Латеральное и медиальное смещение при реверсивной артропластике плечевого сустава
Реверсивная артропластика плечевого сустава (RTSA) стала значительно популярнее в последние годы благодаря расширению показаний и сообщению об успешных отдаленных результатах. RTSA претерпела несколько итераций на протяжении всей истории, что привело к разработке современных проектов. То, что первоначально начиналось как процедура спасения плечевого сустава с дефицитом вращательной манжеты, теперь широко используется для решения различных реконструктивных проблем плечевого сустава, не ограничиваясь только теми пациентами и вариантами, когда нет функционирующей вращающей манжеты. Целью данной статьи было сравнить и сопоставить боковое и медиальное смещения для RTSA. Обсуждаются детали как гленоидных, так и плечевых конструктивных характеристик, а также существующая биомеханическая и клиническая литература для обоих дизайнов.
Реверсивная артропластика плечевого сустава (RTSA) прошла несколько итераций в истории, чтобы прийти к современному дизайну. RTSA был предложен в качестве решения высокой частоты неудач при полном эндопротезировании плечевого сустава (TSA) с дисфункцией вращательной манжеты, особенно для пожилых пациентов с низким активностью. Хотя более ранние конструкции потерпели неудачу из-за биомеханических проблем и недостатков самой конструкции, связанных с ротацией головки и впадины плечевого сустава, конструкция Пола Грэммонта 1985 года помогла решить ранее неразрешимую проблему артропатии в результате разрыва манжеты. Он сделал это, используя дельтовидную мышцу в качестве рычага для подъема в отсутствие функциональной вращающейся манжеты, сохраняя при этом структурную целостность имплантата для предотвращения отказа устройства. Дизайн Grammont получил широкое применение в Европе и в конечном итоге был одобрен Федеральным управлением по лекарственным средствам (FDA) для использования в Соединенных Штатах в 2003 году. Потенциал RTSA возрос, поскольку хирурги начали наблюдать облегчение боли, восстановление движений и улучшение функциональных результатов с приемлемым процентом осложнений. С течением времени и ортопедическое сообщество приобрело больше опыта с этим имплантатом. Показания для RTSA расширились и теперь включают повторную (ревизионную) хирургию, переломы проксимального отдела плечевой кости, артроз плечевого сустава, хронические дислокации плечевого сустава и массивную потерю плечевой и/или гленоида.
Срединное смещение по сравнению с боковым
Целью данной статьи является обсуждение сходства и различий между боковым и медиальным (срединным) смещением конструкций. Мы обсудим, как можно добиться различных смещений, изменяя обе стороны гленоида и плеча с различными параметрами конструкции. На стороне гленоида центр вращения гленосферы (COR) и размер гленосферы могут быть изменены для коррекции смещения. С плечевой стороны, мы сосредоточимся на изменении угла наклона имплантата для достижения латерализации или дистализации.
Дизайн с медиализацией
Первоначальный дизайн Пола Граммона в 1985 году был основан на концепции изначально стабильного протеза; выпуклой несущей части и вогнутой опорной части; центр сферы находится в или внутри шейки гленоида; медиализированный и дистализированный COR. Эти конструктивные характеристики связаны с тем, что обычно называют протезами в стиле «Grammont». Эта конструкция имеет медиализированный COR по сравнению с нативным плечевым суставом, который помогает вовлекать дельтовидные мышечные волокна в качестве элеваторов в отсутствии вращающей манжеты через полужесткую конструкцию с соответствующим радиусом кривизны как гленосферы, так и плечевой части конструкции. В дополнении к облегчению подъемных сил, это срединный COR способен преобразовывать силы сдвига через взаимодействие имплантата с костью, а также повысить стабильность суставной опорной плиты (базы). Это ограничение позволяет избежать трансформации плечевого и гленоидального компонентов и сохраняет COR плечевого сустава стабильной (задача, обычно выполняемая неповрежденной вращающей манжетой) при повреждении дельтовидной мышцы. До редизайна Грэммонта испытания протезов реверсивного типа были неудачными из-за биомеханических осложнений имплантата, включая ослабление, пластическую деформацию и разрушение компонентов имплантата, вызывая высокие показатели повторной операции (до 54%). Чтобы повысить долговечность имплантата, модификации конструкции включали в себя уменьшение бокового смещения суставной части плечевого сустава и фиксацию гленоидного компонента с использованием нецементированного центрального стержня с расходящимися по периферии винтами, что помогло улучшить стабильность и уменьшить частоту отказов конструкции.
В дополнение к срединному COR, конструкция включает в себя шеечно-диафизарный угол в 155 градусов в плечевом компоненте, который помогает дистализировать плечевую кость и удлинить плечо за счет дельтовидного рычага. Изменение угла наклона шейки также помогает медиализировать смещение относительно расстояния между боковым краем плечевой кости и акромионом. Хотя простая медиализация плечевой кости может не дать механических преимуществ, дистализация помогает компенсировать биомеханический недостаток за счет увеличения натяжения дельтовидных волокон, чтобы компенсировать недостаточные мышцы вращающей манжеты. К сожалению, эта дистализация в оригинальном имплантате Граммонта привела к нежелательной косметической деформации из-за удлинения руки от увеличенного угла шейки, так как плечи с имплантатом типа Grammont имели в среднем 15-миллиметровое увеличенное расстояние между акромион и локтевой отросток по сравнению с противоположной рукой. Другим ограничением протеза в конструкции Grammont является невозможность полного внутреннего и внешнего вращения. Дефицит движения может быть связан с рядом факторов,
включая как механический импиджмент, так и неисправные компоненты вращательной манжеты плеча. Все это приводит к недостатку вращения и дефициту движения.
План медиального смещения также сопровождался непредвиденными осложнениями, поскольку время послеоперационного наблюдения увеличилось. Наиболее распространенным и обсуждаемым из этих осложнений является узурация лопатки – это является осложнением, уникальным для RTSA. Осложнение приводит к эрозии кости лопатки из-за непосредственного контакта с медиальным ободком плечевой впадины во время движения плеча (рис. 4). Неудивительно, что у нас с медиализацией конструкций имплантатов (по данным от 50% до 96%) частота узурации лопаточной кости намного выше по сравнению с латерализацией (всего 0–4,6%)из-за увеличенного контакта между более медиализированным ободком плечевой кости и лопатки. В случае узурации потеря костной массы имеет тенденцию прогрессировать в течение первых 6 месяцев после операции и, как правило, после этого стабилизируется, хотя было описано более длительное прогрессирование. Первоначально аддукция была предложена в качестве основной причины этого осложнения, но более поздние исследования показали, что внешнее и внутреннее вращение с рукой в стороны может играть более значительную роль.
Основная клиническая проблема заключается в том, что эрозия лопаточной кости может ослабить опорную плиту (базу) из-за износа нижнего винта, что в конечном итоге приведет к повреждению имплантата. Однако реальное клиническое значение обосновано не полностью, так как некоторые исследователи продемонстрировали взаимосвязь узурации и опорной плитой из-за разрыхления, в то время как другие не нашли никакой корреляции. Множественные стратегии были описаны, в том числе увеличение радиуса кривизны гленосферы или сдвиг или наклон нижней гленосферы может влиять на возникновение узурации. Тем не менее, в некоторых работах предполагается, что наклон может быть не так важен, как нижнее перемещение или увеличение радиуса кривизны. Имплантаты, в которых используются эксцентричные гленосферы с компонентом нижнего смещения, продемонстрировали снижение как скорости возникновения,так и тяжести узурации. Хотя увеличение радиуса кривизны гленосферы может уменьшить возникающую узурацию, эта модификация латерализует плечевую кость, и поэтому биомеханические принципы латерализованной плечевой кости становятся более актуальными. Кроме того, был описан улучшенный диапазон движения без импиджмента с более крупной гленосферой, его вклад по сравнению с другими факторами имплантации является дискуссионным. В конечном счете клиническая значимость узурации и стратегии по снижению его воздействия продолжают быть предметом обсуждения относительно этого дизайна имплантата.
Дизайн с латерализацией
Ранние проекты, в которых использовался латерализованный COR по сравнению с дизайномGrammont, первоначально потерпели неудачу из-за большого рычага, создающего чрезмерное напряжение на стороне гленоида. Биомеханические данные продемонстрировали, что происходит повышенная нагрузка, особенно при подъеме руки и при отведении, что, вероятно, привело к этим сбоям. Современные латерализованные системы смещения, тем не менее, борются с проблемами, связанными с нагрузкой с помощью более анатомического шеечно-диафизарного угла в 135 градусов в дополнение к латерализованной гленосфере COR. Современные конструкции показали большую стабильность базовой плиты и снижение развития узурации по сравнению с предыдущими конструкциями с латерализоваными COR. Однако ранние современные конструкции все еще имели механические отказы из-за подкладки. В результате увеличения ширины центрального и периферического опорных винтов значительно снизилась частота отказов конструкции. Важно помнить, что хотя этот дизайн является латерализованным по сравнению с первоначальным дизайном Grammont, COR сустава все еще является медиальным по отношению к естественному COR (рис. 5). Комбинируя этот измененный дизайн с имплантированной опорной плитой (базой) было показано, что нижнее смещение уменьшает силы и движение на поверхности плечевого сустава и, возможно, уменьшает лопаточное ущемление и возникновение узурации. Биомеханические преимущества латерализованного имплантата могут быть реально достижимы без изменения самого имплантата. Бойло и др. сообщили о концепции латерализации COR медиализированного имплантата с использованием костного трансплантата, а не отдельного латерализованного имплантата, для достижения хороших клинических результатов и уменьшения узурации лопаточной кости (рис. 6). Эти клинические данные были также подкреплены результатами моделирования, свидетельствующими о похожем снижении узурации и улучшении диапазона движений.
Одной из проблем, связанных с латерализацией COR, является проблема снижения эффективности дельтовидной мышцы, что продемонстрировано в некоторых биомеханических исследованиях. Тем не менее, биомеханические сравнения выявили незначительные различия с точки зрения диапазона движений между медиализированным и латерализованным смещением, и имплантаты с более латерализованным COR показали, что для инициирования отведения требуется меньше усилий. Кроме того, в латерализованном имплантате увеличивается боковое смещение гленосферы, что может увеличить пассивный диапазон движения при отведении руки,что предполагает потенциальную клиническую выгоду для этой конструкции. Другие исследования показали, что латерализация плечевой кости улучшает эффект работы дельтовидной мышцы, что может помочь заднему натяжению, следовательно, привести к лучшему отведению и вращению кнаружи.
Другим преимуществом латерального смещения имплантатов является способность восполнять потерю гленоидальной кости без костного трансплантата. В первичной или при повторной операции лечение потери костно-мышечной системы с помощью медиализированных плечевых систем может потребовать использования костного трансплантата. Для интактных пациентов, которые являются кандидатами на первичные анатомические замены значительная потеря гленоидальной кости представляет собой сложную задачу. Разработка плоского гленоида для установки анатомического имплантата ограничено малой степенью ретроверсии, и костная пластика гленоида с анатомическими компонентами может привести к быстрому ослаблению конструкции и повторной операции. Эту проблему можно решить либо за счет медиализированных конструкций с костным трансплантатом, либо за счет латерализованных реверсивных имплантатов без костного трансплантата. Эти имплантаты могут быть особенно хороши для пациентов с гленоидами типа А2, В2 или С, у которых высока вероятность повреждения анатомического протеза.
Клинические результаты
Хотя есть несколько биомеханических и ex-vivo исследований, демонстрирующих различия между медиализированной и латерализованной смещенной системами RTSA, клинические результаты были сходными. Долгосрочные исследования пациентов с дефицитом вращательной манжеты плечевого сустава и последствиями переломов показали многообещающие результаты. Медиализированный дизайн Grammont дал благоприятные среднесрочные результаты для показаний с дефицитом вращательной манжеты, показывая улучшения в диапазоне движений и оцененных пациентами результатах. Басле с соавторами сообщили о среднесрочных (минимум 2 года) и долгосрочных (минимум 10 лет) результатах 186 пациентов, которым была проведена реверсивная артропластика плечевого сустава по дизайну Grammont, показывая, что долгосрочные показатели и диапазон движений были улучшены по сравнению с предоперационными оценками. Тем не менее, наблюдалось значительное снижение баллов по константам и уменьшение движения между среднесрочными и поздними контрольными оценками. Другие долгосрочные результаты исследования протеза Grammont сообщали о похожих результатах с точки зрения ухудшения функции и увеличения болb в плече со временем, но все еще с улучшенными показателями по сравнению с исходным уровнем. Эти исследования демонстрируют среднее наблюдение с постоянными оценками от 55 до 65, частота ревизий от 4% до 14% и частота осложнений от 15% до 29%. Однако, другие исследования с более длительным сроком наблюдения, как правило, были менее благоприятны. Гербер и др. и Эрнстбруннер и др. обнаружили, что 15-летние результаты показали значительную частоту осложнений (59%) и частоту неудач (27%), а также снижение результатов после 10 лет. Тем не менее, они обнаружили, что у пациентов, у которых были имплантации, были хорошие отдаленные результаты. В исследованиях, специально изучавших пациентов с неповрежденной вращательной манжетой, Mizuno et al. обнаружил улучшенные результаты, при минимальном 2-летнем наблюдении у пациентов с двояковогнутыми гленоидами и остеоартритом, но была 15% частота осложнений и 37% частота узураций лопатки при использовании дизайна с медиальным смещением. В целом, обнадеживает то, что RTSA продемонстрировала хорошую общую выживаемость в течение 10 лет- от 89% до 93% в некоторых выборках. Тем не менее, неясно, можно ли смягчить ухудшение
функции и частоту осложнений за счет улучшения конструкции протеза или эти результаты являются неизбежными последствиями старения пациента и изменения уровня его активности.
Схема латерального смещения также продемонстрировала значительное улучшение результатов у пациентов с периодом наблюдения более 2 лет. Одной из ранних критических замечаний в отношении конструкции была более высокая частота отказов базовой плиты, но новая конструкция базовой плиты снизила частоту отказов до 0,3%. Один дизайн отличился снижением частоты механических повреждений, узураций лопатки и общих осложнений в краткосрочных результатах. Среднесрочные и долгосрочные результаты также вызвали осторожный оптимизм. В выборке из 94 пациентов с 5-летним периодом наблюдения протез продемонстрировал выживаемость 94% и привел к значительному улучшению клинических результатов — сравнимых с таковыми у протеза Grammont — с более низкой частотой узурации лопаточной кости 9%. В последующем 10-летнем исследовании той же когорты выживаемость имплантата составила 90%, и у пациентов сохранялось улучшение функциональных показателей но они показали уменьшенное движение во всех плоскостях по сравнению с краткосрочным наблюдением. Исследование молодых пациентов с высокой активностью (<55 лет) с латерализацией проте показало, что значительно улучшились клинические результаты в среднесрочной перспективе (в среднем 60 месяцев) без ухудшения. В неповрежденной популяции МакФарланд и др. наблюдали за 42 пациентами и обнаружили 2% -ную частоту неудач при минимальном 2-летнем наблюдении у пациентов с латерализованным смещением RTSA без костной трансплантации, и у пациентов снова были значительно улучшены показатели результатов. В конечном итоге, как медиализированные, так и латерализованные имплантаты продемонстрировали улучшение клинических результатов и хорошую долговременную выживаемость. Может ли длительное ухудшение движений и функций быть обусловлено конструкцией имплантата или факторами пациента, пока не установлено.
Заключение
Было опубликовано много информации о биомеханических принципах, успехах и недостатках конструкций медиализированной и латерализованной смещенной гленосферы. Кроме того, серия клинических результатов также способствовала успешному использованию компонентов любого типа при лечении патологии плеча с заболеванием вращательной манжеты и без него как в первичной, так и при повторной операции. Из того, что доступно в литературе, каждая система имплантатов имеет свои преимущества и недостатки, которые, как представляется, свойственны их индивидуальному дизайну. Несмотря на то, что латерализованные смещенные гленосферы были изначально источниками разрушения из-за плохой инженерии гленоидов, последние разработки, похоже, со временем преуспевают и решают поставленные задачи. Биомеханические принципы, которые Пол Грэммонт описал в своем медиализированном дизайне, все еще сохраняются и по сей день, и этот дизайн имеет впечатляющий послужной список с хорошими долгосрочными клиническими результатами. Совсем недавно дискуссия о латерализации на стороне гленоида переросла в более сложную дискуссию о дизайне плечевой стороны с различными углами наклона от начальных 155 градусов Грэммонта до более анатомических 135 градусов Франкла. Недавние имплантаты начали предлагать варианты, которые варьируются между двумя крайностями, и исследования были сосредоточены на «идеальной» комбинации имплантатов на стороне гленоида и плечевой кости для достижения оптимального диапазона движения, стабильности и функции. Хотя в настоящее время, по-видимому, нет ни одного более высокого компонента ни на стороне гленоида, ни на стороне плечевой кости, имеется достаточно данных, чтобы продемонстрировать потенциальные риски и преимущества каждой конструкции. Кроме того, каждый пациент на практике может потребовать от хирурга воспользоваться различными аспектами медиализированного или латерализованного смещения. В целом, существует долгая история как медиализированных, так и латерализованных конструкций, и у
каждого есть свои преимущества и риски. Независимо от того, какой имплантат в конечном итоге используется для пациента, хирургу важно понимать нюансы каждой конструкции и профиль осложнений, связанный с каждым, чтобы максимизировать потенциал для хорошего долгосрочного результата.
В портфолио Zimmer Biomet для хирургии плечевого сустава есть самые разные решения — от простого к сложному.
Ознакомиться с продукцией для реверсивного эндопротезирования плечевого сустава можно здесь
