CC BY
16
СПОСОБ ХОНДРОПЛАСТИКИ СУСТАВА
ПРИ ДЕСТРУКТИВНО-ДИСТРОФИЧЕСКИХ ПОРАЖЕНИЯХ
Г.П. Котельников, Ю.В. Ларцев
Самарский государственный медицинский университет,
ректор - з.д.н. РФ, чл.-кор. РАМН, д.м.н. профессор Г.П. Котельников
г. Самара
Введение. Одним из проявлений деформирующего артроза крупных суставов является разрушение и образование дефектов в хряще, в основном по «рабочей» поверхности, то есть в самых нагружаемых местах. Проблема замещения дефектов хряща как деструктивного, так и травматического происхождения, является далеко нерешенной задачей. В настоящее время представлено значительное разнообразие способов артропластики. Большинство из них заключается в полном или частичном удалении пораженных тканей и замещении дефекта аутогенным или аллогенным хрящами [2, 3, 6, 7, 9,
13]. К сожалению, результаты достаточно скромны. Чаще всего трансплантат рассасывается и замещается рубцовой тканью, просвет сустава заполняется фиброзными спайками. Поэтому восстановление целостности суставного хряща помещением в зону дефекта непосредственно хрящевой ткани, на наш взгляд, не имеет преимуществ перед внедрением туда какой либо другой ткани, например костной, так как в любом случае восстановление суставной поверхности идет через прорастание в трансплантат сосудов, его рассасывание и замещение собственными тканями [1, 4, 8, 10, 11,
14].
При создании определенных условий отмечено формирование хрящевой ткани из костной. Это, прежде всего, наличие подвижности, скудность сосудистой сети и в результате - недостаточное питание. Такая ситуация наблюдается при формировании истинного «ложного сустава» после переломов костей [5, 12, 15].
Учитывая вышеизложенное, нами предложен способ пластики суставной поверхности при деструктивно-дистрофическом поражении и дефектах гиалинового хряща с использованием костных аутот-рансплантатов (патент № 2239377 от 11.11.2002).
Цель исследования - разработка оптимального способа замещения дефектов суставного хряща.
Материал и методы
Нами выполнено экспериментальное исследование на 26 суставах 18 кроликов. Сравнивали результаты пластики поверхности сустава с применени-
ем различных трансплантатов. Все животные были разделены на четыре группы в зависимости от способа лечения дефекта хряща.
Первая группа - контрольная. Под внутривенным наркозом выполняли артротомию коленного сустава у кролика. На рабочей поверхности сустава создавали дефект хряща диаметром 2 мм, глубиной на всю толщину хряща до кости, замещения тканей не производили.
У животных второй, третьей и четвертой групп в мыщелке бедра формировали вертикальный канал 4 мм глубиной и 2 мм в диаметре, в который помещали трансплантат. Во второй группе это был аутотрансплантат -костно-хрящевой столбик размером 2х4 мм, взятый с «ненагружа-емой» поверхности этого же сустава. В третьей группе дефект замещали губчатой аутокостью тех же размеров, взятой из крыла подвздошной кости. И в четвертой - сформированный канал замещали консервированным костно-хрящевым лиофилизированным аллотрансплантатом, заготовленным заранее из мыщелка бедра другого кролика. Фиксацию осуществляли за счет «плотной посадки».
Животных выводили из опыта через два и четыре месяца после вмешательства. Макропрепараты описывали сразу после забора, фотографировали и помещали в 10%-ный формалин для дальнейшего гистологического исследования. Препараты декальцинировали трилоном Б. Для декальцинации сустава изготавливали серийные срезы толщиной 5-7 микрометров, после декальцинации отмывали в спирте (96°) в течение 3-4 дней при его ежедневной смене. Затем препараты заливали парафином. Изготовляли серийные срезы толщиной 5-8 микрон. Препараты окрашивали гематоксилином и эозином, а также пикрофукси-ном. Микрофотографии с гистологических препаратов изготавливали с помощью микроскопа МБИ-15 с фотонасадками МФН-1, МФН-3.
Результаты и обсуждение
В первой контрольной группе животных (3 кролика, 4 сустава) через два месяца наблюдали формирование остеоидной, а на поверхности -
соединительной тканей. Поверхность сустава на месте формирования дефекта имела кратерооб-разную форму. Через четыре месяца значительной динамики не наблюдали. Дефект частично заместился рубцово-хрящевой тканью, полного
Рис. 1. Макропрепарат. Вид суставного хряща через 4 месяца после формирования дефекта.
Рис. 2. Микропрепарат. Дефект гиалинового хряща
с элементами соединительной ткани. Окраска гемотоксилином-эозином. Об. 20, ок. 10.
восполнения «кратера» не произошло ни в одном суставе (рис. 1, 2).
Во второй группе (5 животных, 8 суставов) рассасывание костно-хрящевого трансплантата наблюдали к концу второго месяца, параллельно шло замещение аутотканью. К четвертому месяцу дефект был замещен, но структура пересаженного хряща отличалась от здоровой. При визуальном осмотре поверхность сустава ровная, с незначительной впадиной на месте дефекта. Поверхность на месте трансплантата мутноватая, белесая. По внешнему виду вновь сформировавшаяся ткань была близка к окружающему хрящу. Морфологически в глубоких отделах пе-
ресаженный трансплантат практически полностью заместился остеогенной тканью, мало отличающейся от окружающей кости. В поверхностном слое трансплантата, на уровне хряща сустава преобладала хрящевая с элементами фиброзной ткань. В некоторых препаратах на-
Рис. 3. Макропрепарат. Вид суставного хряща через 4 месяца после пластики аутохрящ-кость.
Рис. 4. Микропрепарат. Деструкция межклеточного пространства хрящевой ткани аутотрансплантата, элементы фиброзной ткани. Окраска гемотоксилином-эозином. Об. 20, ок. 20.
блюдали разволокнение коллагеновой структуры (рис. 3, 4).
В третьей группе (5 кроликов, 7 суставов) во всех случаях суставная поверхность на месте пересаженного трансплантата внешне мало отличалась от здорового хряща, но также имелась незначительная впадина. Рассасывание и замещение костного аутотрансплантата практически во всех случаях наблюдали на втором месяце после вмешательства. К четвертому месяцу регенерат полностью заместился: на уровне костной части канала -остеогенной тканью, на уровне хряща - хрящевой. При этом слой вновь сформированного хрящевого регенерата был тоньше
окружающего хряща. В толще и на поверхности регенерата определяли соединительнотканные элементы (рис. 5, 6).
В четвертой группе (5 кроликов, 7 суставов) наблюдали замедление регенераторных процессов.
Динамическое наблюдение за судьбой костно-хрящевых аутотрансплантатов показало, что их суставные поверхности сохраняли основные гистологические характеристики гиалиновой хрящевой ткани вплоть до 14-16 недель.
Рис. 5. Макропрепарат. Вид суставного хряща через 4 месяца после пластики с использованием аутокости.
Рис. 6. Микропрепарат. Формирование хрящевой ткани по суставной поверхности костного аутотрансплантата. Окраска гемотоксилином-эозином. Об. 20, ок. 20.
Рис. 7. Макропрепарат. Вид суставного хряща через 4 месяца посли пластики с использованием костно-хрящевого аллотрансплантата.
В то же время костная часть подвергалась полной перестройке. В поверхностных слоях мы наблюдали участки рассасывания и замещения хрящевой ткани на фиброзную.
В третьей группе формирование хряща на костном основании связано с наличием определенных условий: постоянные движения в суставе, присутствие синовиальной жидкости, гипоксия в тканях поверхностных слоев трансплантата. Примерно то же самое происходит при формировании «ложного» сустава.
Прорастание сосудов в костный трансплантат и постоянные движения способствовали дифференцированию клеток соединительной ткани в хрящевые.
Полное рассасывание регенерата отмечено к четвертому месяцу. Замещение проходило с образованием остеогенной ткани в глубоких и фиб-розно-хрящевой в поверхностных слоях регенерата. В тканях сустава на границе с регенератом в некоторых случаях обнаружены дистрофические и некробиотические изменения хряща, с формированием грубой волокнистой ткани и образованием костных шлифов. При внешнем осмотре зона аллопластики отличалась от окружающей суставной поверхности. Наблюдали углубление на месте пластики, регенерат мутный, белесый (рис. 7, 8).
В экспериментальном исследовании мы применили пересадку аутогенного хряща, кости и аллогенного хряща, связанного с участком подлежащей костной ткани.
Рис. 8. Микропрепарат. Прорастание сосудов и формирование костной ткани хрящевой части аллотрансплантата. Окраска гемотоксилином-эозином. Об. 20. ок. 20.
Процесс перестройки в консервированных аллотрансплантатах протекал менее интенсивно, чем в трансплантатах, взятых у этого же животного непосредственно во время операции. При этом следует отметить присутствие значительного количества фиброзной ткани как по периметру трансплантата, так и в его толще по мере прорастания сосудов.
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования подтвердили преимущество аутотканей перед аллогенными имплантами при пластике суставных поверхностей. При этом мы не обнаружили, какого-либо выраженного преимущества костно-хрящевых аутотрансплантатов перед костными.
Операция с применением аутокости в качестве трансплантата нами выполнена в клинике. В основе операции лежит техника «мозаичной пластики» дефектов суставной поверхности, но в качестве импланта предложено использовать костные трансплантаты соответствующего размера. Донорским ложем может служить крыло подвздошной кости или, что предпочтительнее, бугристость большеберцовой кости. Это позволяет избежать дополнительной травматизации сустава, что происходит при классической «мозаичной пластике», когда в качестве аутотрансп-лантата используют костно-хрящевые трансплантаты, взятые в этом же суставе.
Операцию выполнили 7 пациентам, у которых при проведении артроскопии коленного сустава был выявлен дефект суставного хряща мыщелков бедра. Двое пациентов были госпитализированы с диагнозом рассекающий остеохондрит, 5 пациентов находились на стационарном лечении с деформирующим артрозом коленного сустава второй (1) и третьей (4) клинико-рентгенологи-ческими стадиями.
Был разработан и изготовлен инструмент для выполнения этого вмешательства (патент № 33302 «Устройство для забора костных трансплантатов» 2.06.2003; патент № 33306 «Устройство для введения костных трансплантатов» 02.06.2003).
Операцию выполняли следующим образом. При артроскопическом обнаружении дефекта хряща или зоны его значительного деструктивного поражения, при относительной сохранности окружающей ткани, выполняли артротомию с выделением зоны пораженного участка хряща. Дистрофически измененные ткани с поверхности дефекта по возможности удаляли до сохранившегося окружающего хряща. Полой фрезой с наружным диаметром 0,5 см в кости перпендикулярно суставной поверхности формировали каналы по всей площади дефекта глубиной 2 см (используя ограничитель). Каналы формировали таким образом, чтобы сохранить стенки тол-
щиной 1-2 мм. Из донорской области фрезой с внутренним диаметром 0,5 см брали костные аутотрансплантаты длиной 2 см. Причем, донорские аутотрансилантаты формировали из губчатой кости с ровными торцовыми поверхностями. Затем их помещали в каналы пораженной суставной поверхности с фиксацией по типу «плотной посадки». Сустав ушивали наглухо с активным дренированием на сутки.
У четверых пациентов с деформирующим артрозом III стадии, начиная с 5-7 дня после операции, через день, в сустав вводили по 40-60 см3 озоно-кислородной смеси, всего 5 сеансов. Введение газа в сустав, на наш взгляд, замедляло образование спаек, действовало гемостатически, снижало опасность воспаления, способствовало скорейшему восстановлению движений в суставе. Полученные результаты можно характеризовать как хорошие. Функция конечности восстановлена у всех пациентов. У 2 больных сохранились незначительные боли и ограничение движений. Рентгенологически дефект кости не прослеживается. Контрольную артроскопию пациентам не выполняли из-за отсутствия показаний.
Отдаленные результаты прослежены у всех наблюдаемых больных до полутора лет. У всех пациентов функция конечности восстановлена. У двух человек с III стадией артроза сохраняется ограничение объема движений (разгибание 170°, сгибание до 90°), незначительные боли при ходьбе.
Выводы
Повреждение хряща на рабочей суставной поверхности ведет к дальнейшему разрушению сустава. Без оперативного восполнения дефекта патологический процесс усугубляется. При пластике сустава предпочтительнее использовать аутотрансплантаты.
Необходимо накопление клинического материала, проведение дальнейшего наблюдения за течением заболевания у оперированных больных. Предложенный способ аутопластики дефектов суставного хряща с использованием аутокости хорош тем, что суставу не наносится дополнительная травма, что неизбежно при пластике костно-хрящевыми трансплантатами. Техника операции проста, не требует особо сложного инструментария, и выполнение её возможно в любом травматологическом стационаре.
Литература
1. Антипов A.B. Особенности комбинированного ме-
тода артропластики при замещении дефектов суставной поверхности цилиндрическими костно-хрящевыми трансплантатами (экспериментальное исследование) / A.B. Антипов, В.Ю. Поляков, И.П. Кудрявцева // VII съезд травматологов-ортопедов России: Тезисы докладов. — Новосибирск, 2002.- C. 384 — 385.
2. Корнилов Н.В. Аутопластика коленного сустава
при посттравматическом артрозе / Н.В. Корнилов, К.А. Новоселов, Ф.Ю. Засульский, О.П. Ша-бало // Диагностика и лечение политравм: Материалы / Всерос. науч.-практ. конф. — Ленинск-Кузнецкий, 1999.- С. 134.
3. Маланин Д.А. "Мозаичная ауто-гомопластика" кост-
но-хрящевыми трансплантатами полнослойных дефектов покровного хряща в коленном суставе: особенности репаративного процесса / Д.А. Маланин, В.Б. Писарев, Л.Л. Черезов и др. // III конгресс Российского артроскопического общества: Сборник материалов. - М., 2000.- С. 30 - 44.
4. Маланин Д.А. "Мозаичная пластика" больших дефектов покровного хряща мыщелков бедренной кости в коленном суставе / Д.А. Маланин, В.Б. Писарев, Р.А.Михайлов и др. // IV конгресс Российского артроскопичекого общества: Сборник материалов. - М., 2001.- С. 51.
5. Междисциплинарные аспекты остеологии / Под ред. Г.П. Котельникова. - Самара, 1999.- 180 с.
6. Поляков В.Ю. Использование цилиндрических кос-
тно-хрящевых аллотрансплантатов при лечении дефектов суставной поверхности (экспериментальное исследование) / В.Ю. Поляков, И.П. Кудрявцева, А.В. Антипов // IV конгресс Российского артрос-копического общества: Сборник материалов - М., 2001.- С. 83.
7. Савельев В.И. Деминерализованные костные трансплантаты и их применение в травматологии и ортопедии / В.И. Савельев, А.В. Калинин, А.В. Войтович и др. // VII съезд травматологов-ортопедов России:
Тезисы докладов. — Новосибирск, 2002.— C. 339.
8. Bobic V. Current methods of treating articular cartilage defects in the knee: an update on arthroscopic osteochondral autograft transplantation / V. Bobic // The First Congress of the International Society of Arthroscopy, Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine. — Argentina, Buenos-Aeres, 1997. — P. 11 — 16.
9. Buckwalter J.A. Cartilage repair in osteoarthritis / J.A. Buckwalter, V.C. Mov // Surgical management. — Philadelphia, 1992.- P. 71-107.
10. Caplan A. Principles of cartilage repair and regeneration / A. Caplan, M. Elyaderani, Y. Mochizuki et al. // Clin. Orthop. - 1997.- N 342.- P. 254-269.
11. Erggelet C. Die operative behandlung von gelenkknorpel-defekten / C. Erggelet // Arthroskopie Akt. - 1996.- Bd. 11. - 17 s.
12. Hasp M. Arthroplasty in treating knee osteoarthritis and proximal tibia stress fracture / M. Haspl, M. Jelic, M. Pecina // Acta Chir. Traum. Cech. - 2003. - Vol. 70, N 5. - P. 303 - 305.
13. Lorentzon R. Treatment of deep cartilage defects of the patella with periosteal transplantation / R. Lorentzon, H. Alfredson, C. Hildingsson // Knee Surg. Sports Traum. Arthroscopy. - 1998. - N 6.- P. 202-208.
14. Matsuda S. Anatomical analysis of the femoral condyle in normal and osteoarthritic knees / S. Matsuda, H. Miura, R. Nagamine et al. // J. Orthopedic Res. - 2004. - Vol. 22, N 1.- P. 104-109.
15. Thal R. Delayed articular cartilage and a review of the literature / R. Thal, M.B. Danziger, A. Kelly // Arthroscopy.- 1996.- Vol. 12, N 1.- P. 92-94.
