Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Артродез тазобедренного сустава у больных с повышенным весом фиксатором Блискунова

143 с г.

2 71ЛАЙ 1997

На правах рукописи

АЛЬ АЛОУЛ НАСЕР ШАБАН

АРТРОДЕЗ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА У БОЛЬНЫХ С ПОВЫШЕННЫМ ВЕСОМ ФИКСАТОРОМ БЛИСКУНОВА (экспериментально-клиническое исследование)

14.00.22 - Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва 1997 г.

На правах рукописи

АЛЬ АЛОУЛ НАСЕР ШАБАН

АРТРОДЕЗ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВАУ БОЛЬНЫХ С ПОВЫШЕННЫМ ВЕСОМ ФИКСАТОРОМ БЛИСКУНОВА (экспериментально-клиническое исследование)

14.00.22 - Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва 1997 г.

Работа выполнена в Крымском медицинском университете им.С. И.Георгиевского

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

А.И.Блискунов

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

М.Г.Лейкин

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Л. Л. Силин

доктор медицинских наук, профессор В. М. Лирцман

Ведущая организация: Российский государственный медицинский

университет им. Н. И. Пирогова

Защита состоится ■ /.Я 1997 г. в_часов

на заседании Диссертационного Совета Д.074.05.09 в Московской

*

Медицинской Академии им. И.М.Сеченова (Б.Пироговская ул., д2-6) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ММА им.Сеченова (Зубковская пл. д.37/1) Автореферат разослан " у^- " _1997 г

Ученый секретарь Диссертационного Совета доктор медицинских наук,

профессор

В.И.Тельпухов

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.

Коксартроз является одним из тяжелейших заболеваний XX века. • Различные его формы не щадят ни молодых, ни пожилых, принося огромные муки на протяжении всей жизни. Различные причины приводят к третьей -стадии коксартроза [М.Д.Михельман.,1978;С.С.Ткаченко., 1971; ЕЛ^лпоп., 1974].

Наибольшие страдания деформирующий артроз вызывает у людей с повышенным (избыточным) весом. У такой категории больных формируется порочный круг (коксартроз вызывает боль, приводящую к ограничению физической нагрузки, что в свою очередь приводит к ожирению).

Предложен и используется целый ряд операций с целью восстановления опороспособности конечности и избавления пациента от боли [С.К.Кожокматов., 1993; С.В.Сергеев., -1996]. Из них наиболее предпочтительным является, конечно, эндопротезирование, которое позволяет сохранить функцию тазобедренного сустава. Однако оно противопоказано при воспалительных процессах в суставе и при избыточном весе больного.

Отдаленные результаты артропластик и остеотомий у этой категории больных не всегда являются положительным [О.Ш Буачидзе., 1991; В.И. Гурьев., 1984]

Как уже было отмечено, одним из существенных противопоказаний к установке эндопротеза является избыточный вес больного. Между тем, по данным ВОЗ, люди с избыточным весом составляют 30% населения нашей планеты, из них женщины - 50%, мужчины - 30%, дети - 10% [Е.А.Беюл., 1986; В.Г.Спесивцева., 1977;Л.П.Чепкий„ 1990].

Разработке специальных фиксаторов для устойчивого остеосинтеза у

людей с повышенным весом при выполнении артродеза тазобедренного

3

сустава, посвящены единичные исследования. Среди них можно отметить конструкцию созданную Е.О. Перецманасом в 1993 году. Однако эта конструкция относилась исключительно к артродезированию пораженного туберкулезом тазобедренного сустава и не требовала обработки суставных поверхностей.

Приведенное выше позволило считать актуальной проблему поиска новых, адекватных способов и устройств для устойчивого остеоскктеза артродезируемых поверхностей у людей с повышенным весом.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью исследования является медицинская и социальная реабилитация после артродезирования тазобедренного сустава у больных с повышенным весом с использованием новых фиксаторов для стабильного артродеза. Для осуществления этой цели потребовалось решить следующие задачи:

I.Разработать базовый фиксатор для артродезирования тазобедренного сустава и его биомеханическую модель'с последующей проверкой в экспериментальном исследовании.

2.0пределить дополнительную точку опоры на крыле подвздошной кости, которая явилась бы универсальной для всех видов данных фиксаторов.

3.Разработать технику оперативного вмешательства артродеза с использованием фиксаторов новой конструкции.

4.Определить показания и противопоказания к применению разработанных фиксаторов.

5.Доказать на клинических примерах возможность и преимущества

медицинской и социальной реабилитации после артродезирования

тазобедренного сустава созданными нами конструкциями, у больных с 4

повышенным весом.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

1 .На базе точных биомеханических исследований разработаны пять видов фиксаторов, четыре из которых вошли в клиническую практику.

2.Разработана новая технология операции артродеза тазобедренного сустава.

3.Определены.показания и противопоказания к применению каждого из четырех видов фиксаторов, обеспечивающих стабильный остеосинтез при артродезе тазобедренного сустава у больных с повышенным весом.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Впервые создан специальный "набор фиксаторов для артродеза тазобедренного сустава у больных с повышенным весом, поскольку эта категория пациентов является наиболее сложной для выполнения предлагаемого вида оперативного вмешательства.

Стабильная фиксация артродезируемых суставных поверхностей позволяет обеспечить оптимальные условия для ранней медицинской и социальной реабилитации данного тяжелого контингента больных.

ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ.

Разработанные устройства для артродеза тазобедренного сустава внедрены

в клиническую практику травматологического и ортопедического отделений

6-ой городской больницы г.Симферополя.

Основные положения и выводы диссертационной работы нашли

отражение в методических разработках, лекциях и практических занятиях

5

на кафедре ортопедии и травматологии Крымского медицинского университета и кафедре биомеханики Симферопольского государственного университета. Разработаны и внедрены 5 рационализаторских предложений по улучшению техники и хирургического инструментария для дифференцированного подхода к выполнению артродеза тазобедренного сустава.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1.Набор фиксаторов для артродеза тазобедренного сустава обеспечивает устойчивый остеосинтез на весь период лечения больного.

2.Биомеханическая модель " фиксатор - кость" при артродезе тазобедренного сустава.

3.Дополнительная точка фиксации на крыле подвздошной кости является универсальной при использовании данного набора конструкций.

4.Принцип мотивированного выбора оптимального вида фиксатора для стабильного остеосинтеза артродезируемых костей при различных дегенеративно - дистрофических заболеваниях тазобедренного сустава.

5.Стабильная фиксация артродезируемых поверхностей тазобедренного сустава способствует улучшению качества жизни пациентов с повышенным. весом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

Работа выполнена на экспериментальном и клиническом материале.

Экспериментальное исследование проводилось на 27 трупах, лиц пожилого

возраста. Биомеханические исследования выполнены на экспериментальной

базе лаборатории прочности материалов НИИ стройматериалов по методике 6

М.Г.Лейкина на универсальной машине УММ-5, а-реализация механико-математических моделей и оценка достоверности осуществлены в ВЦ Симферопольского государственного университета. Материалом исследований явились 30 образцов (кубики с гранью от 1,3 - 2,0 см. изготовленные из нативных тазовых костей лиц пожилого возраста не имевших паталогий костей таза). Клиническая часть исследования основывается на результатах оперативного лечения 6 больных. Диссертант использовал методы клинического и рентгенологического исследования, а так же технико-математического и биомеханического моделирования.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях Научного общества травматологов-ортопедов Крыма (г.Симферополь 1994, 1995, 1996), на III и IV Республиканской научно-практической конференции ортопедов-травматологов (г.Судак 1994, 1995), на-XII Украинском съезде ортопедов-травматологов (г.Киев 1996).

ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

По теме диссертации опубликовано 4 работы. Оформлено и получено 5 удостоверений на рационализаторские предложения.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ.

Диссертация изложена на 160 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 210 источников. Работа иллюстрирована 4 таблицами, 93 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Разработкой различных конструкций для стабильного артродеза тазобедренного сустава кафедра ортопедии и травматологии Крымского медицинского института начала заниматься с 1977 г. ( а.с. N 610519, а.с. N 757157), рис. 1,2.

выявленных на этапах экспериментов

Рис.2

на трупах, или проводимых расчетах.

Теоретические расчеты показали, что несмотря на наличие поворачивающихся лапок остроконечной головки гвоздя с большой площадью опоры, он не обеспечивал бы жесткой и устойчивой фиксации у больных с повышенным весом (рис.1).

Дальнейшим этапом развития в усилении жесткости фиксации лри

создании артродеза тазобедренного сустава явилось создание нового, более совершенного устройства (рис.2), которое исключая внешнюю иммобилизацию, позволяет намного улучшить и состояние больного и условия консолидации бедренной кости с костями таза. В данном устройстве нас не устраивало ряд технических решений: прежде всего это трансцервикальный гвоздь, который не имел жесткого соединения с пластиной; при вертикальной нагрузке полый стержень, вынесенный под углом к оси бедренной кости в сторону spina iliaca ant., sup. создает условия излома, а не удержания. Уже йти недостатки отложили работу на стадии рабочих чертежей. Мы начали искать более оптимальный вариант фиксации.

Взяв за основу сообщение болгарского автора К. Карчинова 1975г. о возможности артродеза тазобедренного сустава путем введения прямого стержня через крыло подвздошной кости в . костно - мозговой канал бедра, мы разработали к нему дополнительные элементы жесткой фиксации (рис.3).

В эксперименте на 9 -ти трупах

й „ Рис.3

мы убедились, что данный

фиксатор и способ его введения имеют ряд принципиальных недостатков:

- артродезируемой конечности невозможно придать функционально выгодное положение;

- сложность и травматичность имплантации, атак -же удаление фиксатора.

Накопленный экспериментальный и клинический опыт позволяет нам

сформулировать следующие положения:

- фиксаторы введенные через шейку для использования упора в дно вертлужной впадины вообще не имеют никакой перспективы если не» применяется внешняя иммобилизация;

- конструкции фиксаторов, удерживающих конечность после артродеза без использования крыла подвздошной кости испытывают большие нагрузки на дислокацию надацетабулярного компонента;

- залог устойчивого остеосинтеза при артродезе тазобедренного сустава кроется в использовании крыла подвздошной кости, как дополнительной точки фиксации.

Биомеханическое обоснование устройства для артродеза тазобедренного сустава выполнено на основе допущения о том, что тазобедренный сустав моделируется известным видом связи - сферической опорой. Структура такой опоры сформирована кинематической парой (шаровой шарнир) низшего порядка (соприкасающиеся звенья (головка бедра и суставная впадина таза)-сопрягаются по поверхности). Количество простых ограниченных относительных движений (связей) звеньев в рассматриваемой кинематической паре - три, количество свобод относительного движения звеньев (степеней свободы) - три. Это, в соответствии с классификацией И.И.Артоболевского 1965г., определяет локализацию исследуемой кинематической пары в третьем классе (табл.1).

Таблица I

Схематическое изображение и биомеханическая классификация тазобедренного сустава как кинематической пары

I

Необходимым условием и этапом артродеза тазобедренного сустава является обеспечение устойчивого остеосинтеза в сложных условиях силовых взаимодействий (табл. 2).

Таблица 2

Значения усилий, развиваемых в тазобедренных суставах в условных единицах силы веса тела (ВТ)

Функция Усилия в единицах(ВТ) исследований и дата

Опора на одну ногу в покое 1.8 - 3.6 Н. Debrinner (1958)

2.Л P. Hamcher (1972)

6.0 Н. Poesler (1966)

1.7 H.A. Берштейн (1930)

3.0 P. Pauwels (1935) 1. Paul

1.55 М.Г. Лейкин (1990)

Опора на одну ногу при ходьбе 1.68 -.7.8 Авторы и даты теже

А.И Блискунов на троедннном уровне ( новизна, существенные отличия, положительный эффект) создал устройство ( а.с. 1648431) для артродеза

тазобедренного сустава ( рис.4) Очевидно, что за биомеханическую основу моделирования жесткости устройства для артродеза тазобедренного сустава здесь уже принята не элементарная, а пятистержневая (АВ, ВС, СА, АД БВ) четырехузловая (А, В, С, Э) жесткое (т.к. равенство К=2п-3=2*4-3=5 соблюдено) плоская ферма.

Математическая модель расчета усилий взаимодействия в биомеханической системе "тазовая кость-фиксатор" Р = 2а[п/ + (п2 - п,Ь)] + 4аЬп2, кг,

где первое слагаемое является расчетной формулой удвоенного усилия взаимодействия площади поперечного сечения лезвия фиксатора устройства с костью, а второе - усилие взаимодействия суммарной поверхности лезвий в пределах контактов с костью.

Значение усилия, необходимого для введения в тазовую кость лезвий фиксатора, т.е. значений усилий в системе "молоток-пятка дугообразной вилки":

1 и

3 _

Рис.4

Р=2*810кг/см2*0,3см*0,6см+1,5см(0,8см-0,6см)+ +4*810 кг/смг*7см*0,8см=18344 кг.

Естественно, что такие усилия, первопричиной которых является уплотнение и упрочение спонгиозы (за счет выпадения солей кальция и других причин) невозможно реализовать в операционном режиме и недопустимо с позиций безопасности как хирургов, так и больных. Поэтому, для артродеза тазобедренного сустава при выраженном склерозе надацетабулярной области, А.И.Блискуновым созданы целевые устройства, отличающиеся заменой дугообразной вилки с заостренными концами на щнековые винты.

Механико - математическая модель силовых взаимодействий в узле крепления устройства к крылу подвздошной кости и их расчет позволили получить надежности артродеза. (табл. 3)

Таблица 3

Параметры надежности артродеза

Характеристика ряда Показатели прочности [Опр]МПа

Классы 25 " 49 50" 74 75 " 99 100" 124 125 " 149 - 150" 175

Частоты 1 4 14 6 3 2

Локализация 1,2,3 - опасные зоны контакта устройства с костью "крепежное устройство - крыло подвздошной кости", "лезвия фиксатора-кость", пластина фиксатора бедренная кость" соответственно.

Приведенные данные свидетельствуют о высокой биомеханической

надежности остеосинтеза устройством А.И.Блискунова, предполагающего и

прогнозирующего его клиническую перспективность.

Все разработанные А.И.Блискуновым и прошедшие клиническую

13

апробацию четыре вида фиксаторов (рис. 5,6,7,8) применяются для двух видов артродеза тазобедренного сустава - вертельного и головчатого.

Единственное и существенное отличие между ними - это конструкция тазового узла крепления устройства. В случае выраженного склероза в надацетабулярной области, для уменьшения травматичности операции, дугообразная вилка заменена на два шнековых винта диаметром 8 мм., которые после введения их в тело тазовой кости, с помощью выносного кронштейнах; винтодержателем, жестко соединяются с бедренным компонентом фиксатора.

Фиксатор для головчатого

артродеза тазобедренного сустава

(рис.5) применяется при

невыраженном склерозе

надацетабулярной области таза.

Данная модель обеспечивает

стабильную фиксацию бедренного

и тазового компонента за счет

двойной дугообразной вилки с

заостренными концами,

проходящей через тело тазовой

кости, причем радиус вилки

Рис.5 Модель № 1 (базовый фиксатор)

повторяет радиус вертлужной впадины. Дополнительное крепление к крылу

подвздошной кости (телескопический стержень) создает условия для

предотвращения дислокации тазового узла. Вынос бедренного узла фиксатора

на переднюю поверхность обусловлен созданием благоприятных условий для 14

Рис. 6 Модель № 2 шнековыми винтами.

Фиксатор для вертельного артродеза тазобедренного сустава (рис.7) применяется при невыраженном склерозе тазовых костей. Данный фиксатор используется в тех случаях, когда необходима резекция головки и шейки бедра (ложный сустав шейки бедра, ассептический некроз головки бедра и др.). Основные технологические узлы данной конструкции аналогичны модели 1, однако бедренный узел

укрытия металлоконструкций мягкими тканями.

Фиксатор для головчатого артродеза тазобедренного сустава (рис.6) применяется при выраженном склерозе

надацетабулярной области таза. Данный фиксатор состоит из тех же элементов базовой конструкции (рис. 5) за исключением того, что для уменьшения травматичности оперативного вмешательства дугообразная вилка заменена двумя

nil .'V/. ''7' , !, ,

.......■;'l!l-l'l!ah фиксатора располагается по

наружной поверхности

проксимального отдела бедра, что

обусловлено возможностью укрыть

его мягкими тканями.

Фиксатор для вертельного

артродеза тазобедренного сустава

применяется при выраженном

склеРозе надацетабулярной области

|||;|| таза (рис.8).

Данная модель используется при

тех же патологиях тазобедренного

„ , сустава, что и модель 3 с учетом

Рис.8 Модель № 4 : 3

патоморфологических изменений в надацетабулярной области таза.

Результаты клинического применения разработанных фиксаторов

прослежены у 6 больных с повышенным весом П18-146 кг.) в сроки от 1 до 5

лет. Показанием для артродезирования явились: тяжелое одностороннее

поражение тазобедренного сустава (III степени), сопровождающееся резким

ограничением подвижности, сильным болевым синдромом и функционально

невыгодной установкой конечности.

Первая модель фиксатора (рис.5) применена нами у двух больных. У одного

пациента по поводу коксартроза III степени на фоне ассептического некроза

головки бедра. В этом случае лезвия дугообразной вилки проходят через

надацетабулярную область. Во втором случае больная оперирована по поводу

идиопатического коксартроза III степени. При выполнении данной операции

произошла деформация лезвия вилки, что никак не повлияла на прочность 16

фиксации. Однако в данном случае более предпочтительным казалось бы применение модели 2 (рис.6). И такая операция проведена у одной пациентки. Третья модель фиксатора (рис.7) использовалась при вертельном аргроДезе по поводу ложного сустава шейки бедра. Остеопороз костей таза, развивающийся из-за отсутствия нагрузки на ногу, позволил с успехом использовать дугообразную вилку в качестве тазового узла крепления конструкции. У двух пациентов применена четвертая модель (рис.8). Данные больные оперированы по поводу диспластического коксартроза III степени, когда уровень резекции проксимального отдела бедра не ограничивался только субхондральным слоем головки, а захватывал ее саму и часть шейки, что было обусловлено выраженным некротическим изменением и деформацией головки.

Оценка результатов оперативного лечения проводилась на основании изучения клинических и рентгенологических данных со стороны оперированного тазобедренного сустава. У всех больных в суставе наступил костный анкилоз, восстановлена опороспособность нижней конечности, болевой синдром практически отсутствовал или был умеренным при длительной физической нагрузке.

Двое больных через один год предъявили жалобы на боли в контралатеральном тазобедренном суставе и поясничном отделе позвоночника. По нашему мнению, это связано с прогрессированием дегенеративно-дистрофического процесса, включая дугоотросчатые суставы позвоночника, перегрузка которых обусловлена гиперлордозом.

Проведенная комплексная консервативная терапия купировала болевой синдром.

Таким образом, мы считаем, что наша работа вывела на новый

качественный уровень лечение больных с избыточным весом, требующих

17

аргродеза тазобедренного сустава. Конструктивные особенности фиксаторов позволяют в зависимости от хирургической ситуации и патологии тазобедренного сустава использовать их в нескольких вариантах для стабильно-компрессионного аргродеза.

ВЫВОДЫ

1 .Созданные профессором А.И.Блискуновым конструкции для арпродеза тазобедренного сустава обеспечивают устойчивый остеосинтез на весь период лечения больного вплоть до наступления костного анкилоза.

2.Биомеханика взаимодействия " фиксатор - кость" подтверждает оптимальную расстановку фиксирующих элементов, как на тазе так и на бедре.

3.Выполненные биомеханические исследования и их количественные результаты обосновали возможность и целесообразность клинического применения предлагаемых фиксаторов.

^Дополнительная точка опоры, на крыле подвздошной кости является универсальной для всех видов артродеза с применением разработанных фиксаторов, обеспечивает удержание конечности в заданном положении, а также противодействует приведению и сгибанию в тазобедренном суставе.

5.Стабильная фиксация артродезируемых поверхностей позволяет больному избавится от гипсовой повязки, которая не желательна у больных с повышенным весом, и создает в ближайший послеоперационный период все условия для социальной и медицинской реабилитации.

6.Конструкгивные особенности фиксатора позволяют применить их при

различной этиологии коксартроза с учетом структурно- функциональных

изменений артродезируемых поверхностей. 18

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Новый фиксатор для артродеза тазобедренного сустава. //Материалы XII съезда травматологов-ортопедов Украины. - Киев. - 1996.- с. 16-18,(в соавт.А.И.Блискунов, М.В.Андрианов).

2. Стабильный артродез тазобедренного сустава у больных с повышенным весом. //Тезисы докладов III Республиканской научно-практической конференции травматологов-ортопедов Крыма. - Судак..-1994. с. 12-13. (в соавт.А.И.Блискунов, М.В.Андрианов).

3. Фиксатор для артродеза тазобедренного сустава у больных, страдающих повышенным весом. //Тезисы докладов III Республиканской научно-практической конференции травматологов-ортопедов Крыма.-Судак.-1994.C. 13-14.(в соавт.А.И.Блискунов, М.В.Андрианов).

4. Актуальные проблемы артродезирования тазобедренного сустава. // Тезисы докладов III Республиканской научно-практической конференции травматологов -ортопедов Крыма.- Судак. -1994. с. 14-15.(в соавт. А.ЙБлискунов, М.В. Андрианов).

СПИСОК РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Фиксатор для артродеза тазобедренного сустава.УдостоверенИе на рац.предложение N1648 от 24.12.96 г. Крыммединсттут(в соавт).

2. Кондуктор для сверления отверстия на крыле подвздошной кости при артродезировании тазобедренного сустава фиксатором А.И.Блискунова.Удостоверение на рац.предложение N 1649 от 24.12.96 г. Крыммединститут.

3. Ориентир для установки конечности в функционально-выгодном положении при артродезировании тазобедренного сустава.Удостоверение на рац.предложение N1650 от 24.12.96 г. Крыммединститут.

4. Кондуктор для сверления отверстий на проксимальном конце бедра при артродезировании тазобедренного сустава фиксатором Блискунова. Удостоверение на рац.предложение N 1651 от 24.12.96 г. Крыммединститут.

5. Амортизатор для предупреждения раскола бедренной кости при артродезировании тазобедренного сустава фиксатором Блискунова. Удостоверение на рац.предложение N1652 от 24.12.96 г. Крыммединститут.