Почти каждый знает или слышал о ком-то, кому заменили тазобедренный, коленный или другой сустав металлическим или пластиковым протезом.
Эндопротезирование тазобедренного сустава считается одной из самых успешных современных операций по замене запчастей. До этого людям с поврежденными суставами приходилось обходиться болезненными лекарствами и тепловой терапией, требовалось использование костылей или ходунков. Но с конца 1960-х годов хирурги провели более миллиона операций по замене тазобедренного сустава, продемонстрировав силу имплантата в уменьшении боли и увеличении подвижности. По данным Американской академии хирургов-ортопедов, в 2007 году (последняя доступная статистика) хирурги в США заменили 500 000 коленных и 550 000 тазобедренных суставов.
Ухудшение состояния суставов может происходить по разным причинам, таким как переломы, повторяющиеся вывихи, опухоли костей и другие редкие дегенеративные заболевания суставов. Однако в наше время существуют и другие риски, связанные с искусственными суставами, помимо расшатывания цементированных трансплантатов, включая инфекцию и возможную поломку искусственного сустава.
Любой имплантированный сустав должен быть надежно прикреплен к существующей кости, чтобы эффективно функционировать. Соединение может быть выполнено с использованием костного цемента или без него. Большинство хирургов-ортопедов согласны с тем, что оба метода одинаково хорошо служат своей цели, но ни один из них не является идеальным.
При имплантации с костным цементом хирург закрепляет сустав с помощью специального костного цемента (который действует подобно цементу, скрепляющему кирпичи). Цементированные суставы получили широкое распространение в конце 1960-х — начале 1970-х годов и до сих пор широко используются для замены коленного и тазобедренного суставов, поскольку цемент очень прочен, хорошо прилегает и быстро используется. Следовательно, цементные соединения по-прежнему являются предпочтительным методом фиксации коленных имплантатов и широко распространены при эндопротезировании тазобедренного сустава. Более 90％ коленных имплантатов цементируются, и цемент хорошо работает в течение определенного периода времени, но цемент и металл, используемый для крепления к кости, неизбежно ослабевают, и могут возникнуть трещины в цементе. Растрескавшийся костный цемент может вызвать серьезные проблемы у пациентов с искусственными суставами, например, расшатывание имплантата. Эти пациенты могут выбрать новый имплантат в рамках процедуры, называемой «ревизия». В ходе этой процедуры хирургу сначала необходимо удалить весь оставшийся костный цемент изнутри кости, а этот процесс требует осторожности. При ревизионной хирургии тазобедренного сустава внутри бедренной кости имеется множество маленьких отверстий, благодаря которым кость может поглотить цемент и прикрепиться к нему. Если остатки цемента удаляются изнутри кости, они оставляют большое отверстие и обнажают гладкий, пористый слой кости, который не способствует цементированию. В результате для следующего имплантата требуется более крупный имплантат; и во многих случаях повторный имплантат представляет собой костную пластику. Кость для трансплантации обычно берется из банка донорских костей.
Нецементируемые соединения.
В ответ на ограничения, связанные с использованием костного цемента, хирурги обратились к другим методам соединения имплантата с костью. В конце 1970-х годов хирурги и биомедицинские инженеры Дартмутской медицинской школы в Ганновере, штат Нью-Гэмпшир (США), представили бесцементное поверхностное покрытие для имплантатов. Это покрытие, обычно состоящее из кобальтовых или титановых шариков, используется для имплантатов, чтобы создать неровность на поверхности имплантата. После установки имплантата кость или мягкие ткани растут над или вокруг приподнятой поверхности и металлического соединения.
Для фиксации имплантата на месте пациентам старше 75 лет рекомендуется использовать костный цемент. Это связано с тем, что кости пожилых людей не такие плотные и более хрупкие, чем у молодых людей, и не подходят для несцементированной фиксации. Нецементируемые имплантаты требуют, чтобы кость была достаточно прочной для работы имплантата.
Для людей в возрасте от 65 до 75 лет лучшим вариантом является гибридный искусственный имплантат тазобедренного сустава. В бедренной кости костный цемент фиксирует имплантат в бедренной кости, а пластиковая чашка, прикрепленная к верхней части бедренной кости, прочно удерживается на месте с помощью бесцементного метода. Эксперты говорят, что у большинства людей в возрастной группе от 65 до 75 лет кости в тазу достаточно здоровы, чтобы выдержать нецементированный сустав, однако бедренная кость может не иметь достаточного роста для соединения с нецементированным суставом.
Как с костным цементом, так и без него есть свои сторонники. Нецементируемый имплантат немного дороже, так как требует дополнительного устройства. С другой стороны, несцементированные имплантаты легче демонтировать или переустановить, если это необходимо.
Люди, желающие сделать операцию на суставах, должны узнать подробности процедуры, а также ее риски и преимущества. Чтобы избежать послеоперационного разочарования, пациенты должны четко понимать, чего они могут ожидать от нового сустава. Другие вопросы могут касаться подготовки к операции и восстановления после нее. В большинстве случаев, например, пациента попросят не принимать аспирин или другие противовоспалительные препараты в течение нескольких дней до операции, поскольку такие препараты могут усилить кровотечение во время операции.
Пациенты также должны быть осведомлены о деталях процесса восстановления, включая продолжительность восстановительного периода и объем необходимой физиотерапии. После замены тазобедренного или коленного сустава стандартный срок физиотерапии составляет не менее трех месяцев. Однако период восстановления варьируется от случая к случаю, в зависимости от состояния здоровья до операции и восстановления после операции. Период восстановления также может быть болезненным, особенно для пациентов с заменой коленного сустава.
Эксперты считают, что частота инфекции в тканях вокруг имплантата составляет всего 0,5&;#xFF05; — 1&;#xFF05; у пациентов, перенесших операцию по замене сустава. Но когда возникают осложнения, ситуация может быть серьезной. Хирургическое оборудование или имплантаты, не прошедшие надлежащую стерилизацию, могут стать причиной инфекции, пока пациент находится в больнице. Большинство пациентов, заразившихся таким образом, имеют слабую иммунную систему или принимают препараты, подавляющие иммунную систему, например, кортикостероиды.
Инфекции могут возникать и спустя годы после операции. Исследователи еще не до конца понимают, почему иммунная система менее эффективно борется с инфекцией вблизи пластиковых или металлических имплантатов. Антибиотики могут быть смешаны с костным цементом для предотвращения инфекции, но эта манипуляция может сделать костный цемент менее эффективным.
Если бактерии поселяются в тканях рядом с суставным имплантатом, имплантат необходимо удалить. Поскольку микробы могут попасть в имплантат через кровоток, люди с искусственными суставами должны принимать антибиотики в качестве меры предосторожности, когда сталкиваются с возможностью бактериального заражения кровотока. Примером такого случая может быть посещение стоматолога, когда при чистке зубов или хирургической операции бактерии из полости рта могут попасть в кровь. Пациенты с суставными имплантатами также должны обратиться за оперативным лечением, если бактериальные инфекции присутствуют на коже, в мочевыводящих путях или в других местах.
Нагрузка на кости, образование тромбов (тромбоз) и другие риски.
Другой риск связан с гравитационным удалением бедренной кости. Ткань в кости постоянно рассасывается и реорганизуется. Процесс формирования костной ткани стимулируется давлением веса на кость, которое, если оно слишком мало, может сделать кость слабой. После того, как искусственная бедренная кость закреплена на месте, имплантат принимает на себя большую часть веса тела, часто оказывая давление на бедренную кость. В результате костная ткань в бедренной кости становится тоньше. Такое снятие нагрузки с кости известно как «маскировка напряжения».
Сильный стресс может привести к тому, что бедренная кость станет слабой и, в более тяжелых случаях, сломается. Если бедренная кость ломается, то дополнительный вес передается на металлический имплантат внутри кости, который также потенциально подвержен риску повреждения. Врачи используют рентгеновские снимки, чтобы увидеть степень потери костной ткани в бедренной кости. Если рентгеновский снимок покажет значительную потерю, может потребоваться замена искусственной кости бедра. Обскурация под напряжением в основном возникает в нецементированных суставах.
Тромбы — еще одно потенциальное осложнение операции на суставах, особенно при шлифовке коленного сустава. Во время операции кровоток в ноге прекращается. Часть крови стекает по ноге и может свернуться и образовать тромб. Хотя тромбы могут вызывать хронический отек и боль в ногах, у большинства людей симптомы не проявляются. В некоторых редких случаях сгустки становятся рыхлыми и перемещаются вместе с током крови. Они становятся опасными, когда поселяются в легких или блокируют кровеносные сосуды. До 50&;#xFF05; пациентов с имплантатами коленного сустава образуют тромбы во время процедуры. Однако в большинстве случаев тромбы не вызывают симптомов.
Врачи противодействуют образованию тромбов, назначая пациентам после операции препараты, разжижающие кровь, а также используя компрессионные чулки и компрессионные ботинки во время и после операции. Эти устройства плотно сжимают ноги и ступни, чтобы ускорить кровоток и уменьшить отеки.
Основной проблемой для многих пациентов с имплантатами является состояние, называемое «парциальной болезнью». Болезнь частиц возникает, когда пластик или металл имплантата разрушается, и мелкие фрагменты раздражают окружающие ткани, вызывая их воспаление. В процессе воспаления белые кровяные клетки, называемые макрофагами, приходят в движение и выделяют противовоспалительные химические вещества, которые могут повредить кость и вызвать расшатывание имплантата.
Хотя заболевание микрочастиц возникает при сбросе коленного сустава, оно обычно кажется менее проблематичным, потому что кусочки, отслаивающиеся от искусственного колена, несколько больше, чем кусочки, отслаивающиеся от тазобедренной кости. Исследователи считают, что макрофаги, очищающие клетки иммунной системы, могут быть не в состоянии поглотить эти большие микрочастицы, чтобы они не начали высвобождать химические вещества для атаки и вызывать такие последствия, как потеря костной ткани в тазобедренной кости.
Хирурги-ортопеды утверждают, что, хотя сустав может прожить дольше пациента, все суставные имплантаты рано или поздно выходят из строя. Двумя наиболее распространенными причинами разрушения являются маскировка напряжения в несцементированных суставах и разрушение костного цемента в цементированных суставах. Большинство исследований показали, что искусственные колени служат несколько дольше, чем искусственные бедра.
Исследователи из клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота (США), изучили 9000 операций по замене коленного сустава, проведенных в период с 1971 по 1987 год. Они обнаружили, что 91&;#xFF05; из новых коленных суставов были неповрежденными через пять лет, этот показатель составил 80&;#xFF05; через 10 лет и 69&;#xFF05; через 15 лет. Исследование показало, что пациенты с имплантатами из костного цемента показали наилучшие результаты: около 98&;#xFF05; новых коленных суставов сохранили целостность через 5 лет и 91&;#xFF05; через 10 лет. Пациенты старше 60 лет и пациенты с ревматоидным артритом показали несколько лучшие результаты, предположительно потому, что они меньше занимались спортом и поэтому меньше нагружали колени. Хирурги-ортопеды согласны с тем, что технологические усовершенствования конструкции искусственных суставов, материалов и соединений в 1990-х годах сделали имплантаты для коленных и тазобедренных суставов более прочными, чем в 1970-х и 1980-х годах.
Когда имплантаты выходят из строя?
Отказ имплантата приводит к хронической боли и склерозу и может потребовать повторной операции. Однако хирургу не обязательно переустанавливать каждый неудачный имплантат. Возраст пациента является ключевым фактором. Если пациенту больше 75 или 80 лет и боль не очень интенсивная, то хирург может не проводить шлифовку. Небольшое количество людей обращаются за повторной операцией, так как средний возраст для имплантации тазобедренного и коленного суставов составляет около 70 лет. Однако более молодые и активные пациенты чаще подвергаются повторной операции. Поскольку возраст пациентов, которым проводится операция по установке имплантатов, продолжает снижаться, повторные операции могут стать обычным явлением. Одним из менее известных примеров является случай с бейсболистом Бо Джексоном, которому имплантировали бедро и колено во время первоначальной операции. Бо Джексон попросил о повторной операции через три года после имплантации бедра из-за повышенной нагрузки на искусственный сустав, вызванной профессиональной игрой в бейсбол.