Проблемные вопросы имплантации вертлужного компонента ТБС

«Проблемные вопросы
имплантации вертлужного
компонента ТБС»
ФГБУ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ТРАВМАТОЛОГИИ, ОРТОПЕДИИ И ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ» Минздрава России
(Г.ЧЕБОКСАРЫ)
Мазуренко А.В. Врач-травматолог-ортопед Зав. ТОО№3
Москва 2014
Актуальность
• Тотальное эндопротезирование
тазобедренного сустава является основным
и наиболее эффективным методом лечения
коксартроза
• Среди факторов возникновения коксартроза
дисплазия тазобедренного сустава
составляет от 10 до 76%
[Хутиев А.В., 2000; Иванов О.В., 2006; Ахтямов И.Ф.,
Соколовский О., 2008].
Актуальность
• Молодой активный возраст пациентов
• Средний возраст на момент операции 52,6 лет
[Fousek J, Indráková P. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2007 Feb]
• Средний возраст на момент операции 50,1 лет, а при
высоком вывихе бедра 44,1
[Данные регистра РНИИТО им. Р.Р.Вредена]
Средний возраст пациентов, оперированных в ФГУ
«ФЦТОЭ» по поводу диспластического коксартроза
51,7 лет
• Результаты операции
• По данным Норвежского Регистра риск ревизии вдвое
выше, чем после стандартной операции
[Engesaeter LB. et al. J Arthroplasty. 2008 Feb]
Особенности и причины неудач
в лечении дисплазии
- Недоразвитие и деформация костных элементов
сустава, их взаимное смещение, относительное и
абсолютное укорочение мягких тканей
- Анатомические особенности
–
–
–
–
Смещенный центр ротации
Уплощенная впадина
Уменьшенный передне-задний размер
«Слабая» передняя стенка
Особенности и причины неудач
в лечении дисплазии
• Особенности планирования
– Определение центра ротации ЭП
– Техника установки ВК
• Трудности установки ВК
– Дефицит покрытия
– Недостаточная первичная стабильность
Выбор положения вертлужного компонента при тяжелой
степени дисплазии (Crowe III – IV)
Выбор положения вертлужного компонента
• При наличии остеофита установка
вертлужного компонента выше центра
ротации, при этом:
 Не требуется значительное низведение бедра
Пределы краниального смещения вертлужного
компонента
1. Выше 3 см. по данным КТ и собственным наблюдениям
отмечена неполноценная костная ткань- ранняя нестабильность
Больной М
через 6 мес
через 1 год после операции
Пределы краниального смещения вертлужного
компонента
На основании КТ исследований создана 3-D модель
вертлужной впадины
При краниальном смещении на 3 см происходит протрузия в таз
Выбор положения вертлужного компонента
Установлено, что частота
расшатывания ацетабулярного
компонента составляет от 42 до 83%,
если он установлен вне истинной
вертлужной впадины по сравнению с
13% при установке компонента в
истинную вертлужную впадину
[Linde F.et al., 1988; Stans A.A. et al., 1998; Tözün I.R. et al., 2007].
Выбор положения вертлужного компонента
При отсутствии остеофита установка
чашки в анатомическую позицию, при
этом:


Глубокое положение ВК
Использование костной пластики (в
различных вариантах)
Выбор положения вертлужного компонента
Глубокое положение ВК
Плюсы:
возможность отказа от
костной пластики
Минусы:
возможность развития
нестабильности с протрузией
компонента в таз
затрудняют выполнение
ревизионных операций из-за
дефицита костной ткани
[Кавалерский Г.М. с соавт., 2008; De Jong P.T. et al., 2006; Kim M.,
Kadowaki T., 2010]
Выбор положения вертлужного компонента
Использование костной пластики
10
%
Хорошая первичная стабильность
90
%
Длительная перестройка
трансплантата
Быстрая перестройка
трансплантата
Отсутствие опорной
функции
Выбор положения вертлужного компонента
По данным литературы минимальное
покрытие чашки должно составлять не
менее 70% площади ее поверхности,
однако отсутствует однозначное
представление о том, при каких величинах
недопокрытия необходимо использовать
дополнительные фиксирующие элементы –
винты
Способ рентгенологического измерения недопокрытия (16.00 мм - 12%).
«Способ определения степени покрытия вертлужного компонента
бесцементной фиксации в процентном соотношении после его
имплантации в обработанную вертлужную впадину при первичных и
ревизионных операциях эндопротезирования тазобедренного сустава»
Патент на изобретение РФ №2412646 от 27.02.2011
Интраоперационное измерение глубины недопокрытого сектора
Послеоперационное измерение недопокрытого
сектора
Ключ для применения разработанного метода
Пределы недопокрытия вертлужного
компонента ?
С помощью метода конечных элементов
разработана модель фиксации вертлужного
компонента и определена максимально
допустимая
степень
недопокрытия
вертлужного компонента
В механическом эксперименте изучены
допустимые
нагрузки
на
вертлужный
компонент при различной степени его
недопокрытия и разных вариантах фиксации
Метод конечных элементов
Конечно-элементная модель тазовой кости и чашки вертлужного компонента
Упругие модули материалов
Модуль Юнга,
ГПа
Коэффициент
Пуассона
Чашка и
винты
(титан)
100
Вкладыш
(полиэтил
ен)
25
Субхондр
аль-ная
кость
10
y
= 
 y1
Спонгиоз
ная кость
0.5
x
0.3
0.35
0.3
0.3
z


1
x=
z
1
Проведен на кафедре "Компьютерных технологий в машиностроении"
Института металлургии, машиностроения и транспорта СПбГПУ
Моделирование выполнялось в CAE системе ANSYS

Системы координат, связанные с
тазом и чашкой
30%
Моделирование недопокрытия

Неполное покрытие вертлужного компонента
Чашка, установленная во впадину без дефекта крыши (слева) и с дефектом 30% (справа)
Модель имлантации ацетабулярного
компонента с винтами
Расположение винтов. Тип 1 — слева, тип 2 — справа
Винты, расположенные по типу 1, входят в кость через поверхность
дефекта. Часть винта между чашкой и костью остается открытой
(D56, дефект 35%).
30%
Метод конечных элементов
Результаты
Значения предельных сил (H/кг)
При увеличении величины недопокрытия свыше 25%
значительно уменьшалась допустимая сила,
действующая на ацетабулярный компонент
1
0
1
5
2
0
2
5
3
0
3
5
D 46 без
винтов
D 52 без
винтов
D 56 без
винтов
D 46 с
винтами 30мм
D 52 с
винтами 30мм
D 56 с
винтами 30мм
4252.18/
106
4674.00/
117
4730.11/118
3880.35/
97
3810.69/
95
4449.88/111
3315.62/
89
3219.65/
80
3493.63/87
2466.09/
62
2961.20/
74
3175.01/79
4916.73/122
4103.31/103
4631.13/116
1751.45/
44
2646.08/
66
2597.94/65
4318.34/108
3914.26/99
4062.40/102
1289.00/
32
2178.21/
54
2169.31/54
4053.03/101
3995.82/100
4091.44/102
4723.20/118
Допустимая величина недопокрытия вертлужного компонента (из расчета
максимальной массы тела 70 кг и отсутствия дополнительной фиксации винтами)
составляет 25 %.
Установка винтов позволяет увеличить предельную нагрузку в 1.5–3 раза и
допустимая масса тела во всех подобных вариантах оказывается не менее 100кг.
Таким образом, при дополнительной стабилизации возможна надежная
фиксация имплантата при увеличении недопокрытия до 35%.
Эксперимент с механической
моделью
Схема испытаний.
1 – модель ТБС, 2 – имплантат,
3-4 – крепления, 5 – срезы, 6 – пресс.
Испытательная установка
Проведен на кафедре "Основ конструирования" Казанского
национального исследовательского технического университета им.
А.Н. Туполева совместно с кафедрой "Теоретической механики"
института математики и механики им Н.И. Лобачевского Казанского
(Приволжского) Федерального университета
Этапы эксперимента –
поворот ВК
Механический эксперимент
Результаты
1200,00
1000,00
Н
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
4
5
6
7
8
9
10
11
12
мм
33%-1
33%-2
33%-3
33%-4
33%-Ш
25%-1
25%-2
Диаграммы испытаний для различных степеней
недопокрытия и подкрепления винтами
Высокая стабильность ацетабулярного компонента при его недопокрытии в
пределах 18%, а при 25% возможно сохранение фиксации имплантата при ограничении
весовой нагрузки не более 70 кг.
Критическими оказались величины в пределах 33%, но дополнительная фиксация
винтами позволяла в 1,5 - 2 раза увеличить предельно допустимую нагрузку.
Клинический материал
– Ретроспективно проведен анализ недопокрытия
ацетабулярного компонента эндопротеза 96 пациентов
с разными стадиями диспластического коксартроза
– Средняя величина недопокрытия составила 18,05%
(SD 7.99)
– Признаков нестабильности во всех случаях не
отмечено (период наблюдения 1,5- 12 лет)
Выводы
Безопасная величина краниального смещения центра
ротации ацетабулярного компонента составляет 2,5 см при
наличии остеофита. При более высоком смещении значительно
возрастает риск раннего расшатывания компонента в связи с
неполноценной фиксацией в надацетабулярной области, а
также его протрузией в таз.
2. При недопокрытии вертлужного компонента в пределах 18%
сохраняется высокая степень стабильности. Критическое
значение недопокрытия вертлужного компонента составляет
25% (без винтов), для пациента весом до 70 кг.
3. Дополнительное использование винтов в 1,5 -2 раза
увеличивает прочность фиксации верлужного компонента.
1.
Благодарю за внимание!