, специфичного именно для костной ткани, а отражающего результирующую метаболических процессов всех соединительно-ткан-ных образований организма, содержащих коллаген не только I, но и других типов (II тип, характерный для хряща и стекловидного тела; III тип, характерный для кровеносных сосудов и т.д.).

Предлагалось проводить прогнозирование результатов эндопротезирования тазобедренного сустава путем динамического обследования пациента до операции и через 1 и 3 месяца после нее и в сыворотке крови определять содержание иммуноглобулинов А и Е, уровня эозинофилов, наличия антител к солям металлов или полимеров эндопротеза. При отличии показателей от дооперационного уровня прогнозировали неблагоприятный результат эндопротезирования [10]. Способ также достаточно сложен (три раза проводят исследование широкого спектра иммунных тестов, в том числе с применением методов, обычно не используемых в широкой практике клинико-диагностических лабораторий (определение антител к составляющим эндопротеза), длителен (требует для своего осуществления не менее трех месяцев) и трудоемок (определяют целый ряд лабораторных параметров — иммуноглобулины А, Е, антитела к солям металлов или полимеров, входящим в состав эндопротеза, эозинофилы). Способ позволяет оценить не особенности стрессового ремоделирования костной ткани, а особенности реагирования иммунной системы организма на составляющие эндопротеза, что в определенной мере связано именно с особенностями металлоконструкции, а в определенной мере с особенностями реакции на нее иммунной системы, и не отражает метаболизм костной ткани.

Нами предложен оригинальный способ прогнозирования результатов ТЭП ТБС в ранние сроки после оперативного вмешательства с помощью динамического исследования маркеров резорбции и