Стабілізація колінного суглоба у собак синтетичним протезом при розриві передньої хрестоподібної

Клініка експериментальної терапії РОНЦ ім. Н.М. Блохіна РАМН, м. Москва, Ягніков С.А., Мітін В.М.

Розрив передньої хрестоподібної зв'язки (ПКС) у собак великих і гігантських порід найбільш часто зустрічається патологія колінного суглоба, яка вимагає тільки оперативного лікування 2,4,5,6,8. Вперше цю патологію було описано в 1926 році Carlin. На сьогоднішній день описано понад 50 різних технік оперативної стабілізації колінного суглоба за допомогою аутотрансплантатів, синтетичних протезів ПКС, переартикулярної стабілізації суглоба шляхом переміщення переартикулярних м'язів та оригінального ушивання фіброзної капсули суглоба 2,4,5,6,10,12. Однак не завжди вдається досягти бажаного функціонального результату внаслідок розтягування та/або розриву трансплантату або протезу ПКС та розвитку рецидиву патологічної рухливості у суглобі 1,2,3,5,6. У собак великих та гігантських порід за відсутності кутових деформацій кісток тазової кінцівки перевага надається інтраартикулярній стабілізації суглоба 4,5,6. Техніка оперативних втручань удосконалюється за рахунок збільшення характеристик міцності імплантатів, модифікації проведення протезу ПКС і зменшення інвазивності оперативного втручання 1,3,5,6,10 .

Мета дослідження: Відпрацювати техніку стабілізації колінного суглоба у собак великих і гігантських порід з розривом ПКС синтетичним протезом з поліетилентерефталату та вивчити біосумісність та міцнісні характеристики імплантату, та динамічну функцію кінцівки після операції (рис. 1).

Матеріали та методи: Механічні властивості поліетилентерефталату вивчали при циклічних випробуваннях на універсальній випробувальній машині «ЦВІК-1464». Визначали поздовжню жорсткість (відносне подовження) лавсанової стрічки тапротеза ПКС з поліетилентерефталату, величину руйнівного навантаження та межі мінімального та максимального навантаження при певній кількості циклів.

Діагноз розрив ПКС ставили на підставі визначення у тварини при клінічному дослідженні симптому «переднього висувного ящика» та рентгенографічних симптомів (зміщення центру виростків стегна каудально щодо центру плато великогомілкової кістки та зміщення сезамовидної кістки підколінного м'яза дистально щодо горизонтального рівня плато 1> (рис.2 а, б) .

Операція зі стабілізації колінного суглоба синтетичним протезом, виконана у 26 собак великих та гігантських порід, середньою масою тіла – 45 кг (42-57). У трьох тварин операція виконана обох колінних суглобах з інтервалом 12-16 місяців. У всіх випадках виконували латеральну артротомію суглоба, синовектомію, парціальну або тотальну меніскектомію. Ступінь вторинного остеоартрозу оцінювали за класифікацією представленої L. Brunnberg6. Зв'язку проводили відповідно до рекомендацій Arnoczky5. Фіксацію протеза виконували лігаментарними гвинтами, дротяними швами або зв'язуючи кінці імплантату (рис.3). Рану вшивали пошарово, капроном, вузловими швами. У післяопераційному періоді проводили антибіотикотерапію протягом 3-5 діб, іммобілізували суглоб у пов'язці Роберта Джонсона на 14-21 добу. Результати оперативного лікування проаналізовано у 24 собак. Загальна кількість спостережень – 27. Середній термін спостереження становив 16 міс. (9-34 міс.).

Оцінку функції оперованої кінцівки проводили через 7 місяців після операції на підставі візуальної оцінки ходьби тварини та вимірювання об'єму м'язової маси тазової кінцівки на рівні паху. Об'єктивний аналіз динамічної функції кінцівки проведено у 4 собак напедограф ЕМЕД фірми «НОВЕЛЬ». При дослідженні ходьби визначали ряд функціональних параметрів: силу, площу опори стопи, середній та максимальний питомий тиск під стопою, у собак з розривом ПКС до та після операції. До складу педографа входила одна сенсорна платформа, яка була розташована в поглибленні на одному рівні з поверхнею підлоги, електронний блок обробки даних, дисплей та дисковод для запису даних на магнітні носії.

Рентгенографічний контроль оперованого колінного суглоба проведено у 14 собак у строки від 9 до 24 місяців після стабілізації колінного суглоба синтетичним протезом.

Ревізія суглоба з морфологічним дослідженням протезу ПКС проведена у 2 собак через 3 міс. після операції(рис. 4).

Результати: При випробуваннях in vitro в інтервалі навантажень 500-2700Н зразки протезів ПКС з поліетилентерефталату (30 волокон) витримали 6322 цикли на згинання. Аналогічні результати для стрічки лавсанової шириною 7-9 мм були отримані лише в інтервалі навантажень 200-700Н. Руйнівне навантаження для лавсанової стрічки склало 1300-1400Н, а для протезу з поліетилентерефталату 3200-3300Н. Поздовжня жорсткість протезу з поліетилентерефталату була в 2,4-2,6 рази вищою, поздовжньої жорсткості лавсанової стрічки.

При інтраопераційній ревізії колінного суглоба в 74% (20 із 27) спостережень виявлено повний розрив ПКС, а в 26% частковий розрив або розволокнення зв'язки. Розрив медіального меніска виявлено у 92,6% (25 із 27) колінних суглобів, а розрив обох менісків у 7,4% (2 із 27). Вторинний остеоартроз колінного суглоба першого ступеня був визначений у 3 спостереженнях, другого ступеня – у 10 та третьому – у 9.

Повне відновлення функції оперованої кінцівки спостерігали у терміни від 35 до 90 діб. У 7 із 12 (58,3%) собак зфіксацією протеза ПКС дротяними швами відмічена болючість при пальпації в місці накладання дротяного серкляжу. У віддалені терміни спостереження (понад 2 місяці) симптом «переднього висувного ящика» був слабко позитивним у 5 собак. Через дев'ять місяців після протезування ПКС функція оперованої кінцівки у 88,8% (24 з 27) собак оцінили як добре, тобто. при всіх видах руху у тварин була відсутня кульгавість. У 4 з 27 спостережень відзначалася кульгавість легкого - середнього ступеня на початку руху або після тривалого навантаження. Прогресування атрофії м'язової маси відзначено в 7,4% (2 з 27) випадків, а прогресування вторинного остеоартрозу - 85,7% (12 з 14 спостережень).

У собак із розривом ПКС середні показники реакції опори хворої тазової кінцівки склала 92Н (2,0Н/кг маси), а середній тиск під стопою цієї кінцівки 2,1Н/см2 при нормі 120 – 122 Н (3,0 Н/кг) та 2,6 – 2,7 Н/см2 відповідно. Перекат стопи у собак відбувався медіолатерально (зсередини назовні). Основне навантаження припадало на латеральні фаланги IV та V – го пальців. Графік реакції опори носив одногорбий, асиметричний характер. Відзначено перерозподіл навантаження між грудними та тазовими кінцівками.

Після стабілізації колінного суглоба собак зростала величина реакції опори до 116±4,2Н, а середній тиск під стопою до 2,4-2,8Н/см2. Графік реакції опори придбав двогорбу криву, а перекат стопи став латеро-медіальним, що відповідає нормі.

У ділянці штучної зв'язки розташованої у порожнині суглоба спостерігали розволокнення. Між окремими волоконцями зв'язки виявлялася зріла новостворена сполучна тканина фіброзного характеру та колагенові волокна. З клітинних елементів визначаються малоактивні фіброцити зі слабкоюпіронінофілією цитоплазми. У цих ділянках виявляється незначна метахромазія міжклітинного матриксу, що свідчить про наявність кислих глікозаміногліканів, що синтезуються фібробластами. Навколо окремих волокон імплантату крім фібробластів виявляються макрофаги та поодинокі гігантські багатоядерні клітини (рис.5б).

Обговорення: Випробування in vitro протезів ПКС показали перевагу параметрів міцності протезів ПКС з поліетилентерефталату над лавсановой стрічкою. У тестованому протезі ПКС навантаження на непереплетені поздовжні джгути при згинанні-розгинанні, ротації, як і у природної ПКС, розподіляється на певну частину джгутів, що перешкоджає її швидкому перетирання. Збільшення поздовжньої жорсткості протеза перешкоджає його розтягуванню і дозволяє створити в суглобі максимальну стабільність виростків стегна щодо плато великогомілкової кістки. Розтяг лавсанової стрічки (подовжнє подовження) сприяє появі нестабільності в суглобі та її розриву при імплантації в суглоб. Віддалені результати клінічних спостережень співвідносяться з результатами трибологічних досліджень та показують переваги протезу ПКС із поліетилентерефталату.

Відмінні функціональні результати у великих та гігантських порід собак при стабілізації колінного суглоба отримані у 88,8% собак. Дослідження на сенсорній платформі показали, що після стабілізації колінного суглоба синтетичним протезом, у собак зросла величина реакції опори та середній тиск під стопою, а також відбувся зворотний перерозподіл навантаження з грудних кінцівок на тазові, що свідчить про відсутність болю в оперованому суглобі та відновлення статичної функції кінцівки. Відсутність прогресування атрофії м'язової маси прооперованої тазової кінцівкипідтверджує зняття больового симптому, супутнього розриву ПКС після стабілізації колінного суглоба.

Але основним результатом операції відновлення динамічної функції кінцівки, тобто. здатності відштовхуватися від поверхні опори, про що свідчить поява другого піку на графіку реакції опори оперованої кінцівки.

Кульгавість на початку руху або після тривалого навантаження у п'яти тварин у післяопераційному періоді, може бути обумовлена незначною нестабільністю в колінному суглобі, що є наслідком руйнування губчастої кістки на кордоні кістка/імплантат і недостатньою міцністю фіксації протеза дротяними швами. Використання лігаментарних гвинтів не забезпечує достатньої фіксації протеза і вимагає формування додаткових каналів у стегнової та великогомілкової кістки, що ускладнює оперативне втручання та збільшує тривалість операції. Найбільш раціональним способом імплантації протеза є проведення його відповідно до рекомендацій Arnoczky 5 з наступною фіксацією методом зв'язування кінців протезу. При даній техніці імплантації протез ПКС схильний до мінімального розтягування при рухах у колінному суглобі.

p align="justify"> Рентгенографічний контроль, проведений твариною в різні терміни після стабілізації колінного суглоба, підтверджує прогресування вторинного остеоартрозу, що є наслідком артротомії колінного суглоба.

Формування навколо імплантату тонкої сполучнотканинної капсули, слабка клітинна реакція, відсутність у прилеглих тканинах нейтрофільних лейкоцитів, лімфоцитів та плазматичних клітин, наявність лише одиничних гігантських багатоядерних клітин свідчить про біосумісність досліджуваного протезу П2.

Терміни та повнота відновленнярухової функції кінцівки у великих та гігантських порід собак залежали від фази вторинного остеоартрозу, ступеня атрофії м'язової маси на момент операції та способу фіксації імплантату.

Висновок: На підставі проведених трибологічних, морфологічних, біомеханічних досліджень та оцінки віддалених клінічних результатів показано можливість використання у собак великих та гігантських порід з розривом ПКС синтетичного протезу з поліетилентерефталату для інтраартикулярної стабілізації колінного суглоба.

Підписи до малюнків:

Протез передньої хрестоподібної зв'язки з поліетилентерефталату.
Рентгенограма колінного суглоба у бічній проекції. Рентгенографічні ознаки розриву ПКС: зміщення виростків стегнової кістки каудально щодо плато великогомілкової кістки (а); зміщення сесамоподібної кістки підколінної м'язи нижче рівня плато великогомілкової кістки (б).
Розташування протезу ПКС із поліетилентерефталату в порожнині колінного суглоба.
Протез ПКС при ревізії колінного суглоба через 3 міс. після операції.
Проростання окремих судин та формування колагенових волокон між джгутами протезу ПКС(а). Капсула суглоба, покрита синовіальною мембраною (б). Забарвлення гематоксиліном та еозином Х 250.