профілактика ранньої асептичної нестабільності ніжки ендопротеза кульшового суглоба

Краткое описание

Інститут патології хребта та суглобів
імені професора М.І. Ситенка АМН України

На правах рукопису

Петренко дмитро євгенійович

УДК 616.728.2-089.28-089.168.1-06

профілактика ранньої асептичної нестабільності ніжки ендопротеза кульшового суглоба

14.01.21 травматологія та ортопедія

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата
медичних наук

Науковий керівник
Філіпенко Володимир Акимович,
доктор медичних наук

Харків - 2004

ЗМІСТ

ВСТУП

4

РОЗДІЛ 1 Рання асептична нестабільність ніжки ендопртеза та сучасні підходи до її профілактики

10

1.1. Причини розвитку та методи профілактики ранньої асептичної нестабільності ніжки ендопротеза кульшового суглоба

10

1.2. Використання методу кінцевих елементів в розробці, плануванні та оцінюванні результатів реконструктивно-відновлювальних операцій на кульшовому суглобі

23

1.3. Висновки

31

РОЗДІЛ 2 Матеріали та методи досліджень

34

2.1. Матеріали досліджень

34

2.2. Клінічні методи

39

2.3. Рентгенологічні методи

44

2.4. Комп’ютерна томографія

51

2.5. Біомеханічні методи

52

2.5.1. Дослідження напружньо-деформованого стану стегнової кістки та ніжки ендопротеза методом кінцевих елементів

53

2.5.2. Функціональна опороздатність нижніх кінцівок

57

2.5.3. Дослідження сили м’язів кульшового суглоба

58

2.5.4. Методика подографії

59

2.6. Методика статистичної обробки отриманих результатів

60

2.7. Висновки

61

РОЗДІЛ 3 Напружньо-деформований стан проксимальної частини стегнової кістки при безцементному ендопротезуванні

63

3.1. Кінцево-елементна модель проксимальної частини стегнового суглоба

63

3.2. Критерії підбору оптимальної моделі та розміру ніжки ендопротеза

70

3.3. Висновки

80

РОЗДІЛ 4 Метод доопераційного підбору оптимальної моделі та типорозміру ніжки ендопротеза та його використання

82

4.1. Метод підбору оптимальної моделі та розміру ніжки тотального ендопротеза кульшового суглоба

82

4.2. Оцінка точності методу підбора ніжки ендопротеза

87

4.3. Використання методу підбору ніжки ендопротеза для ретроспективного аналізу

89

4.4. Використання методу підбору ніжки ендопротеза для профілактики ранньої асептичної нестабільності

111

4.5. Аналіз ефективності використання методу підбору ніжки ендопротеза

127

4.6. Висновки

129

ВИСНОВКИ

131

Список використаних джерел

140

Додатки

156

ВСТУП

В теперішній час ендопротезування кульшового суглоба є однією з найбільш розповсюджених операцій, яка використовується при різноманітній патології у хворих як молодого, так і похилого віку. Не дивлячись на те, що накопичено досить великий досвід виконання цього оперативного втручання, воно потребує високої кваліфікації ортопедів. При цьому зусилля науковців всього світу спрямовані на подальше поліпшення результатів ендопротезування за рахунок удосконалення методик імплантації і передопераційного планування.
Актуальність проблеми. Порушення методики імплантації безцементної ніжки ендопротеза, поряд з іншими причинами, приводить до виникнення ранньої асептичної нестабільності стегнового компонента імплантата [18, 20, 58].
Одним із шляхів запобігання цього порушення є правильне просторове розташування ніжки ендопротеза кульшового суглоба у стегновому каналі. Це має важливе значення тому, що заміна проксимальної частини стегна на штучну перетворює природній механізм передачі навантаження на стегнову кістку. Згодом це веде до виникнення надмірних навантажень, які передаються на всю ніжку та приводять до розвитку ранньої асептичної нестабільності імплантата, що є одним з найбільш розповсюджених післяопераційних ускладнень безцементного ендопротезування кульшового суглоба [4, 73].
Рання асептична нестабільність ніжки імплантата виникає в перші 5 років після операції [42, 46]. Для профілактики розвитку цього ускладнення необхідна якомога більша стабільна фіксація ніжки імплантата, для досягнення чого існують певні заходи, наприклад, правильна орієнтація імплантата у кістковому каналі і точний підбір ніжки стандартного ендопротеза відповідно до розмірів стегнового каналу [51].
Крім того, для досягнення більш стабільної фіксації необхідна максимально можлива площа, тобто найбільш тісний контакт між поверхнею імплантата та життєздатною кістковою тканиною, а інколи, якщо конструкція імплантата не відповідає формі кісткового ложа, використовувати додаткову фіксацію, наприклад, серкляж.
Цей контакт досягається за допомогою видалення кісткової тканини спеціальними рашпілями, які мають форму ніжки ендопротезів різного типорозміру. Це дуже травматично, але дозволяє надати кістковому каналу в максимальному ступені форму ніжки. Інший шлях полягає в розробці спеціальної конструкції ніжки, яка сприяє виникненню цього контакту завдяки своїй особливій формі, наприклад, використання ніжки з пористим покриттям [29].
Краще за все створити умови для виникнення цього контакту (максимально можливій площи) дозволяє розробка індивідуальних ендопротезів. Bargar виготовляє їх з використанням систем CAD/CAM (computer assisted design/ computer assisted manufacturing) з подальшою обробкою ложа ендопротеза робототехнікою. Це дозволяє збільшити площу контакту між ніжкою та кісткою до 8284% на відміну від кваліфікованої ручної обробки, при якій ці показники складають від 62% до 64% [30].
Але внаслідок високої вартості індивідуальне ендопротезування не має широкого розповсюдження в Україні та країнах Західної Європи.
На сьогодні у багатьох клініках нашої країни використовують ендопротези, які виробляються вітчизняними та зарубіжними фірмами (ОРТЕН, Зіммер та ін.). Одним із шляхів досягнення найбільшого успіху при використанні існуючих конструкцій, на наш погляд, є ретельний підбір стегнового компоненту та його правильна просторова установка. Це робиться за допомогою спеціальних плівок (шаблонів), на яких зображені контури ніжки ендопротеза. Ці шаблони прикладаються до рентгенограм, після чого визначається найбільш вірогідний розмір ніжки у фронтальному січенні [148]. Але ця методика має помилки, пов’язані з такими причинами, як проекційне збільшення кісток на рентгенограмі і неможливість правильної просторової установки ніжки у кістковому каналі, що обумовлено обмеженням підбору тільки в двох площинах.
Таким чином, у теперішній час повною мірою не вирішена задача запобігання ранньої асептичної нестабільності безцементного імплантата, яка виникає внаслідок його неправильного підбору. Саме тому стає актуальною проблема забезпечення профілактики ранньої асептичної нестабільності ще на етапі передопераційного планування.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом науково - дослідних робот Інституту патології хребта та суглобів ім. проф. М. І. Ситенка АМН України (Дослідження комплексних заходів профілактики ранньої асептичної нестабільності компонентів ендопротеза кульшового суглоба”; шифр теми ЦФ 2001.6. АМНУ, номер держреєстрації 0101U000651. У рамках цієї теми автором особисто проводилось обстеження хворих, розробка кінцево-елементних моделей стегнової кістки та інтерпретація результатів досліджень).
Мета і завдання дослідження. Забезпечити профілактику ранньої асептичної нестабільності ніжки тотального безцементного ендопротеза кульшового суглоба шляхом визначення оптимальної моделі та потрібного типорозміру імплантата стандартної конструкції за допомогою методу його підбору за розробленим критерієм.
Для досягнення цієї мети було потрібно вирішити наступні завдання:
1.Провести аналіз вітчизняної та зарубіжної наукової літератури і визначити основні причини ранньої асептичної нестабільності ніжки безцементного ендопротеза, а також тенденції в розвитку заходів її профілактики.
2.Розробити кінцево-елементну модель проксимальної частини стегнової кістки та ніжки ендопротеза.
3.За допомогою розробленої кінцево-елементної моделі провести дослідження напружньо-деформованого стану ніжки ендопротеза та проксимальної частини стегнової кістки, на підставі чого виявити та обгрунтувати об’єктивний критерій підбору ніжки безцементного ендопротеза кульшового суглоба.
4.Розробити метод підбору оптимальної моделі та розміру ніжки стандартної конструкції безцементного ендопротеза кульшового суглоба з урахуванням виявленого критерію.
5.З урахуванням виявленого критерію підбору та розробленого методу провести ретроспективний аналіз причин розвитку ранньої асептичної нестабільності ніжки імплантата у хворих та виявити питому вагу цього ускладнення з причин невідповідності ніжки ендопротеза розробленому критерію.
6.Апробувати розроблений метод підбору ендопротезів на клінічному матеріалі та оцінити його ефективність.
Об’єкт дослідження. Рання асептична нестабільність ніжки тотального безцементного ендопротеза кульшового суглоба.
Предмет дослідження. Об’єктивний критерій підбору оптимальної моделі та розміру ніжки стандартного безцементного ендопротеза, який забезпечує надійну первинну стабілізацію імплантата в каналі стегнової кістки.
Методи дослідження. Для встановлення діагнозу та оцінки результатів ендопротезування використовувалися клінічні методи дослідження, для створювання моделей проксимальної частини стегна - рентгенологічний метод та комп’ютерна томографія, для визначення напружньо-деформованного стану кісткової системи ендопротез-стегнова кістка” використовувався метод кінцевих елементів, для визначення патологічних змін в опорно-руховому апараті хворих - біомеханічний метод дослідження, метод статистичної обробки результатів з використанням програми Mathcad 2001i Professional.
Наукова новизна отриманих результатів. Розроблено нову кінцево-елементну модель проксимальної частини стегнової кістки, яка дозволяє встановити напружньо-деформований стан системи ендопротез-кістка.”
За допомогою розробленої нової моделі вперше встановлено, що при площі контакту між ніжкою ендопротеза та стінками каналу стегнової кістки менш 60% напруження в кістковій тканині досягають критичних значень, що веде до дестабілізації ніжки.
Вперше виявлена значущість недостатньої площі контакту між ніжкою ендопротеза та стінками каналу стегнової кістки як одного з етіологічних факторів ранньої асептичної нестабільності імплантата.
Практичне значення отриманих результатів. Розроблений метод підбору ніжки безцементного ендопротеза кульшового суглоба дозволяє на стадії передопераційного планування усунути основні біомеханічні причини розвитку ранньої асептичної нестабільності імплантата, як одного з ускладнень безцементного ендопротезування.
Розроблений метод впроваджено в Інституті патології хребта та суглобів ім.проф.М. І. Ситенка АМН України, в обласній клінічній травматологічній лікарні м.Харків, в обласній клінічній лікарні м. Полтава. Метод викладається на кафедрі травматології та ортопедії Харківського державного медичного університету та на кафедрі травматології, ортопедії та комбустіології Харківської медичної академії післядипломної освіти.
Особистий внесок здобувача. Особисто автором було вивчено стан проблеми профілактики ранньої асептичної нестабільності ніжки ендопротеза та тенденції її розвитку, розроблена модель проксимальної частини стегнової кістки, проведено біомеханічне дослідження та проаналізовані результати цього дослідження, розроблено методику підбору оптимальної моделі та типорозміру ніжки стандартного тотального ендопротеза кульшового суглоба, апробовану при передопераційному плануванні пацієнтам, яким було потрібно проведення операції безцементного ендопротезування кульшового суглоба, проведено ретроспективний аналіз причин ранньої асептичної нестабільності ендопротезів.
Апробація результатів дисертації. Результати роботи докладались на 7-му з’їзді ортопедів-травматологів Республіки Бєларусь (Гомель, 2002р.), на науково-практичній конференції з міжнародною участю Тотальне і ревізійне ендопротезування великих суглобів”(Київ-Львів, 2003р.), на тематичному засіданні Харківського медичного товариства (2003р.), отримано премію першого ступеня Харківського медичного товариства за кращу наукову роботу серед молодих вчених. Цілком дисертація доповідалась на розширеному засіданні Вченої ради Інституту патології хребта та суглобів імені проф. М.І.Ситенка АМН України.
Публікації. За результатами досліджень опубліковано 7 наукових праць, з них 4 статті у провідних наукових фахових виданнях, 1 деклараційний патент України.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг дисертації 162 сторінок, у тому числі 111 сторінок основного тексту, 16рисунків на 9 сторінках, 36 рисунків по тексту, 26 таблиць по тексту, 1таблиця на 1 сторінки, 6 додатків на 7 сторінках, список використаних джерел на 16 сторінках включає 161 найменувань.

Список литературы

ВИСНОВКИ

Сучасний світовий рівень досягнень в лікуванні патології кульшового суглоба характеризується широким та ефективним використанням ендопротезів. В теперішній час ендопротезування є не тільки найбільш розповсюдженою, але й найбільш розробленою у технічному плані ортопедичною операцією. Але, не зважаючи на це, а також на те, що різними фірмами запропонована значна кількість імплантатів, ендопротезування залишається дуже складною з усіх точок зору операцією, позитивний результат якої залежить не тільки від кваліфікації лікаря та досконалості технології, але й від економічного стану хворих та інших соціальних проблем. На жаль, широкий діапазон конструкцій, висока кваліфікація лікаря, доскональність технології та ін. не забезпечують запобігання ускладнень, пов’язаних з операцією. Найчастіше з них зустрічається рання асептична нестабільність компонентів ендопротеза, яка за літературними даними складає від 3% до 7% ускладнень цього оперативного втручання.
Головною метою ендопротезування будь - якого суглоба є забезпечення його ефективного та тривалого існування. Прийнято вважати, що термін служби ендопротеза у середньому складає 10-15років, після чого виникає його розхитування, яке пов’язане з лізісом кісткового ложа, стиранням поліетилену у парі тертя та ін. Такого терміну служби явно недостатньо, що обумовлено причиною, за якою вік хворих, яким здійснюється безцементне ендопротезування, постійно зменшується. Крім того, в дійсності рання асептична нестабільність компонентів ендопротеза кульшового суглоба виникає не через 10 15 років, а значно раніше: як правило, в перші 5 років після оперативного втручання. Це пов’язано з менш природньою життєдіяльністю стегнової кістки після імплантації ендопротеза. Слід зауважити при цьому, що першою починає виявляти себе нестабільність стегнового компонента, що пов`язано з більшою дією на стегнову кістку непридатних для кульшового суглоба умов функціонування.
Відомо, що у великих провідних клініках Європи співідношення між первинними та ревізійними оперативними втручаннями складає 4:1. Саме тому, якщо прийняти всі ревізійні оперативні втручання за 100%, то на частку асептичного розхитування імплантатів прийдеться приблизно від 60% до 74% .
Як показано у розділі 1, причинами розвитку ранньої асептичної нестабільності ніжки є :
- недостатня площа контакту між поверхнею імплантата та стінками канала стегнової кістки, що пов’язано з неправильним підбором типорозміру ніжки на етапі передопераційного планування, а також з технічними помилками в ході операції;
- остеопороз;
- неправильна орієнтація ніжки в каналі стегнової кістки у фронтальній та сагітальній площинах;
- нераціонально побудовані реабілітаційні заходи;
- підвищена вага пацієнта;
- невідповідність міжнародним стандартам матеріалу, з якого розроблений імплантат.
Сучасний рівень ортопедії дозволяє запобігати виникненню вищеназваних причин, але в теперішній час в достатній мірі приділяється мало уваги підбору типорозміру стандартної ніжки ендопротеза. Існує ряд методик підбору, але вони мають наступні недоліки:
1.За цими методиками підбір ніжки імплантата здійснюється в одній площині, у зв`язку з чим виникають труднощі прогнозування площі контакту між поверхнею ніжки ендопротеза та стінками каналу стегнової кістки.
2.При накладанні креслень шаблонів ендопротезів на рентгенівське зображення не достатньо враховується невідповідність їх масштабів.
3.Не існує об`єктивного критерію підбору, тобто різні хірурги з аналізу одного й того ж самого рентгенівського знимку можуть вибрати різні ніжки.
В останні роки для дослідження проблем, що пов’язані з ендопротезуванням, широко використовується метод кінцевих елементів. Цей метод успішно застосовується при розробці нових моделей ендопротезів кульшових суглобів, дослідженні нових матеріалів, плануванні оперативних втручань та ін.
Біологічний об’єкт - реальна кістка - набагато складніше піддається аналізу, ніж механічна, оскільки не завжди можливо передбачити особливості реакції кісткової тканини на впровадження сторонніх тіл. Але не зважаючи на це, метод кінцевих елементів зарекомендував себе достатньо інформативним, що дозволяє проводити біомеханічні дослідження. Найбільш часто вищезгаданий метод використовується для виявлення взаємовідношень між кісткою і поверхнею ендопротеза, а також між його головкою та ніжкою.
Мета даної роботи - забезпечити профілактику ранньої асептичної нестабільності ніжки тотального безцементного ендопротеза кульшового суглоба шляхом визначення оптимальної моделі та потрібного типорозміру імплантата стандартної конструкції за допомогою методу його підбору за розробленим критерієм.
Для вирішення завдань, які стояли перед даною роботою, а також для проведення досліджень напружньо-деформованого стану проксимальної частини стегнової кістки було розроблено відповідну кінцево-елементну модель, яка була створена за допомогою рентгенограм стегнової кістки та спеціально розробленою для цього комп’ютерної програми. Для визначення властивості цієї моделі шляхом аналізу напружньо-деформованого стану проводилось порівняння останньої з відомою, але більш складною моделлю, що була побудована за геометричними характеристиками поперечних січень стегнової кістки.
Для побудування обох моделей було використано 20-тивузловий ізопараметричний шестигранник з трьома ступенями свободи. Проведені таким чином дослідження дозволили виявити, що розроблена нами модель і модель, яка була прийнята для порівняння, мають задовільний ступінь адекватності. Але розроблена нами кінцево-елементна модель має переваги, які пов’язані з тим, що її створення є відносно простим та доступним для клінічної практики. Крім того, в деяких випадках необхідно проводити, так би мовити, експрес - визначення” напружньо-деформованого стану стегнової кістки у конкретного пацієнта для здійснення прогнозування змін, які відбудуться при ендопротезуванні кульшового суглоба ендопротезом стандартної конструкції. Саме це експрес-визначення і дозволяє здійснити розроблена модель. При цьому слід відмітити, що принцип побудування нової моделі та моделі стегнової кістки при підборі ніжки нашим способом є аналогічними. Тому є всі підстави вважати, що нова кінцево-елементна модель проксимальної частини стегнової кістки може використовуватися для визначення напружньо деформованого стану стегнової кістки при подальших дослідженнях.
За допомогою нової кінцево-елементної моделі проксимальної частини стегнової кістки визначалася мінімально-припустиме значення площі контакту між ніжкою ендопротеза та каналом стегнової кістки, що дозволить досягнути первинну стабілізацію ніжки (з використанням результатів розрахунків напружньо-деформованого стану стегнової кістки та ніжки безцементного ендопротеза кульшового суглоба).
За допомогою стандартної розрахункової програми BIOCAD проводилось дослідження напружньо-деформованого стану стегнової кістки та ендопротеза при різному відсотку площі контакту між ними (100%, 90%, 80%, 75%, 60%, 55%, 50%). Для цього використовувалась розроблена нами та описана вище кінцево-елементна модель проксимальної частини стегнової кістки. Також для розрахунків була використана модель ніжки, яка володіє геометричними характеристиками безцементного ендопротеза «Ортен» (Україна), що обумовлено широкою розповсюдженістю імплантатів цієї конструкції в нашій країні. Створювалась ситуація, коли вільною була дистальна частина ніжки імплантата та її середина (відповідно проксимальна та дистальна фіксації).
В результаті проведеного дослідження було виявлено, що для досягнення надійної первинної стабілізації ніжки в каналі стегнової кістки мінімальне значення площі контакту повинно складати не менше 60% від загальної площі між ними. Цей показник (відсоток площі контакту) був обраний нами як об’єктивний критерій підбору ніжки ендопротеза. Це обумовлено тим, що при такому та більшому відсотку площі контакту ніжка ендопротеза на відміну від стегнової кістки несе на собі основні навантаження.
Також було розроблено метод підбору типорозміру ніжки тотального ендопротеза кульшового суглоба. Суть цього методу полягає в тому, що підбір ніжки тотального ендопротеза кульшового суглоба проводиться шляхом виконання масштабної рентгенографії проксимальної частини стегнової кістки в передньозадній та бічній проекціях. Після цього отримані рентгенограми вводяться в комп`ютер та спеціально розроблена програма будує графічну модель проксимальної частини стегнової кістки пацієнта, яка зіставляється з графічними моделями різних типорозмірів ніжок ендопротезів кульшового суглоба. Далі визначають максимальне значення площі контакту між зовнішньою поверхнею ніжки ендопротеза та поверхнею каналу стегнової кістки і внаслідок цього підбирається типорозмір ніжки, що забезпечує максимально можливий відсоток контакту. Цей імплантат і використовується під час операції.
Перевага запропонованого методу перед існуючими складається у наступному:
1.За рахунок використання масштабної рентгенографії метод дозволяє ураховувати масштабну невідповідність рентгенівського зображення проксимальної частини стегнової кістки та розмірів ніжок ендопротеза, що дає можливість визначити фактичні розміри каналу стегнової кістки.
2.Метод дозволяє об’єктивно підібрати найбільш підхожий для кожного конкретного випадку стегновий компонент ендопротеза, що досягається шляхом визначення відсотку площі контакту між зовнішньою поверхнею ніжки та внутрішньою поверхнею каналу стегнової кістки, як одного з найсуттєвіших критеріїв підбору.
3.Підбір ніжки за допомогою цього методу здійснюється на тривимірному зображенні, що в значній мірі полегшує роботу хірурга та додатково підвищує точність підбору.
4.Цей метод можна використовувати не тільки для передопераційного планування операції безцементного ендопротезування кульшового суглоба, а також для ретроспективного аналізу причин розвитку ранньої асептичної нестабільності ніжки імплантата.
Ретроспективний аналіз історій хвороб 26-ти пацієнтів, які лікувались в клініці патології суглобів Інституту патології хребта та суглобів імені проф.М.ІСитенка в період з 2000 по 2003 роки з приводу нестабільності ендопротеза, показав, що у 19-ти з них розвилась рання асептична нестабільність, що складає близько 73% від всієї групи хворих. У інших 7-ми пацієнтів (приблизно 27%) нестабільність компонентів імплантата виникла в термін більше, ніж через 5 років. При цьому в жодному з випадків не було виявлено осьових порушень розташування імплантата.
У 15-ти хворих з групи пацієнтів з ранньою асептичною нестабільністю виникло розхитування ніжки або обох компонентів ендопротеза, що складає приблизно 79% від групи з 19 хворих, що досліджувалася. У інших 4-х пацієнтів (приблизно 21%) виникла нестабільність тільки чашки ендопротеза. У зв’язку з цим подальший розгляд цих пацієнтів, а також тих, у яких виникла нестабільність в термін більш, ніж через 5 років, не проводився.
Серед останніх 15-ти хворих у 6 пацієнтів (40% від групи пацієнтів з ранньою асептичною нестабільністю ендопротеза) значення площі контакту між зовнішньою поверхнею імплантата та стінками каналу стегнової кістки склала менше 60% (середнє значення контакту було на рівні 45,6%), що вірогідніше за все стало головною причиною нестабільності. У решті пацієнтів (9 чоловік, що складає 60%) цей критерій склав більше 60% (в середньому 75%). При цьому операція безцементного ендопротезування першим 6-ти пацієнтам була виконана за показанням. У 2-х пацієнтів нестабільність виникла в результаті перелома стегнової кістки, який виникнув внаслідок адекватної за своєю силою травми падіння на бік (приблизно 13,3% пацієнтів). Ще у 2-х пацієнтів (також 13,3%) нестабільність виникла внаслідок розвитку остеопорозу та неадекватно побудованих реабілітаційних заходів (раннє навантаження прооперованої нижньої кінцівки).
П’яти пацієнтам операція безцементного ендопротезування була виконана не за показаннями, тобто потрібно було застосування цементної фіксації (приблизно 33,3% хворих від всієї групи, що досліджувалась).
У хворих з відсотком площі контакту менше 60% інших причин розвинення ранньої асептичної нестабільності ніжки, крім недостатнього контакту між стінками каналу стегнової кістки та ніжкою не було виявлено. Тому слід вважати, що саме це і було основним чинником розвитку цього ускладнення.
Також було проведено ретроспективний аналіз 5-ти історій хвороб пацієнтів, у яких нестабільність ендопротеза виникла через 9-28 років після проведення оперативного втручання. Протягом всіх цих років імплантат був стабільним. Визначення відсотку площі контакту між ніжкою ендопротеза зі стінками каналу стегнової кістки одразу після операції виявило, що середнє значення цього показника склало близько 93%, тобто була досягнена первинна стабілізація імплантата в кістковому каналі.
Запропонований метод підбору ніжки тотального безцементного ендопротеза кульшового суглоба був використаний при підборі імплантата для 15-ти хворих, яким необхідно було проводити операцію безцементного ендопротезування кульшового суглоба. У 5-ти випадках було встановлено, що найбільш підхожею моделлю була ніжка Ортен”, а у 10 Versys”. У всіх 15-ти випадках ендопротез, підібраний у відповідності до розробленого нами методу, був встановлений без будь-яких складнощів, з середнім значенням відсотку площі контакту 88,36% (відносна похибка-0,0376 при довірливій імовірності 0,9). При подальшому спостереженні за цими пацієнтами протягом 1-2,5 років було встановлено, що у всіх досягнуто добрий результат після ендопротезування кульшового суглобу відповідно до шкали Harris (у середньому 90 балів). При цьому встановлено, що кількість балів мала тенденцію до збільшення: через рік після операції у середньому було 84 бали, а через 2, 5 роки 93.
Аналіз ефективності використання розробленого методу підбору ніжки ендопротеза, який показав доцільність його використання в якості засобу профілактики ранньої асептичної нестабільності імплантата.
Теоретичне значення роботи полягає у тому, що вперше виявлено значущість та чисельне значення ступеня контакту між ніжкою та стінками каналу стегнової кістки, як одного з найбільш суттєвих факторів, що визначає можливість виникнення ранньої асептичної нестабільності ніжки безцементного ендопротеза кульшового суглоба.
За допомогою моделі проксимальної частини стегнової кістки з імплантованою ніжкою ендопротеза з’ясовано, що при контакті ніжки зі стінками канала стегнової кістки менше 60% від загальної площі виникають такі напруження, які свідчать про нестабільність фіксації ніжки.
На підставі проведених досліджень та їх результатів можна зробити наступні висновки:
1.На основі аналізу літературних джерел в теперішній час профілактиці ранньої асептичної нестабільності ніжки безцементного ендопротеза приділяється достатня увага. Але, незважаючи на це, не звертається потрібної уваги підбору ніжки імплантата, як засобу забезпечення профілактики даного післяопераційного ускладнення. Саме тому рання асептична нестабільність імплантата виникає у 3-7% випадків.
2.Розроблена нова кінцево-елементна модель проксимальної частини стегнової кістки та ніжки безцементного ендопротеза кульшового суглоба дозволяє з достатньо високим ступенем точності оцінювати напружньо-деформованний стан системи ендопротез-стегнова кістка”.
3.Шляхом аналізу напружньо-деформованого стану системи ендопротез-стегнова кістка” вперше встановлено об’єктивний критерій підбору ніжки безцементного ендопротеза відсоток площі контакту ніжки зі стінками каналу стегнової кістки, значення якої для досягнення надійної первинної стабілізації повинно бути не меншим, ніж 60%.
4.Вперше розроблено метод підбору ніжки безцементного ендопротеза стандартної конструкції для кульшового суглоба, в основу якого покладено визначення об’єктивного критерію підбору відсотку площі контакту ніжки ендопротеза зі стінками каналу стегнової кістки.
5.Ретроспективний аналіз причин виникнення ранньої асептичної нестабільності ніжки ендопротеза кульшового суглоба дозволив виявити, що приблизно у 40% хворих це післяопераційне ускладнення виникає внаслідок недостатнього контакту в системі ендопротез-стегнова кістка”, що є наслідком неправильно проведеного підбору імплантата. Навпаки, у тих пацієнтів, у яких площа контакту складає більше 60%, досягається тривале використання імплантата.
6.Апробування розробленого методу на клінічному матеріалі підтвердило високу ефективність його використання, як засобу профілактики ранньої асептичної нестабільності ніжки ендопротеза кульшового суглоба.
7.Розроблений метод підбору безцементного ендопротеза кульшового суглоба може бути рекомендований для подальшого впровадження у практику роботи відділень, які займаються ендопротезуванням суглобів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.Анкин Л.Н., Анкин Н.Л. Практика остеосинтеза и эндопротезирование. -Киев, 1994. -299с.
2.Бансал Алок. Асептическая нестабильность эндопротеза тазобедренного сустава // Ортопедия, травматология и протезирование.-1998. - N3.-С. 123-125.
3.Бансал Алок. Асептическая нестабильность эндопротеза тазобедренного сустава: Диагностика и лечение. Дис. ...канд. мед. наук: 14.01.21. Харьков, 2000. - 183с.
4.Баучидзе О. Ш., Оноприенко Г. А., Волошин В. П., Зубиков В. С. Отдалённые результаты эндопротезирования тазобедренного сустава //4 съезд травматологов и ортопедов России. Н. Новгород, 1997.- С.529.
5.Блаха Дж. Д., Споторно Л., Романьели С. Тотальное замещение тазобедренного сустава протезом Споторно (CLS) с использованием прес-фит эффекта // Ортопедия, травматология и протезирование.- 1993.- N3.-С.10-14.
6.Буйлова Т. В., Дорофеева Г. И. Наш опыт реабилитации больных после эндопротезирования тазобедренного сустава// Хlll з’їзд ортопедів-травматологів України: Зб. Наук. Праць. - Донецьк, 2001. С. 148-149.
7.Воронцов С.А. Современный разборной эндопротез тазобедренного сустава отечественного производства// Травматология и ортопедия России. -1994. -№5. -С.106-111.
8.Гаврюшенко Н. С. Новые материалы и возможности в создании износостойких узлов трения эндопротезов тазобедренных суставов// Эндопротезирование крупных суставов: Симпоз. с междунар. участием.- М., 2000.-С.15-23.
9.Гайко Г.В. Эндопротезирование в системе реабилитации больных с заболеваниями суставов// Ендопротезування суглобів:(Показання, техніка, помилки). - Киев; Днепропетровск, 1997. - С.10-13.
10.Гайко Г.В., Поляченко Ю.В, Рибачук О.І. Стан та перспективи розвитку ендопротезування суглобів в Україні //Вісн. ортопедії, травматології та протезування. - 2000. - №2(27). - С.71-72.
11.Гафаров Х. З., Нигматулин К. К., Хабибьянов Р. Я. Решение проблемы при асептической нестабильности тазобедренного сустава // Современные аспекты травматологии и ортопедии.- Казань,1994. - С. 49-50.
12.Герасименко С.И., Рыбачук О.И., Громадский В.А. Остеопороз как фактор риска при эндопротезировании тазобедренного сустава у больных ревматоидным артритом//Пробл. остеології. - 1998. - Т.1, №2. - С.84-87.
13.Гюнтер В.Э., Итин В.И., Мохасевич Л. А. Физико-механические критерии разработки материалов с памятью формы для медицины // Имплантаты с памятью формы.-1990.- N 1.-С. 13-15.
14.Завгородний Н. В., Ильин А. А., Карпов В. Н. и др. Титановые сплавы в эндопротезировании тазобедренного сустава//Вестн. травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова.-2000.- №2.-С.73-76.
15.Закари С. М. Причины несостоятельности эндопротеза тазобедренного сустава: Техника реэндопротезирования. Автореф. дис... канд. мед. наук:14.00.22/Рос. НИИ травматологии и ортопедии им. Р. Р. Вредена.- СПб.,1996.- 21 с.
16.Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. - М.: Мир, 1986. 318 с.
17.Ильин А. А. Механизм и кинетика фазовых и структурных превращений в титановых сплавах.-М.: Наука, 1994.-304 с.
18.Истомин А.Г. Адаптируемая математическая модель таза // Пробл. медицины. 1999. - №9(13). - С.15-19.
19.Крастилевский А. А., Карпов В. Н., Левочкин А. А. Моделирование и расчёт геометрических параметров бедренных компонентов эндопротезов тазобедренных суставов // Науч. тр. МАТИ им. К. Э. Циолковского.- М., 1999.-Вып. 2 (74).-С.46-51
20.Корж А. А., Танькут В. А. Эндопротезирование тазобедренного сустава: Актуальность и перспективы // Ортопедия, травматология и протезирование.-1995. -№4.-С. 4-8.
21.Корж А.А., Дедух Н.В., Шевченко С.Д. и др. Остеопороз: Классификация, диагностика, фармакологическая коррекция// Остеопороз: Эпидемиология, классификация, диагностика, лечение, профилактика. Киев, 1995. - С.35-36.
22.Корж А.А., Танькут В.А., Филиппенко В.А. Наш опыт эндопротезирования тазобедренного сустава//Materialele congr. IV ortop.-traumat. din rep. Moldova. - Chiasinau, 1996. -S.47.
23.Корж О.О., Танькут В.О., Філіпенко В.А. Ендопротезування суглобів як етап розвитку ортопедичної артрології// Ендопротезування суглобів:(Показання, техніка, помилки). - Київ; Дніпропетровськ, 1997. - С.21-23.
24.Корнилов Н. В.,Крапцов В.И., Воронцов С.А. и др. Ревизионные операции после эндопротезирования тазобедренного сустава // Травмотология и ортопедия России. 1995. -N 6.- С.29-33.
25.Красовский В.Л. Некоторые вопросы гистомеханики в эндопротезировании суставов человека // Сб. науч. тр. Строительство. Материаловедение: сб. науч. тр. Днепропетровск, 2000. Вып. 11. С.153-168.
26.Кузьменко В.В., Еремин Д.И., Чекашин Е.И. и др. Бесцементное эндопротезирование тазобедренного сустава: Некоторые аспекты выбора бедренного компонента // Анналы травматологии и ортопедии. 1995. - № 4. С. 36-38.
27.Кузьменко В.В., Фокин В.А. Эндопротезирование тазобедренного сустава, современное состояние и перспективы развития метода // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1991. - № 10. - С. 74-78.
28.Кукош Н.В., Бобров М.И. Эндопротезирование при дегенеративно-дистрофических заболеваниях тазобедренного сустава // Восстановит. лечение последствий травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата. Н. Новгород, 1991. С. 128-133.
29.Левенец В.М Клінічні аспекти біомеханіки ендопротезування кульшового суглоба //Дванадцятий з’їзд травматологів-ортопедів України. Київ, 1996. -С.133-135.
30.Лоренс Риггс Б., Джозеф Мелтон Л. ІІІ. Остеопороз. Этиология, диагностика, лечение. - С.-Пб.: Невский диалект,2000.- 528с.
31.Лоскутов А.Е., Красовкий В.Л., Олейник А.Е., Бредихин А.В. Концепция обеспечения стабильности фиксации бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава системы ОРТЭН” //Ортопедия, травматология и протезирование. 2000. №2. С.63-66.
32.Лоскутов А.Е., Никифоров И.А. Эндопротезирование тазобедренного сустава: Состояние проблемы и тенденции развития//Ортопедия, травматология и протезирование.- 2002.-№1.-С.94-101.
33.Маркс В. О. Ортопедическая диагностика: рук-во-справочник.-Минск: Наука и техника,1978.-510 с.
34.Медведев А.П. Факторы, влияющие на стабильность тазобедренного сустава при эндопротезировании // Материалы VI съезда травматологов-ортопедов СНГ. Ярославль, 1993. С. 191-192.
35.Мителева З. М., Петренко Д. Е., Конарева Н. Н., Жигун А. И. Упрощённая конечно - элементная модель проксимальной части бедренной кости //Ортопедия, травматология и протезирование. -2003.-N 2.-С. 56-61.
36.Мителева З. М., Суббота И. А., Карпинский М. Ю. Новые биомеханические подходы в эндопротезировании тазобедренного сустава //Ортопедия, травматология и протезирование. -2003.-№1-С.37-42.
37.Неверов В.А Окулов В.Б., Рыков Ю.А. и др. Ортопедические и иммунологические проблемы эндопротезирования // Амбулаторная травматолого-ортопедическая помощь. Новое в лечении повреждений и заболеваний опорно-двигательной системы : Тез. докл. СПб.; Йошкар-Ола, 1994.- Ч. 2. С. 70-71.
38.Неверов В.А., Сизонов А.А., Арсентьев С.И., Титух И.Н. Новые подходы и принципы в эндопротезировании// Анналы травматологии и ортопедии. - 1996. - №2. -С.26-31.
39.Николаев Л. П. Руководство по биомеханике в применении к ортопедии, травматологии и протезированию. -Киев:Госкомиздат УССР. Ч. І. 1947. 316 с.; Ч. ІІ. 1950. 308с.
40.Останин А. Н., Тюленев В. П., Романов А. В., Петровский А. А. Применение математических методов и ЭВМ. Планирование и обработка результатов эксперимента: Учеб. пособие.-Мнинск:Выш. шк., 1989. 218 с.
41.Пальшин Г.А. Экспериментальное обоснование тефлонового покрытия тотального эндопротеза тазобедренного сустава для профилактики асептической нестабильности в клинике: Автореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.22/ М., 1994. 24с.
42. Петренко Д.Е. К вопросу о нестабильности ножки эндопротеза тазобедренного сустава //Медицина сегодня и завтра. 2003. -№4. С.142-144.
43.Петренко Д.Є., Гужва В. Н., Конарєва Н. М. Методіка передопераційної та післяопераційної оцінки результатів операції ендопротезування кульшового суглоба// Тотальне і ревізійне ендопротезування кульшового суглоба.- Львів, 2003.-С. 59-63.
44.Рейнберг С. А. Рентгендиагностика заболеваний костей и суставов. М.: Медгиз, 1955.-Т.1. - 640 с.
45.Рыбачук О. И., Калашников А. В., Рой И. В. Искусственный тазобедренный сустав.-Киев, 2000.-87 с.
46.Рибачук О. І., Кукуруза Л. П., Торчинський В. П., Сулима О. М. Тотальне ревізійне єндопротезування кульшового суглоба з приводу ранньої асептичної нестабільності// Хlll з’їзд ортопедів - травматологів України: Зб. наук. праць. -Донецьк, 2001. - С. 121-123.
47.Рыбачук О.И. Ошибки и осложнения при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава//Ортопедия, травматология и протезирование. -1997. -№2. -С.13-19.
48.Сиваш К.М., Шерепо К.М. Причины и условия стабильности и нестабильности тотального ендопротеза тазобедренного сустава//Ортопедия и травматология (София). - 1981. - Т.ХІХ, №3-4. - С. 161-167.
49.Способ подбора тотального эндопротеза тазобедренного сустава: Пат. № 2145795 (РФ) А 61 В 6/00, А 61 F 2/32 /Н.А.Данилова, А.П.Медведев, В.М.Машков (РФ). №98102425; Заявлено 10.02.98.; Опубл. 27.02.2000, Бюл.№ 6.
50.Танькут В.А. Методики функциональной рентгенографии после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава по Сивашу //Ортопедия, травматология и протезирование. 1980. -№ 9. -С.31-35.
51.Троценко В. В. Динамика защитно-адаптационных реакций при эндопротезировании тазобедренного сустава// Эндопротезирование в травматологии и ортопедии.- М., 1993.- С.24-31.
52.Федоров В. Д., Кармазановский Г. Г., Гузеева Е. Б., Цвиркун В. В. Виртуальное хирургическое моделирование на основе данных компьютерной томографии. - М., 2003. - 183 с.
53.Федосьев В.И Сопротивление материалов. -3-е изд. - М.: Наука, 1964. -458с.
54.Филиппенко В. А., Мителева З. М., Петренко Д. Е. и др. Исследование напряжённо-деформированного состояния системи эндопротез-кость” при различних степенях их контакта // Ортопедия, травматология и протезирование.- 2003.-N 3.-С.96-100.
55.Філіпенко В. А., Мителева З. М., Петренко Д. Є., Конарева Н. М. Теоретичне обгрунтування підбору ніжки безцементного ендопротеза кульшового суглоба // Вісн. ортопедії, травматології та протезування.-2003.- №2-С. 32-36.
56.Филиппенко В.А., Танькут В.А., Бансал Алок. Ревизионное эндопротезирование тазобедренного сустава// Хlll з’їзд ортопедів - травматологів України: Зб. наук. праць.- Донецьк, 2001. - С. 128-130.
57.Филиппенко В.А., Танькут В.А., Жигун А.И. и др. Система подбора оптимальной конструкции эндопротеза тазобедренного сустава// Материалы VII съезда травматологов-ортопедов республики Беларусь. Минск. 2002. - С.363-364.
58.Філіпенко В.А., Хвисюк О.М., Буракова Л.Г. Помилки та ускладнення при ендопротезуванні кульшового суглоба, їх профилактика та лікування//Дванадцятий з’їзд ортопедів-травматологів України.- Київ, 1996. - С.161-162.
59.Шендеров В. А. Тотальное сохранно-корригирующее эндопротезирование тазобедренного сустава: Автореф. дис... д-ра мед. наук: 14.00.22/Иркут. ин-т травматологии и ортопедии.-Иркутск, 1992.-42 с.
60.Шендеров В.А., Виноградский С. С., Мошковцев Ю. В., Шендорова В. А. Особенности костного обрастания и крепления различных по конфигурации имплантатов в эксперименте// Травматология и ортопедия России. 1996.-N2.- С.33-37.
61.Шендеров В.А., Копылов В. С. Дестабилизация искусственных тазобедренных суставов// VІ съезд травматологов и ортопедов России. Н. Новгород, 1997.- С.618.
62.Шерепо К. М. О бесцементном эндопротезе тазобедренного сустава// Ортопедия, травматология и протезирование.- 1988. - N3.-С.58-62.
63.Шерепо К.М. Асептическая нстабильность при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава:(Эксперим.-морфол., биомехан. и клин.-стат. исслед.). Автореф. дис...д-ра мед. наук: 14.00.22/ЦИТО. -М., 1990. - 48с.
64.Чихладзе Є. Д. Опір матеріалів.- Харків: УкрДАЗТ, 2002. -362 с.
65.Янсон Х.А. Биомеханика нижней конечности человека. ‑ Рига: Зинатне, 1975. -324 с.
66.Akay M., Aslan N. An estimation of fatigue life of carbon fibre/poly ether ketone hip joint prosthesis // Proc. Inst. Mech. Eng. 1995. - Vol. 209. P.93 - 103.
67.Amstutz H.C., Markolf K.L., McNeice G.M. et al. Loosening of total hip components: causes and prevention// The hip: pоroceedings of the hip society. -St. Louis: CV Morby, 1976. -P.102-116.
68.Ahnfelt Z., Herberts P., Andersson G. B. Complications in total hip arthroplasties//Acta. Orhtop. Scand.-1988.-Vol. 59, N3.-P.353-356.
69.Andriacchi T. P., Galante. J. 0., Belytschko T. B., Hampton S. A stress analysis of the femoral stem in total hip prostheses // J. Bone Joint Surg. 1976. Vol.58-A. P.616-624.
70.Argenson J.-N., Aubaniac J.-M. Preoperative planning of total hip reconstruction for congenital dislocation of the hip using custom cementless implants // S. Orthop. J. 1994. Vol. 3. P.11-18.
71.Arnold A.S., Salinas S., Asakawa D.J., Delp S.L., Accurasy of muckle moment arms estimated from MRI-based musculo-sceletar model // Comput. Aided Surgery. 2000. Vol. 5.- P. 108-119.
72.Benum P. Custom femoral stem design principles and preliminary experience//Acta Orthop. Scand.-1996.- Vol.67, Suppl. 270.-P.12.
73.Weber G. Bernhard Experience With the мetasul total hip bearing system// Clin. Orthop.- 1996. - N329S. - P.69-78.
74.Blaha J. D., Spotorno L., Romagnolsi S. CLS press-fit total hip arthroplasty// Tech. Оrthop. 1991.- Vol. 6, N. 3.-P. 80-86.
75.Brown T. D., Ferguson A. B. The development of the computational stress analysis of the femoral head// J. Bone Joint Surg.-1978.- Vol. 60-A. P. 619.
76.Bugbee W.D., Sychterz C.J., Engh C.A. Bone remodeling around cementless hip implants// Southern. Med. J. 1996. Vol.89, N 11. P.1036-1040.
77.Callaghan J.J. The clinical results and basic science of total hip arthroplasty with porous-coated prostheses//J. Bone Joint Surg. 1993. - Мol.75 A. - Р.299-310.
78.Callaghan J.J., Dysart S.H., Savory C.G. The uncemented рorous-coated anatomic total hip prosthesis: Two year results of a prospective consecutive series//J. Bone Joint Surg. - 1998. Vol.70. P. 337-346.
79.Lyons W. C., Berquist H.T. et al. Evaluation of radiographic findings in painful hip arthroplasties//Clin. Orthop. 1989.- N195.-P.239-251.
80.Case C. P., Langkamer V. G., James C. et al. Wide spread dissemination of metal debris from implants// J. Bone Joint Surg.- 1994.-Vol. 76-B. -P.701-712.
81.Collier J.P., Mayor M.B., Surprenant V.A. et al. The biomechanical problems of polyethylene as a bearing surface// Clin. Orthop.-1990- №. 261. - P.107-113.
82.Collis D.K. Femoral stem failure in the total hip replacement//J. Bone Joint Surg. -1977. -Vol.59-A. -P.1033-1041.
83.Coombs R., Gristina A., Hungenborot D. Joint replacement. - New York, 1990.- 471 p.
84.Couteau B. The mesh-matching algorithm an automatic 3D mesh generator for finite element structures// J. Biomech. 2000. - № 38 (8).-P 1005-1009.
85.Coventry M.B. Late dislocations in patents with Charnley total hip arthroplasty // J. Bone Joint Surg. 1985. Vol. 67