Стабилизация коленного сустава у собак при разрыве передней

1
Стабилизация коленного сустава у собак при разрыве передней
крестообразной связки
Клиника экспериментальной терапии РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва
Ягников С.А.
Разрыв передней крестообразной связки (ПКС) у собак крупных и
гигантских пород наиболее часто встречающаяся патология коленного сустава,
которая требует только оперативного лечения 2,4,5,6,8. Впервые данная патология
была описана в 1926 году Carlin. На сегодняшний день описано более 50 различных
техник
оперативной
стабилизации
коленного
сустава
с
помощью
аутотрансплантатов,
синтетических протезов ПКС, периартикулярной
стабилизации сустава путем перемещения периартикулярных мышц и
оригинального ушивания фиброзной капсулы сустава 2,4,5,6,10,12. Однако не всегда
удается достичь желаемого функционального результата вследствие растяжения
и/или разрыва трансплантата или протеза ПКС и развития рецидива
патологической подвижности в суставе 1,2,3,5,6. У собак крупных и гигантских
пород при отсутствии угловых деформаций костей тазовой конечности
предпочтение отдается интраартикулярной стабилизации сустава 4,5,6. Техника
оперативных вмешательств совершенствуется за счет увеличения прочностных
характеристик имплантатов, модификации проведения протеза ПКС и уменьшения
инвазивности оперативного вмешательства 1,3,5,6,10.
Цель исследования: Отработать технику стабилизации коленного сустава у
собак крупных и гигантских пород с разрывом ПКС синтетическим протезом из
полиэтилентерефталата
и
изучить
биосовместимость
и
прочностные
характеристики имплантата, и динамическую функцию конечности после операции
(рис. 1).
Материалы и методы: Механические свойства полиэтилентерефталата
изучали при циклических испытаниях на универсальной испытательной машине
«ЦВИК-1464». Определяли продольную жесткость (относительное удлинение)
лавсановой ленты (n=4) и протеза ПКС из полиэтилентерефталата (n=2), величину
разрушающей нагрузки и пределы минимальной и максимальной нагрузки при
определенном количестве циклов.
Диагноз разрыв ПКС ставили на основании определения у животного при
клиническом исследовании симптома «переднего выдвижного ящика» и
рентгенографических симптомов (смещения центра мыщелков бедра каудально
относительно центра плато большеберцовой кости и смещения сезамовидной кости
подколенной мышцы дистально относительно горизонтального уровня плато
большеберцовой кости) 7,11 (рис.2 а,б).
Операция по стабилизации коленного сустава синтетическим протезом,
выполнена у 26 собак крупных и гигантских пород, средней массой тела - 45 кг (4257). У трех животных операция выполнена на обоих коленных суставах с
интервалом 12-16 месяцев. Во всех случаях выполняли латеральную артротомию
сустава, синовэктомию, парциальную или тотальную менискэктомию. Степень
вторичного остеоартроза, оценивали по классификации представленной L.
2
Brunnberg6. Связку проводили в соответствии с рекомендациями Arnoczky5.
Фиксацию протеза выполняли лигаментарными винтами, проволочными швами
или связывая концы имплантата (рис.3). Рану ушивали послойно, капроном,
узловыми швами. В послеоперационном периоде проводили антибиотикотерапию в
течение 3-5 суток, иммобилизировали сустав в повязке Роберта Джонсона на 14-21
сутки. Результаты оперативного лечения проанализированы у 24 собак. Общее
количество наблюдений – 27. Средний срок наблюдения составил 16 мес. (934мес.).
Всем животным операцию проводили под комбинированной анестезией.
Внутривенно, через периферический катетер на фоне капельной инфузии
кристаллоидных растворов выполняли вводную анестезию. Затем проводили
люмбо-сакральную эпидуральную анестезию, что позволяло достичь необходимой
анальгезии. В течение всей операции выполняли базовую общую анестезию для
седации и релаксации животного.
Оценку функции оперированной конечности проводили через 7 месяцев
после операции на основании визуальной оценки ходьбы животного и измерения
объёма мышечной массы тазовой конечности на уровне паха. Объективный анализ
динамической функции конечности проведен у 4 собак на педографе ЭМЕД фирмы
«НОВЕЛЬ». При
исследовании ходьбы определяли ряд функциональных
параметров: силу, площадь опоры стопы, среднее и максимальное удельное
давление под стопой, у собак с разрывом ПКС до и после операции. В состав
педографа входила одна сенсорная платформа, которая была расположена в
углублении на одном уровне с поверхностью пола, электронный блок обработки
данных, дисплей и дисковод для записи данных на магнитные носители.
Рентгенографической контроль оперированного коленного сустава
проведен у 14 собак в сроки от 9 до 24 месяцев после стабилизации коленного
сустава синтетическим протезом.
Ревизия сустава с морфологическим исследованием протеза ПКС проведена
у 2-х собак через 3 мес. после операции (рис. 4).
Результаты: При испытаниях in vitro в интервале нагрузок 500-2700Н
образцы протезов ПКС из полиэтилентерефталата (30 волокон) выдержали 6322
цикла на сгибание. Аналогичные результаты для лавсановой ленты шириной 10 мм
были получены лишь в интервале нагрузок 200-700Н. Разрушающая нагрузка для
лавсановой ленты составила 1300-1400Н, а для протеза из полиэтилентерефталата
3200-3300Н. Продольная жесткость протеза из полиэтилентерефталата была в 2,42,6 раза выше, продольной жесткости лавсановой ленты.
При интраоперационной ревизии коленного сустава в 74% (20 из 27)
наблюдений обнаружен полный разрыв ПКС, а у 26% частичный разрыв или
разволокнение связки. Разрыв медиального мениска выявлен в 92,6% (25 из 27)
коленных суставов, а разрыв обоих менисков в 7,4% (2 из 27). Вторичный
остеоартроз коленного сустава первой степени был определён в 3 наблюдениях,
второй степени – в 10 и третьей – в 9.
Полное восстановление функции оперированной конечности наблюдали в
сроки от 35 до 90 суток. У 7 из 12 (58,3%) собак с фиксацией протеза ПКС
проволочными швами отмечена болезненность при пальпации в месте наложения
проволочного серкляжа. В отдаленные сроки наблюдения (более 2 мес.) симптом
3
«переднего выдвижного ящика» был слабо положительным у 5 собак. Через девять
месяцев после протезирования ПКС функция оперированной конечности у 88,8%
(24 из 27) собак была оценена как отлично, т.е. при всех видах движения у
животных отсутствовала хромота. В 4 из 27 наблюдений отмечалась хромота
легкой – средней степени в начале движения или после длительной нагрузки.
Прогрессирование атрофии мышечной массы отмечено в 7,4% (2 из 27) случаев, а
прогрессирование вторичного остеоартроза в - 85,7% (12 из 14 наблюдений).
У собак с разрывом ПКС средние показатели реакции опоры больной
тазовой конечности составила 92Н (2,0Н/кг массы), а среднее давление под стопой
этой конечности 2,1Н/см2 при норме 120 – 122 Н (3,0 Н/кг) и 2,6 - 2,7 Н/см2
соответственно. Перекат стопы у собак происходил медиолатерально (изнутри
наружу). Основная нагрузка приходилась на латеральные фаланги IV и V - го
пальцев. График реакции опоры носил одногорбый, ассиметричный характер.
Отмечено перераспределение нагрузки между грудными и тазовыми конечностями.
После стабилизации коленного сустава у собак возрастала величина реакции
опоры до 116±4,2Н, а среднее давление под стопой до 2,4-2,8Н/см2. График
реакции опоры приобрел двугорбую кривую, а перекат стопы стал латеромедиальным, что соответствует норме.
Через три месяца после операции при морфологическом исследовании
капсула сустава состояла из рыхлой соединительной ткани, представленной
пучками плотно упакованных зрелых коллагеновых волокон. В межклеточном
матриксе содержание кислых гликозаминогликанов и клеточных элементов не
отличалось от нормы. С внутренней стороны капсула сустава покрыта
синовиальной мембраной фиброзного типа. При этом синовиальные клетки
располагаются относительно разрозненно в 1-2 или 3 слоя. Признаки синовита,
микрокровоизлияния не обнаружены (рис.5а).
В участке искусственной связки расположенной в полости сустава
наблюдали разволокнение. Между отдельными волоконцами связки выявлялась
зрелая новообразованная соединительная ткань фиброзного характера и
коллагеновые волокна. Из клеточных элементов определяются малоактивные
фиброциты со слабо выявляемой пиронинофилией цитоплазмы. В этих участках
выявляется
незначительная
метахромазия
межклеточного
матрикса,
свидетельствующая о наличии кислых гликозаминогликанов, синтезируемых
фибробластами. Вокруг отдельных волокон имплантата кроме фибробластов
обнаруживаются макрофаги и единичные гигантские многоядерные клетки
(рис.5б).
Обсуждение: Испытания «in vitro» протезов ПКС показали превосходство
прочностных параметров протезов ПКС из полиэтилентерефталата над лавсановой
лентой. В тестируемом протезе ПКС нагрузка на непереплетенные продольные
жгуты при сгибании-разгибании, ротации, как и у естественной ПКС,
распределяется на определенную часть жгутов, что препятствует её быстрому
перетиранию. Увеличение продольной жесткости протеза препятствует его
растяжению и позволяет создать в суставе максимальную стабильность мыщелков
бедра относительно плато большеберцовой кости. Растяжение лавсановой ленты
(продольное удлинение) способствует появлению нестабильности в суставе и её
разрыву при имплантации в сустав. Отдаленные результаты клинических
4
наблюдений соотносятся с результатами трибологических исследований и
показывают преимущества протеза ПКС из полиэтилентерефталата.
Отличные функциональные результаты у крупных и гигантских пород собак
при стабилизации коленного сустава получены у 88,8% собак. Исследования на
сенсорной платформе показали, что после стабилизации коленного сустава
синтетическим протезом, у собак возросла величина реакции опоры и среднее
давление под стопой, а также произошло обратное перераспределение нагрузки с
грудных конечностей на тазовые, что свидетельствует об отсутствии боли в
оперированном суставе и восстановлении статической функции конечности.
Отсутствие прогрессирования атрофии мышечной массы прооперированной
тазовой конечности подтверждает снятие болевого симптома, сопутствующего
разрыву ПКС, после стабилизации коленного сустава.
Но основным результатом операции является восстановление динамической
функции конечности, т.е. способности отталкиваться от поверхности опоры, о чем
свидетельствует появление второго пика на графике реакции опоры оперированной
конечности.
Хромота в начале движения или после длительной нагрузки у пяти
животных в послеоперационном периоде, может быть обусловлена незначительной
нестабильностью в коленном суставе, что является следствием разрушения
губчатой кости на границе кость/имплантат и недостаточной прочностью фиксации
протеза проволочными швами. Использование лигаментарных винтов не
обеспечивает достаточной фиксации протеза
и требует формирования
дополнительных каналов в бедренной и большеберцовой кости, что усложняет
оперативное вмешательство и увеличивает продолжительность операции. Наиболее
рациональным способом имплантации протеза является проведение его
в
5
соответствии с рекомендациями Arnoczky с последующей фиксацией методом
связывания концов протеза. При данной технике имплантации протез ПКС
подвержен минимальному растяжению при движениях в коленном суставе.
Рентгенографический контроль, проведенный животным в разные сроки
после стабилизации коленного сустава, подтверждает прогрессирование
вторичного остеоартроза, что является следствием артротомии коленного сустава.
Формирование вокруг имплантата тонкой соединительнотканной капсулы,
слабая клеточная реакция, отсутствие в прилежащих тканях нейтрофильных
лейкоцитов, лимфоцитов и плазматических клеток, наличие лишь единичных
гигантских многоядерных клеток свидетельствует о биосовместимости
исследуемого протеза ПКС (рис. 5 а, б).
Сроки и полнота восстановления двигательной функции конечности у
крупных и гигантских пород собак зависели от фазы вторичного остеоартроза,
степени атрофии мышечной массы на момент операции и способа фиксации
имплантата.
Заключение:
На
основании
проведенных
трибологических,
морфологических, биомеханических исследований и оценки отдаленных
клинических результатов показана возможность использования у собак крупных и
гигантских
пород
с
разрывом
ПКС
синтетического
протеза
из
полиэтилентерефталата для интраартикулярной стабилизации коленного сустава.
5
Подписи к рисункам:
1. Протез передней крестообразной связки из полиэтилентерефталата.
2. Рентгенограмма
коленного
сустава
в
боковой
проекции.
Рентгенографические признаки разрыва ПКС: смещение мыщелков
бедренной кости каудально относительно плато большеберцовой кости
(а); смещение сесамовидной кости подколенной мыщцы ниже уровня
плато большеберцовой кости (б).
3. Расположение протеза ПКС из полиэтилентерефталата в полости
коленного сустава.
4. Протез ПКС при ревизии коленного сустава, через 3 мес. после
операции.
5. Прорастание отдельных сосудов и формирование коллагеновых волокон
между жгутами протеза ПКС (а). Капсула сустава, покрытая
синовиальной мембраной (б). Окраска гематоксилином и эозином Х 250.
6
Список литературы:
1. Гаврюшенко
Н.С.:
Применение
полимеров
в
имплантатах
ортопедотравматологического назначения.// Материалы городской
научно-практической конференции. Москва 2000, 5-9.
2. Ефимов А.Н.: Хирургическое лечение разрыва передней крестовидной
связки у собак. // Ж. Ветеринар №6, 2003, 22-26.
3. Охотский В.П., Малыгина М.А., Филиппов О.П., и др.: Синтетические
протезы связок при восстановлении стабильности коленного сустава. //
Материалы городской научно-практической конференции. Москва
2000, 9-20.
4. Щуров И.В., Маилян Э.С., Ларина И.М.: Современный взгляд на
разрыв передней крестообразной связки у собак. // Ж. Ветеринарная
практика №3-4, 2002, 24-36.
5. Arnoczcy S.P., Tarvin G.B., Marshall J.L.: The over-the-top procedure: A
technicue for anterior cruciate ligament substitution in the dog. // J. Am.
Anim. Hosp. Assoc. 1979, 15, 283-290.
6. Brunnberg L., Rieger I., Hesse E.: Sieben Jahre Erfahrung mit einer
modifizierten “Over-the-Top”-Kreuzbandplastik beim Hund. // J.
Kleintierpraxis 1992, 37, 735-746.
7. Hulse D.: Current concepts in the diagnosis and treatment of cranial cruciate
ligament injury.// Congress WSAVA 2002.
8. Koch R., Weibl H.: Die kollateralbander des Kniegelenks beim Hund:
Morphometrie und Funktion.// J. Kleintierpraxis 1999, 44, 107-114.
9. Macias C., McKee W.M., May C.: Caudal proximal tibial deformity and
cranial cruciate ligament rupture in small-breed dogs.// J. Small animal
Practice (2002), 43, 433-438.
10. Puymann K., Knechtl G.: Behandlung der rupture des kranialen
Kreuzbandes mittels artroskopie und minimal-invasiver Haltebandtechnik
beim hund.// J. Kleintierpraxis 1997, 42, 601-612.
11. Rooster H., Bree H.: Popliteal sesamoid displacement associated with
cruciate rupture in the dog. // J. Small animal Practice 1999, 40, 316-318.
12. Selmi A.L., Padilha Filho J.G.: Rupture of the cranial cruciate ligament
associated with deformity of the proximal tibia in five dogs. // J. Small animal
Practice 2001, 42, 390-393.