Причины развития нестабильности компонентов эндопротеза после артропластики тазобедренного и коленного суставов (научный обзор)

Авторы:

Исмаел Аббас — клинический ординатор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова», Кирочная ул., 41, Санкт-Петербург, 191015, Российская Федерация; e-mail: ismael-abbas@mail.ru.
Ткаченко Александр Николаевич — доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова», Кирочная ул., 41, Санкт-Петербург, 191015, Российская Федерация; тел.: +7-911-215-19-72; e-mail: altkachenko@mail.ru.

Хайдаров Валерий Михайлович — кандидат медицинских наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова», Кирочная ул., 41, Санкт-Петербург, 191015, Российская Федерация; e-mail: drxaydarov@mail.ru.

Мансуров Джалолидин Шамсидинович — кандидат медицинских наук, Самаркандский государственный медицинский университет, Амир Темура ул., д. 18, Самарканд, 140100, Узбекистан; e-mail: jalolmedic511@gmail.com.

Балглей Александр Германович — врач травматолог-ортопед, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова», Кирочная ул., 41, Санкт-Петербург, 191015, Российская Федерация; e-mail: alexbalgley@yandex.ru.

Тотоев Заурбек Артурович — врач травматолог-ортопед, Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Городская поликлиника № 112», ул. Академика Байкова 25, Санкт-Петербург, 195427, Российская Федерация; e-mail: zaurbek.totoev@yandex.

Аннотация:

Введение. Нестабильность компонентов импланта после артропластики тазобедренного и коленного суставов является, по данным большинства авторов, причиной ревизионных эндопротезирований в 20-50 % случаев. Численность контингента пациентов, которым проводятся хирургические вмешательства по замене коленных или тазобедренных суставов, имеет устойчивую тенденцию к росту как в России, так и во всем мире. Вопросы, касающиеся изучения причин развития нестабильности эндопротеза, живо обсуждаются на научных форумах и в публикациях специализированных журналов.

Цель. Обзор посвящен анализу литературных данных, касающихся неинфекционного и инфекционного генеза нестабильности имплантов.

Материалы и методы. Проводился поиск данных литературы в открытых электронных базах научной литературы PubMed и еLIBRARY. Поиск осуществлялся по ключевым словам и словосочетаниям: тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава, тотальное эндопротезирование коленного сустава, нестабильность импланта, перипротезная инфекция, реэндопротезирование. Глубина поиска составила 20 лет. Критерии включения: полнотекстовые статьи с указанием конкретных количественных данных. Критерии исключения: клинические примеры и абстракты докладов.

Результаты. Износ трущихся поверхностей эндопротеза, перипротезный остеолиз, дебрис, острое или хроническое неспецифическое воспаление, пигментный виллонодулярный синовит, кальцификация, некроз, секвестрирование и сочетание этих изменений — основные причины асептического расшатывания импланта. Нестабильность эндопротеза может появляться в результате микродвижения между протезом и окружающей костью, высокого давления суставной жидкости, ошибок в планировании и проведении артропластики, потери костной ткани вокруг импланта в областях, не подвергающихся нагрузке, и других причин.
Обсуждение. В настоящее время появляются свидетельства, что нестабильность эндопротеза может быть обусловлена субклинической инфекцией, связанной с низковирулентными возбудителями или с нетипичной микрофлорой. В настоящее время показатели инфицирования эндопротезов, вероятно, фактически недооцениваются, поскольку многие случаи предполагаемой асептической нестабильности эндопротеза могут быть вызваны нераспознанной инфекцией. Данное обстоятельство позволяет расценивать такие ситуации как перипротезную инфекцию.

Заключение. Выявление и идентификация микрофлоры при асептической нестабильности имплантов тазобедренного и коленного суставов, когда не предполагалось ее наличие, позволяют своевременно назначать пациентам рациональный курс антибактериальных препаратов в ходе выполнения ревизионных вмешательств и, таким образом, улучшить их результаты. Представленный обзор литературы позволяет сориентироваться в состоянии этого вопроса на сегодняшний день.

Список цитируемой литературы:

1. Каминский А. В., Марченкова Л.О., Поздняков А. В. Ревизионное эндопротезирование тазобедренного сустава: эпидемилогия, причины, факторы риска (обзор зарубежной литературы) // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. — 2015. — №. 2. — С. 83-89.

2. Прохоренко В.М., Азизов М.Ж., Шакиров Х.Х. Ревизионное эндопротезирование тазобедренного сустава: исследование «случай-контроль» // Современные проблемы науки и образования. — 2016. — № 6. — С.36-40.

3. Cherian JJ, Jauregui JJ, Banerjee S, Pierce T, et al. What Host Factors Affect Aseptic Loosening After THA and TKA. Clin Orthop Relat Res, 2015;473(8):2700-9. doi: 10.1007/s11999-015-4220-2.

4. Harwin SF, Sodhi N, Ehiorobo J, Khlopas A, et al. Outcomes of Dual Mobility Acetabular Cups in Total Hip Arthroplasty Patients. Surg Technol Int. 2019;4:367-70.

5. Kelmer G, Stone AH, Turcotte J, King PJ. Reasons for Revision: Primary Total Hip Arthroplasty Mechanisms of Failure. J Am Acad Orthop Surg., 2021;29(2):78-87. doi: 10.5435/jaaos-d-19-00860.

6. Корнилов Н.Н., Куляба Т.А., Филь А.С., Муравьева Ю.В. Данные регистра эндопротезирования коленного сустава РНИИТО им. Р.Р. Вредена за 20112013 годы // Травматология и ортопедия России. — 2015. — Т. 75. — №. 1. — С. 136-151.

7. Шубняков И.И., Тихилов Р.М., Денисов А.О., Ахмедилов М.А. и др. Что изменилось в структуре ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава в последние годы? // Травматология и ортопедия России. — 2019. — Т. 25. — №. 4.- С. 9-27.

8. Sadoghi P, Liebensteiner M, Agreiter M, Leithner A, et al. Revision surgery after total joint arthroplasty: a complication-based analysis using worldwide arthroplasty registers. J Arthroplasty. 2013;28(8):1329-32. doi: 10.1016/j.arth.2013.01.012.

9. Bozic KJ, Kamath AF, Ong K, Lau E, et al. Comparative Epidemiology of Revision Arthroplasty: Failed THA Poses Greater Clinical and Economic Burdens Than Failed. Clin Orthop Relat Res. 2015;473(6):2131-8. doi: 10.1007/s11999-014-4078-8.

10. Meding JB, Ritter MA, Davis KE, Farris A, et al. Meeting Increased Demand for THA and Follow-Up: An Actuarial Method to Determine Optimal Follow-Up Schedules. OJO Open Journal of Orthopedics. 2015;5(8):245-52.

11. Иванцов В. А., Лашковский В.В., Богданович И.П., Аносов В.С. и др. Клинический мониторинг ревизионного эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов // Медицинские новости. — 2020. — Т. 313. — №. 10. — С. 23-26.

12. McNabb DC, Kim RH, Springer BD. Instability after total knee arthroplasty. J Knee Surg. 2015;28(2):97-104. doi: 10.1055/s-0034-1396080.

13. Flick TR, Ross BJ, Sherman WF. Instability After Total Hip Arthroplasty and the Role of Advanced and Robotic Technology. Orthop Clin North Am. 2021;52(3):191-200. doi: 10.1016/j.ocl.2021.03.001.

14. Балберкин А.В., Дустов Х.С., Колондаев А.Ф. Поперечно-связанный сверхвысокомолекулярный полиэтилен-перспективный материал в эндопротезировании суставов // Вестник Авиценны. — 2012. — Т. 50. — №. 1. — С. 161-168.

15. Загородний Н. В. Некоторые статистические данные об эндопротезировании тазобедренного и коленного суставов в РФ за 2014-2015 годы // Opinion Leader. — 2017. — №. 3-2. — С. 12-18.

16. Брагина С. В. Современные возможности ранней лабораторной диагностики перипротезного остеолиза как предиктора развития асептической нестабильности эндопротезатазобедренного сустава (обзор литературы) // Гений ортопедии. — 2020. — Т. 26. — № 2. — С. 261-265.

17. Herry Y, Viste A, Bothorel H, Desmarchelier R, et al. Long-term survivorship of a monoblock long cementless stem in revision total hip arthroplasty. Int Orthop. 2019;43(10):2279-84. doi: 10.1007/s00264-018-4186-2.

18. Elke R, Rieker CB. Estimating the osteolysis-free life of a total hip prosthesis depending on the linear wear rate and head size. Proc Inst Mech Eng H. 2018;232(8):753-8. doi: 10.1177/0954411918784982.

19. Moon NH, Shin WC, Do MU, Kang SW, et al. Wear and osteolysis outcomes for highly cross-linked polyethylene in primary total hip arthroplasty compared with conventional polyethylene: a 15- to 18-year single centre follow-up study. Hip Int. 2021;31(4):526-32. doi: 10.1177/1120700019896970.

20. Коршняк, В. Ю., Рыков А. Г., Воловик В. Е. Причины расшатывания компонентов эндопротеза тазобедренного сустава в зависимости от способа их фиксации // Здравоохранение Дальнего Востока. — 2015. — T. 64. — № 2. — С. 98-102.

21. Aspenberg P, van der Vis H. Fluid pressure may cause periprosthetic osteolysis: particles are not the only thing. Acta Orthop Scand. 1998;69(1):1-4. doi: 10.3109/17453679809002344.

22. Liverani E, Rogati G, Pagani S, Brogini S, et al. Mechanical interaction between additive-manufactured metal lattice structures and bone in compression: implications for stress shielding of orthopaedic implants. J Mech Behav Biomed Mater. 2021;121: 04608. doi: 10.1016/j.jmbbm.2021.104608.

23. Максимов А.Л., Горбач Е.Н., Каминский А.В. Анализ причин асептической нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава компании «Алтимед» // Современные проблемы науки и образования. — 2012. — №. 5. — С. 52-52.

24. Cherian JJ, Jauregui JJ, Banerjee S, Pierce T, et al. What Host Factors Affect Aseptic Loosening After THA and TKA? Clin Orthop Relat Res. 2015;473(8):2700-9.

25. Learmonth ID, Young C, Rorabeck C. The operation of the century: total hip replacement. Lancet. 2007;370(9597):1508-19. doi: 10.1016/S0140-6736(07)60457-7.

26. Madsen RV, Nam D, Schilcher J, Dvorzhinskiy A, et al. Mechanical instability induces osteoclast differentiation independent of the presence of a fibrous tissue interface and osteocyte apoptosis in a rat model for aseptic loosening. Acta Orthop. 2020;91(1):115-120. doi: 10.1080/17453674.2019.1695351.

27. Shen TS, Gu A, Bovonratwet P, Ondeck NT, et al. Etiology and Complications of Early Aseptic Revision Total Hip Arthroplasty Within 90 Days. J Arthroplasty. 2021;36(5):1734-39. doi: 10.1016/j.arth.2020.11.011.

28. Parvizi J, Fassihi SC, Enayatollahi MA. Diagnosis of Periprosthetic Joint Infection Following Hip and Knee Arthroplasty. Orthop Clin North Am. 2016;47(3):505-15. doi: 10.1016/j.arth.2014.03.009.

29. Ting NT, Della Valle CJ. Diagnosis of Periprosthetic Joint Infection-An Algorithm-Based Approach. J Arthroplasty. 2017;32(7). 2047-50. doi: 10.1016/j.arth.2017.02.070.

30. Parvizi J, Tan TL, Goswami K, Higuera C, et al. The 2018 Definition of Periprosthetic Hip and Knee Infection: An Evidence-Based and Validated Criteria. J Arthroplasty. 2018;33(5):1309-14. doi: 10.1016/j.arth.2018.02.078.

31. Renz N, Yermak K, Perka C, Trampuz A. Alpha Defensin Lateral Flow Test for Diagnosis of Periprosthetic Joint Infection: Not a Screening but a Confirmatory Test. J Bone Joint Surg Am. 2018;100(9):742-50. doi: 10.2106/JBJS.17.01005.

32. Evangelopoulos DS, Ahmad SS, Krismer AM, Albers CE, et al. Periprosthetic Infection: Major Cause of Early Failure of Primary and Revision Total Knee Arthroplasty. J Knee Surg. 2019;32(10):941-6. doi: 10.1055/s-0038-1672203.

33. Berbari EF, Marculescu C, Sia I, Lahr BD, et al. Culturenegative prosthetic joint infection. Clin Infect Dis. 2007;45(9):113-9. doi: 10.1086/522184.

34. Parvizi J, Gehrke T. Definition of periprosthetic joint infection. J Arthroplasty. 2014;29:1331. doi: 10.1016/j.arth.2014.03.009.

35. Loppini M, Pisano A, Di Maio M, La Camera F, et al. Outcomes of patients with unexpected diagnosis of infection at total hip or total knee arthroplasty revisions. Int Orthop. 2021;45(11):2791-96. doi: 10.1007/s00264-021-05137-8.

36. Винклер Т., Трампуш А., Ренц Н., Перка К. и др. Классификация и алгоритм диагностики и лечения перипротезной инфекции тазобедренного сустава // Травматология и ортопедия России. — 2016. — Т. 22. — №1. — С.33-45.

37. Sebastian S, Malhotra R, Sreenivas V, Kapil A, et al. Sonication of orthopaedic implants: A valuable technique for diagnosis of prosthetic joint infections. J Microbiol Methods. 2018;146:51-4. doi: 10.1016/j.mimet.2018.01.015.

38. Renard G, Laffosse JM, Tibbo M, Lucena T, et al. Periprosthetic joint infection in aseptic total hip arthroplasty revision. Int Orthop. 2020;44(4):735-741. doi: 10.1007/s00264-019-04366-2.

39. Hipfl C, Mooij W. Perka C, Hardt S, et al. Unexpected low-grade infections in revision hip arthroplasty for aseptic loosening : a single-institution experience of 274 hips. Bone Joint J. 2021;103-B (6):1070-7. doi: 10.1302/0301-620x.103b6.bjj-2020-2002.r1.

40. Николаев Н.С., Пчелова Н.Н., Преображенская Е.В., Назарова В.В. и др. «Неожиданные» инфекции при асептических ревизиях // Травматология и ортопедия России. — 2021. — Т.27. — № 3. — С. 56-70.

41. Purudappa PP, Sharma OP, Priyavadana S, Sambandam S, et al. Unexpected positive intraoperative cultures (UPIC) in revision Hip and knee arthroplasty — A review of the literature. J Orthop. 2019;17:1-8. doi: 10.1016/j.jor.2019.06.028.

42. Rothenberg AC, Wilson AE, Hayes JP, O’Malley MJ, et al. Sonication of Arthroplasty Implants Improves Accuracy of Periprosthetic Joint Infection Cultures. Clin Orthop Relat Res. 2017;475(7):1836. doi: 10.1007/s11999-017-5315-8.

43. GoswamiK,ParviziJ.Culture-negativeperiprostheticjoint infection: is there a diagnostic role for next-generation sequencing? Expert Rev Mol Diagn. 2020;20(3):269-72. doi: 10.1080/14737159.2020.1707080.

44. Wang FD, Wang YP, Chen CF, Chen HP. The incidence rate, trend and microbiological aetiology of prosthetic joint infection after total knee arthroplasty: A 13 years’ experience from a tertiary medical center in Taiwan. J Microbiol Immunol Infect. 2018;51(6).717-22. doi: 10.1016/j.jmii.2018.08.011.