Перспективы развития артроскопии плечевого сустава

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 06.11.2024

Среди них и самая первая , сделанная в Ленинграде в 1986 году, которую провел Кузнецов Игорь Александрович - ныне профессор травматологии и ортопедии главный врач СпортКлиники.

Плечевой сустав – подвижное соединение между лопаткой и плечевой костью. Это многоосное шаровидное сочленение позволяет совершать движения во всех плоскостях. При этом истинных связок не имеет и укреплен мышцами верхней конечности, что обуславливает высокую подвижность, но при этом большую подверженность вывихам. Вращательную манжету плеча образуют мышцы, непосредственно прилежащие к капсуле плечевого сустава, а именно, надостная, подостная, подлопаточная и малая круглая. Часть ее расположена по краю лопаточной впадины, в которой находится круглой формы головка плечевой кости. Эта часть хряща называется суставной губой. Таким образом, увеличивается площадь суставной поверхности и амплитуда движений. С одной стороны она стабилизирует сустав, с другой – является его уязвимой частью и нередко подвергается повреждениям. Частота травм данной локализации высока. Травматические повреждения, а также их последствия зачастую требуют хирургического лечения. Наиболее щадящим методом хирургического лечения является артроскопия.

Основные преимущества артроскопии

Артроскопия плечевого сустава – это современное хирургическое решение, альтернативное классической открытой хирургии. По своей частоте артроскопии плеча находятся на втором месте после коленного.

Так какие же можно выделить преимущества?

Это малоинвазивный метод, что означает минимальные разрезы. Ровно такие, чтобы в полость сустава можно было ввести хирургические инструменты. А, значит, не остается крупного рубца на коже такой заметной области, как плечо. Снижается до минимума риск послеоперационных осложнений, связанный с травматизацией окружающих тканей.
Точность диагностики благодаря современной оптике и увеличению изображения, передаваемого на экран, позволяет доктору максимально точно определить очаг патологии и сохранить здоровые ткани.
Нет необходимости в длительном пребывании в стационаре. Пациентов, как правило, отпускают домой уже через несколько часов.
Реабилитация после артроскопии протекает быстрее и легче по сравнению с классической.

Показания к проведению артроскопии.

Рассмотрим основные случаи, когда показана артроскопия плеча:

Повреждение Банкарта

Головка плечевой кости при избыточных нагрузках часто травмируется. Происходит отрыв ее части, что влечет нестабильность, вывихи, болевой синдром. Повреждение Банкарта – это разрыв суставной губы суставного отростка лопатки в передней ее части. Самая распространенная патология плеча. Наиболее часто встречается у теннисистов, гандболистов, волейболистов и т.д. Артроскопически выполняют фиксацию деформированного участка либо формируют валик из капсулы сустава, подшивая его к кости фиксаторами.

SLAP-повреждение

Характеризуется разрывом суставной губы в верхней ее части в области прикрепления сухожилия длинной головки двуглавой мышцы плеча. В группе риска, прежде всего, находятся спортсмены, занимающихся бросанием или подъемом тяжестей. В данном случае в ходе артроскопической операции выполняют не только восстановление, но и крепление сухожилия двуглавой мышцы.

Повреждение вращательной манжеты

Целостность вращательной манжеты необходима для стабильности сустава и сохранения его двигательной активности. Ее нарушение может быть вызвано травмами, вывихами или хроническим воспалительным процессом. Чем раньше произвести операцию в случае разрыва сухожилия мышцы, тем выше шансы для полного восстановления функций. Во время артроскопии поврежденное сухожилие натягивают и прикрепляют швом или фиксаторами. Наименее травматичным будет артроскопический оперативный доступ.

Субакромиальный инпинджмент-синдром

Вызывает защемление вращательной манжеты и других мягких тканей между головкой и акромиальным отростком лопатки при их соударении. На начальных стадиях синдрома, обратимого и не имеющего осложнений, проводят консервативную терапию. Оперативное лечение, как правило, включает сразу несколько манипуляций: резекцию края акромиона, дебридмент измененной субакромиальной сумки, релиз клювовидно-акромиальной связки и резекцию остеофитов. Все эти манипуляции наиболее часто проводят артроскопически, так как этот доступ малоинвазивный и эффективный.

Этапы артроскопии плечевого сустава.

На этапе подготовки к операции оценивается здоровье пациента на основании данных анамнеза, лабораторных исследований и, при необходимости, дополнительных методов диагностики. В отсутствии противопоказаний назначают дату хирургического вмешательства. Анестезия при артроскопии, как правило, местная (спинальная или проводниковая), благодаря чему снижается риск осложнений, возможных при наркозе. Используют задний и передний доступ к полости плечевого сустава, рука при этом находится в положении отведения. Инструменты вводятся в суставную полость через два маленьких разреза. Артроскоп позволяет визуализировать структуры внутри сустава, увеличенное их изображение выводится на экран. После оценки состояния, выявления патологических областей, принимается решение о необходимости тех или иных лечебных манипуляций, которые доктор осуществляет в ходе этой же операции. После пациента перевозят в удобную палату, где его могут навестить близкие. Домой можно отправляться уже через 3-4 часа после операции.

Реабилитация.

Травматизация окружающих сустав тканей при артроскопии минимальна, благодаря этому периферический отек и ограничение в движении после оперативного вмешательства менее выражены и «уходят» гораздо быстрее, чем после открытых операций. Вероятность инфекционных осложнений гораздо ниже, чем при артротомии, поэтому прием антибиотиков назначают крайне редко. В раннем периоде к суставу прикладывают холод, при необходимости пациенту назначают прием противовоспалительных обезболивающих средств. После снятия швов для скорейшего выздоровления и во избежание возможных осложнений наазначается курс реабилитационных мероприятий.

Врач-реабилитолог подбирает индивидуальную комфортную и максимально эффективную программу, которая может включать в себя:

Лечебный массаж.
Физиотерапию.
Кинезиотерапию.
Тейпирование, применение фиксаторов.
Механотерапию.

При соблюдении всех рекомендаций уже через 1-2 месяца возможно возвращение к активной жизни и профессиональному спорту.

Что такое артроскопия коленного сустава: отзывы, осложнения, видео

Артроскопия коленного сустава – эндоскопическая операция, применяемая с целью развернутой диагностики и хирургического лечения различных суставных повреждений. Высокоинформативная визуальная методика позволяет высококачественно обследовать и лечить сустав закрытым способом, используя пункционные порталы, что существенно уменьшает степень операционной травмы, минимизирует болезненные ощущения и в значительной мере сокращает сроки восстановительного периода.

Наглядная схема проведения операции.

Как операцию, стали применять еще на рассвете 20 столетия. Но до нашего времени процедура прошла еще множество этапов совершенствования. И сейчас она стала по-настоящему незаменимым направлением в ортопедии, благодаря минимальной травматичности, стопроцентной диагностической достоверности и высокой эффективности.

Понятие и преимущества процедуры

Хирургия проводится с использованием специализированной волоконной оптики современного поколения, встроенной в инновационный прибор под названием артроскоп. Благодаря уникальному прибору процедура и получила свое название. В процессе производится внутреннее изучение костных и хрящевых тканей, менисков, сухожилий, мышц, связок, соединительнотканных элементов, синовиальной жидкости.

Изображение полости сустава.

В целях высокоинформативной диагностики специалист через микропортал вводит рабочую трубку устройства внутрь сустава, в которую вмонтированы система ультрасильных линз, мощный световой источник и видеозаписывающая цифровая техника. Все структуры, что «видит» артроскоп, визуализируются на экране в «живом» виде, причем изображение поступает в многократно увеличенном формате. Врач может найти точное расположение травмы или дегенеративных изменений, установить характер патологии, степень тяжести и принять меры.

Доказано, что артроскопия превосходит любые существующие способы диагностики. Она четко показывает изнутри все структурные единицы костного соединения в самых мельчайших подробностях, позволяет определить даже мелкие скрытые повреждения, которые нельзя выявить при помощи стандартной рентгеноскопии или артрографии, ультразвука, МРТ, КТ и прочих популярных методов визуализации.

Метод используется не только как средство диагностики, но и в качестве лечебно-восстановительной тактики. Обнаружив те или иные нарушения хрящевой поверхности, доктор может сразу же их ликвидировать. Оперативные манипуляции он выполнит через дополнительный разрез (размер около 6 мм) с использованием микрохирургических инструментов, при этом весь процесс он будет совершать, глядя на монитор.

Показания и противопоказания

Сразу отметим, что к негативным последствиям лечение приводит крайне редко. Однако такое не исключается, если ее стали делать вопреки противопоказаниям. Но сначала осветим рекомендации, а уже после ограничения.

Частичный надрыв боковой связки коленного сустава.

Процедура может быть назначена при:

неясной причине патологических симптомов, когда другие способы бессильны ее установить;
разрывах связок, поврежденных сухожилиях;
подозрении на вывих чашечки (надколенника);
наличии свободных тел в полости;
воспалении синовиальной оболочки неопределенного генеза; головки суставной кости;
травмах, дегенеративно-дистрофических заболеваниях мениска; болезни и гонартрозе;
внутрисуставных переломах и пр.

Она противопоказана при наличии таких недугов, как:

гипертония;
сахарный диабет в стадии декомпенсации;
нарушенный баланс свертываемости крови;
тяжелая дисфункция легочной или сердечной систем;
локальные кожные воспаления.

С осторожностью выполняется лечебно-диагностическая артроскопия, последствия могут носить непредсказуемый характер, при аллергии на местный/общий анестетик. Поэтому обязательно сообщите специалисту, если у вас имеется склонность к аллергическим реакциям на любые медикаменты.

Подготовка пациента к операции

Подготовка заключается в тщательном осмотре пациента, сборе анамнеза, проведении основных инструментальных и лабораторных тестов. Пока врач не убедится, что это безопасная операция, не взвесит все за и против, операция невозможна. Поэтому вначале всегда назначают обход некоторых специалистов узкого профиля, например, кроме ортопеда или травматолога, в зависимости от ситуации, еще кардиолога, эндокринолога, пульмонолога, аллерголога и пр.

Предельно важно учесть абсолютно все результаты предварительной диагностики. Они будут влиять на выбор наркоза, особенная роль отводится подбору оптимально подходящего вида анестетика, который не причинит вреда организму.

Кроме врачебного обхода, пациенту выдают направления на ЭКГ и флюорографию, на прохождение лабораторных анализов крови и мочи. Удостоверившись, что за эту операцию браться целесообразно, проводят консультацию по подготовке. На консультации предупреждают, что за 12 часов до начала процедуры потребуется остановить прием пищи, за пару недель до нее прекратить прием антикоагулянтов (аспирина, гепарина и лекарств на их основе).

Пациенты, оставившие отзывы, сообщают о предостерегающих рекомендациях врачей по поводу курения и приема алкоголя. С вредными привычками придется расстаться за 10-14 суток до вмешательства и, конечно, постараться к ним после вообще не возвращаться или хотя бы свести к минимуму дозу. При намерении прибегнуть только к диагностике предоперационная подготовка осуществляется аналогичным правилам.

Описание микрохирургического процесса

В отзывах пациенты рассказывают, как быстро и безболезненно перенесли процедуру, при этом без общего наркоза. Это вполне вероятно, но не забывайте, что клинические случаи не у всех одинаковы, да и физиологический статус у каждого пациента свой. Поэтому было бы правильнее сказать, что боль, благодаря сильной местной анестезии практически невозможна. Однако постоперационные неприятные ощущения в области прооперированного участка немного беспокоить какое-то время, скорее всего, будут.

Разволокнение связок при их разрыве.

Видео позволяет разобраться во всех тонкостях процесса. Их предостаточно на просторах интернета. Но ввиду того, что специфические сюжеты не каждый сможет досмотреть до конца, мы предлагаем о важных моментах просто и спокойно почитать.

Расположение пациента на операционном столе.

Исходя из этиологии и степени патологических изменений, состояния больного и сопутствующих заболеваний, анестезиологическое средство подбирается индивидуально. Чаще всего применяется местный наркоз, то есть анестезия регионарного типа (эпидуральная или проводниковая). Регионарный анестетик содержит лидокаин, ропивакаин или бупивакаин. К основному раствору для усиления анестезирующего эффекта могут добавить в мини-дозе лекарство из категории опиатов. В некоторых ситуациях, все же, уместен общий внутривенный наркоз.

Сначала, вне зависимости от планов хирурга, будет осуществлена диагностическая артроскопия. Она предусматривает введение эндоскопического зонда в виде стержня в полость костного соединения. Когда наркоз вступит в силу, тогда начинается диагност-хирургия. Для этого полусогнутую в колене конечность ближе к бедру жгутируют для уменьшения кровотока, после чего делают прокол (6 мм), через который подается контраст-вещество, чтобы усилить видимость суставных и околосуставных структур. Далее через этот операционный порт вводится трубка. Специалист досконально осматривает каждый миллиметр проблемного органа.

Операционное поле, можно видеть свечение внутри.

Видео в реальном времени транслируется на экране, выявляет любые существующие дефекты в больном сочленении. Если врач посчитает нужным выполнить регенерацию патологических элементов, он создаст дополнительный разрез (6-8 мм), через который нужным инструментом из микрохирургического набора устранит обнаруженный дефект. Он может сделать частичную резекцию костно-хрящевых тканей, пластику связок и сухожилий, сшивание или удаление (частичное, полное) мениска, экспроприировать хондромные тела, извлечь выпот и гной, ввести противовоспалительные лекарства, взять фрагмент тканей или синовии для изучения их состава и др.

По окончании хирургии операционное поле промывается, а весь инструментарий извлекается. Доктор производит обработку дезинфицирующими составами рану, ставит дренаж и делает маленький шов, который закрывает стерильным лейкопластырем. На прооперированное колено, чтобы придать ему максимальную обездвиженность, накладывается плотная фиксирующая повязка от стопы до середины бедра.

На весь сеанс уходит в среднем 1 час, в отдельных случаях – до 3 часов. Восстановительные меры несложные, но их нужно строго соблюдать, чтобы не спровоцировать опасные осложнения. О негативных явлениях, которые способны развиться, речь пойдет дальше.

Осложнения после артроскопии коленного сустава

Как любой хирургический способ, данный метод, даже при всей своей миниинвазивности, может иметь неблагоприятный исход. К осложнениям приводят несоблюдение реабилитационных норм, нарушение принципов асептики и антисептики, врачебные ошибки. Неблагополучная картина возникает нечасто, поэтому паниковать не стоит. Нужно изначально со всей долей ответственности отнестись к выбору клиники.

Отзывы пациентов после артроскопии коленного сустава вместе с данными официальной статистики позволили нам сформировать список самых частых эксцессов. В него входят следующие негативные явления, возникающие в ранний или отдаленный послеоперационный период:

повышение общей температуры тела;
ярко выраженный перманентный или периодический болевой синдром в области сустава, нередко иррадирующий в голень, тазобедренный сегмент;
локальная гиперемия, отечность, гипертермия;
местные инфекции, абсцессы;
тромбоэмболия сосудов;
внутрисуставное кровоизлияние;
артрит на фоне воспаления, бурсит;
кровотечение из раны;
боль и онемения из-за повреждения нервных образований;
нарушение целостности связок, как следствие некорректных манипуляций хирурга.

Особенности восстановления

Для предупреждения отекания мягких тканей покрывающих колено к ране прикладывают холод. Сухие компрессы со льдом положены каждые 60-90 минут на начальных этапах реабилитации. Человеку необходимо оставаться в стационаре под наблюдением специалистов минимум двое суток. Ему прописываются хорошие болеутоляющие препараты, а также средство из серии антибиотиков для профилактики инфекционного патогенеза. Вставать разрешается уже на 3 день, но ходить позволяется исключительно с ходунками или костылями. Оберегать ногу от полной нагрузки надо не менее одной недели.

Успех артроскопической операции на коленном суставе всецело завит от качества постоперационного ухода. Полное восстановление наступает примерно через 1-1,5 месяца, все это время нужно выполнять в строгом порядке все пункты реабилитационной программы, индивидуально составленной высококомпетентным реабилитологом.

Интенсивными темпами восстановиться помогают массаж, комплекс ЛФК, физиотерапия, упорный труд и терпение. Приблизительно через 7-10 дней возможна отмена поддерживающих средств для передвижения, человеку разрешается передвигаться так, как этого требует природа, а именно, без поддержки на двух ногах с равнозначной нагрузкой, движения при этом плавные и медленные, шаг мелкий. Лечебная гимнастика и ходьба определенный промежуток времени осуществляются в специальном функциональном ортезе, надетом на проблемную ногу.

Занятия лечебной физкультурой на ранних сроках щадящие. В первую неделю занимаются, как правило, в положении лежа. Основу комплекса составляют напряжение/сокращение тазобедренных мышц, поднятие прямой конечности на 45 градусов с 5-секундным удержанием, разминка голеностопа. К лимфодренажному массажу прибегают с целью снятия послеоперационного отека. Он выполняется профессионально обученным массажистом вручную или посредством микротокового аппарата. В поздний период прописываются велотренировки, плаванье, ходьба и бег в воде.

Заключение

Выявить причину дисфункции суставов зачастую проблематично привычными приемами диагностики, вроде компьютерной или магниторезонансной томографии, рентгена, УЗИ. В этом случае на помощь приходит визуальный «исследователь» суставной полости – артроскоп, применяемый в ортопедической практике с целью получения полных и достоверных сведений о состоянии сочленения.

Процедура очень высоко ценится специалистами, ведь помимо такого высокоинформативного обследования, она позволяет параллельно исправлять обнаруженные недостатки, причем делать это высокотехнологично, без травматического рассечения надсуставных мягких тканей и без обнажения костного соединения.

Предпочтительнее будет обследовать, а если потребуется, прооперировать колено, в одной из высокоспециализированных клиник Европы. Там данной методикой владеют на высшем уровне. Замечательные хирурги-ортопеды по этой части работают в Чехии, об этом значится в европейских научно-медицинских источниках. Да и, как показывают отзывы, артроскопия голеностопного сустава, коленного сочленения в Чехии, пациентов привлекает цена.

Перспективы развития артроскопии плечевого сустава

Нашему автору посчастливилось участвовать в развитии артроскопической хирургии плечевого сустава с самого ее начала. Его опыт представляет собой уникальную перспективу этого развития от исходной точки до нынешнего состояния. На самом деле мы не можем знать, что ждет нас в будущем, но незримые нити связывают нас к ним, приближая его.

а) С чего начиналась артроскопия плечевого сустава? Мы полагаем, что развитие артроскопической хирургии плечевого сустава значительно ускорилось, когда мы начали рассматривать плечевой сустав с позиций механики. Что касается вращательной манжеты, то возможность моделирования плечевого сустава в терминах баланса пар действующих сил, передачи и распределения нагрузки по утолщенным волокнам ротаторного «каната» (аналогия с подвесным мостом) помогла нам понять, как устранять механические нарушения, обусловленные разрывами в различных областях прикрепления вращательной манжеты.

Глубокие биомеханические исследования и стендовые испытания позволили нам разработать имплантаты и инструменты, благодаря которым артроскопически мы создаем конструкции, намного более прочные, чем разрушающие силы, воздействующие на них.

Мы осознали критическую важность недостатка костной ткани гленоида и головки плечевой кости в области нестабильности. Существенный дефицит кости приводит к биомеханическим последствиям, настолько значимым, что их нельзя преодолеть путем простой реконструкции. При таких биомеханических нарушениях часто требуется применение костных трансплантатов для создания достаточно длинной суставной дуги с целью восстановления стабильности.

Разработка диагностических критериев и соответствующего лечения дефицита костной ткани при нестабильности привела к созданию биомеханически обоснованного алгоритма, охватывающего весь спектр операций — от артроскопической рефиксации капсуло-лабрального комплекса до открытой операции по Latarjet с использованием трансплантата клювовидного отростка.

б) Что работает, а то нет? Анкерные фиксаторы появились на ортопедическом рынке в 1991 году. Старший автор (SSB) вначале скептически отнесся к этому типу фиксации, но убедился в его преимуществах по сравнению с чрескостной фиксацией, проведя биомеханические исследования и сравнив оба метода. Эти исследования показали, что анкеры обеспечивают более прочную фиксацию в кости метафиза, а чрескостные швы систематически прорезываются через кость при лабораторных исследованиях. Фактически было показано, что чрескостные каналы следует проводить в кортикальной кости дистальнее метаэпифиза, чтобы обеспечить достаточную прочность и избежать прорезывания при циклических нагрузках.

В начале 1990-ых годов старший автор (SSB) разработал направитель для выполнения артроскопической чрескостной рефиксации вращательной манжеты и действительно выполнил около дюжины таких операций. Для достижения хорошей фиксации в кортикальной кости был разработан новый порт для доступа к плечевой кости дистальнее подмышечного нерва. Хотя фиксация на этом уровне была надежной, а послеоперационный период в целом протекал хорошо, мы прекратили выполнение таких вмешательств и стали применять анкеры из-за того, что доступ ниже подмышечного нерва представлялся слишком опасным, а фиксация была не лучше анкерной.

Мы никогда даже не рассматривали возможность расположения выходного отверстия костного канала в более проксимальной и доступной области метаэпифиза над уровнем подмышечного нерва, так как прочность фиксации анкерами здесь была намного больше, чем у чрескостных швов. Как только мы установили, что самой прочной конструкцией является фиксация анкерами, у нас не осталось оснований применять худшую конструкцию — чрескостную фиксацию в метафизе. Мы просто перешли к более надежному методу.

Сегодня многие хирурги высказываются за возвращение к «золотому стандарту» чрескостной фиксации в области метафиза. Имеются небольшие логические несоответствия в этой позиции. Прежде всего — это гигантский шаг назад, возврат к операции, которая была «золотым стандартом» для доктора Charles Neer более чем 50 лет назад. Во-вторых, игнорируются биомеханические исследования, выявившие недостатки этой методики. И, наконец, у нас есть собственная точка зрения, поскольку «плавали, знаем», вследствие чего мы прекратили использовать эту методику, перейдя к более надежной (с применением анкерных фиксаторов).

Схематичное изображение чрескостной направляющей системы для реконструкции вращательной манжеты, разработанной одним из авторов (SSB) в начале 1990-ых годов.
А. Прошивается вращательная манжета, формируется костный канал с использованием латерального порта, расположенного ниже подлопаточного нерва.
Б. Лигатура, наложенная на вращательную манжету, проводится в костный канал при помощи захватывающего инструмента.

в) Биомеханические исследования. В последнее время артроскопическая хирургия придерживается биомеханических принципов, основанных на повышении надежности имеющихся методик фиксации самоукрепляющимися системами.

Саморегулирующиеся системы уже долгое время применяются в промышленности, известны, например, самобалансирующиеся компоненты моторов и самоцентрирующиеся механические системы. Однако понятие биомеханической самоукрепляющейся системы возникло только недавно, но сразу же стало применяться. В частности самоукрепляющихся свойств позволяет добиться методика фиксации вращательной манжеты SutureBridge, в которой ряды анкеров связаны мостовидными лигатурами.

Термин «самоукрепляющийся» означает, что чем сильнее пытаешься разрушить систему, тем прочнее она становится. Одним из примеров самоукрепляющихся конструкций, известных большинству хирургов, является китайская ловушка для пальцев: чем сильнее тянуть за такую ловушку, чтобы освободить палец, тем крепче она затягивается. Фактически потенциально разрушающая сила используется для укрепления системы. Это очень важная характеристика, особенно при реконструкции живой ткани, такой как реконструкция вращательной манжеты.

Впервые мы заметили самоукрепляющиеся свойства у связанной двухрядной конструкции вращательной манжеты около четырех лет назад во время исследований на трупах в биомеханической лаборатории. Мы установили, что разрушающая нагрузка приближалась к предельной, чего нельзя было сказать о несвязанных двухрядных конструкциях. Причиной этого является то, что связанная двухрядная конструкция работает подобно китайской ловушке для пальцев.

Без нагрузки связывающая лигатура образует фиксирующий прямоугольник, охватывающий сегмент вращательной манжеты. Под нагрузкой этот прямоугольник превращается в параллелограмм, высота конструкции уменьшается, а сила, действующая перпендикулярно манжете, увеличивается. Увеличение этой силы трансформируется в повышение трения в области контакта сухожилия с костью, что можно выразить уравнением f = μN. При увеличении нормали увеличивается сила трения. Далее, так как высота параллелограмма продолжает уменьшаться под нагрузкой, сухожилие под лигатурами прижимается все сильнее и сильнее.

Мы уверены, что самоукрепляющиеся и саморегулирующиеся технологии, используемые для усиления фиксации и, таким образом, улучшения приживления сухожилий, будут совершенствоваться и далее.

Другой быстро развивающейся областью современной артроскопической хирургии является артроскопическое эндопротезирование плечевого сустава. Dr. Werner Anderl из Вены (Австрия) выполняет артроскопическое замещение суставной поверхности головки плечевой кости (Partial Eclipse; Arthrex, Inc., Naples, FL). Кроме того, он разрабатывает технику артроскопической обработки гленоида при доступе через головку плечевой кости. Компоненты вводятся через ротаторный интервал и фиксируются винтами при помощи ретроградной отвертки, введенной через головку плечевой кости. Эта революционная артроскопическая технология в скором времени должна привести к новой эпохе эндопротезирования плечевого сустава.

Не менее вдохновляет новая артроскопическая методика восстановления суставной поверхности гленоида и головки плечевой кости при помощи больших костно-хрящевых аллотрансплантатов. Эта методика, которую впервые разработал Dr. Reuben Gobezie, в действительности является тотальным артроскопическим биологическим эндопротезированием плечевого сустава. Если эта методика окажется успешной, у нее есть большой, можно сказать, революционный потенциал лечения артроза плечевого сустава.

Связанную двухрядную реконструкцию вращательной манжеты можно уподобить китайской ловушке для пальцев, в которой потенциально разрушающая сила (растягивающая нагрузка на вращательную манжету) приводит к дальнейшему сжатию пальцев (опорной поверхности вращательной манжеты). Схематичное изображение самоукрепляющейся двухрядной связанной конструкции.
А. Связанная двухрядная конструкция перед приложением нагрузки. На врезке: изображение конструкции вне плечевого сустава. Н1 —толщина вращательной манжеты до приложения нагрузки. L1 —длина сухожилия под лигатурой.
Б. При нагрузке связанной двухрядной конструкции происходит компрессия вращательной манжеты к области прикрепления. На врезке: изображение конструкции вне плечевого сустава. Т—сила тяги, L2—длина сухожилия под лигатурой, а—длина лигатуры между краем сухожилия и латеральным анкером, Н—толщина прижатой под нагрузкой вращательной манжеты.
В. Приближенный вид связанной двухрядной конструкции под нагрузкой. На врезке конструкция вне плечевого сустава: показана распределенная перпендикулярно действующая сила, возникшая в результате эластичной деформации сухожилия под лигатурой. Сила трения (f) увеличивается с увеличением перпендикулярно действующей силы под нагрузкой.
Г. Связанная двухрядная конструкция из двух медиальных анкеров, мостовидно связанных с двумя латеральными анкерами, обеспечивает максимальную компрессию сухожилия к костному ложу под нагрузкой. Кроме того, медиальный двойной матрасный шов, наложенный в этом случае, отделяет область фиксации от суставной жидкости. Артроскопически контролируемое эндопротезирование плечевого сустава.
А. Рассверливание через головку плечевой кости под артроскопическим контролем можно использовать для обработки проксимального отдела плеча или гленоида для установки протеза.
Б. Артроскопическое изображение, вид через задний порт: показано использование рассверливания через головку плечевой кости при обработке гленоида (G) (публикуются с разрешения Werner Anderl).

г) Улучшение биологических условий приживления тканей. Попытки управления биологическими процессами уже ведутся, принимая во внимание применение препаратов плазмы, обогащенной тромбоцитами, методик обработки костного ложа (варианты микрофрактурирования) и имплантов с различным дизайном (анкеров с продольным и боковыми каналами) для обеспечения прямого доступа крови в область контакта кости и сухожилия, а также врастания кости в боковые каналы анкеров. Методики улучшения биологических условий приживления еще только начинают развиваться. Хотя доступно несколько методов получения обогащенной тромбоцитами плазмы, предстоит многое выяснить об оптимальных способах ее применения.

В настоящее время проводятся масштабные разработки методик удержания ростковых факторов в области фиксации. Возможно, препараты с постепенным их выделением обеспечат оптимальный каскад событий, происходящих в оптимальные сроки и стимулирующих приживление тканей. Дальнейшие исследования должны показать, нужно ли для улучшения приживления сухожилий вводить пациентам эти препараты в определенные сроки после вмешательства.

В дополнение к известным методам биологического воздействия существует множество методик, о которых вы, возможно, не слышали, но которые могут оказать огромное влияние на будущее хирургии плеча.

1. Стволовые клетки. Несмотря на риторику политиков, исследования в области стволовых клеток продвинулись намного дальше эмбриональных стволовых клеток к процессу, названному трансдифференциацией. В этом процессе сформировавшиеся клетки, обычно из кожи человека, преобразуются в новый вид стволовых клеток, так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (англ, induced pluripotent stem, iPS). Эти клетки по основным показателям идентичны эмбриональным стволовым клеткам, но их можно программировать для дифференцировки в клетки других типов, такие как кардиомиоциты, клетки островков поджелудочной железы или суставного хряща.

Ученые университета Rice University калифорнийского университета (Davis) использовали стволовые клетки мыши для выращивания дистального отдела бедра в лабораторных условиях. Представьте себе такую перспективу у людей, когда клетки кожи пациента можно будет использовать для выращивания молодого плечевого сустава в лаборатории, а затем устанавливать его как биологический аутологичный эндопротез плечевого сустава. Подобно этому можно будет лечить локальные хондральные дефекты, применяя выращенные в лаборатории аутотрансплантаты.

2. Синтетическая биология. Манипуляции с геномами стали настолько привычными, что их выполняют даже студенты. Craig Venter, расшифровавший геном человека благодаря времени и деньгам, которые выделило на это правительство, раздвинул границы синтетической биологии. Venter и его сотрудники в калифорнийском институте J. Craig Venter Institute создали полный геном бактерии из коротких фрагментов и азотистых оснований; практически они способны превратить один микроб в другой. Venter полагает, что создание искусственной жизни возможно в течение года: может быть создана настоящая «дизайнерская бактерия».

Следующим шагом будет создание «дизайнерской водоросли», которая сможет синтезировать высокомолекулярные углеводороды, легко трансформируемые в транспортное топливо. Фирма Exxon Mobil была настолько впечатлена его концепцией, что вложила в исследования 300 млн. долларов.

Другими исследователями созданы синтетические органеллы и абсолютно новая органелла, названная синтосомой, для выработки ферментов, использующихся в синтетической биологии. Можно предвидеть, что однажды будут созданы «синтосомы», вырабатывающие ферменты и белки, полезные для процессов приживления сухожилия или восстановления зон, подвергнутых дегенеративным изменениям.

3. Интерферентная РНК. Синтетическую биологию и методики применения стволовых клеток можно отнести к области регенеративной медицины, обладающей возможностями восстанавливать поврежденные или стареющие ткани, но не устраняющей причину болезни. Этот пробел может заполнить применение интерферентной РНК (иРНК).

Интерферентная РНК может «выключать» специфические гены, блокируя образование их матричной РНК и, таким образом, синтез белка. Это очень могущественная функция. иРНК можно эффективно использовать для блокировки генов опухолевых клеток, ответственных за образование капиллярных сетей. Она может прекратить синтез белка, ответственного за развитие болезни Альцгеймера. В плечевом суставе иРНК можно использовать для «выключения» генов дегенерации суставного хряща или вращательной манжеты. Эту стратегию можно дополнить применением стволовых клеток, когда iPS клетки вводятся в поврежденную ткань для инициации ее замещения молодыми здоровыми клетками с собственной ДНК пациента.

Впервые за всю историю медицины научные достижения имеют целью не только уменьшить выраженность симптомов, но и блокировать гены, обусловливающие болезнь. Это действительно революционное достижение. Сложность на данный момент заключается во введении препаратов иРНК в клетки. Эти большие и хрупкие молекулы с трудом проникают через мембрану. В настоящее время исследуются различные механизмы проведения иРНК в клетки, и их успешное развитие обеспечит будущее применения иРНК.

Обогащенная тромбоцитами плазма (АСР; Arthrex, Inc., Naples, FL)—один из дополнительных биологических препаратов, используемых в хирургии плечевого сустава.
А. Кровь, полученная от пациента, помещается в центрифугу для отделения богатой ростковыми факторами плазмы от эритроцитов.
Б. После отделения плазмы ее можно вводить как биологически активную добавку во время артроскопии плечевого сустава (например, при реконструкции вращательной манжеты). Инструмент PowerPick (Arthrex, Inc., Naples, FL) можно использовать во время реконструкции вращательной манжеты для улучшения биологических условий приживления путем формирования отверстий в большом бугорке, через которые элементы костного мозга будут поступать на поверхность и улучшать условия приживления сухожилия к кости. Иллюстрация улучшения биологических условий приживления вращательной манжеты при использовании анкеров BioComposite SwiveLock С (Arthrex, Inc., Naples, FL) с боковыми отверстиями. Эти отверстия позволяют кости врастать в анкер.

4. Нанотехнологии/конвергенция биотехнологий.

«Роль бесконечно малого бесконечно велика»
Louis Pasteur

Один нанометр равен одной миллиардной части метра. Область нанотехнологий, как это обычно считается, касается объектов, не превышающих 100 нм, что близко к размерам молекул и атомов.

До сих пор большая часть нанотехнологических исследований была направлена на создание молекулярных машин. Профессор химии института Boston College Т Ross Kelly сообщил о создании нанодвигателя, использующего энергию химических связей 78 атомов. Другой мотор размером с молекулу, использующий солнечную энергию, создал Ben Feringa в University of Groningen (Нидерланды).

ДНК также является очень «гибкой» молекулой с точки зрения формирования различных молекулярных структур. В New York University был создан маленький двуногий робот из ДНК. Длина его ножек составляла только 10 нм. Этот робот мог ходить вниз по дорожке из ДНК. ДНК была выбрана в качестве материала благодаря ее возможности контролируемо присоединять и отсоединять свои фрагменты.

Для выращивания биологических тканей, таких как кожа были использованы наноматрицы. В будущем эти тонкие матрицы смогут использовать для выращивания тканей любого типа, которые потребуются для регенерации в организме.

Привлекательным приложением нанотехнологий является в использование наночастиц для доставки лекарственных веществ в необходимую область. Наночастицы могут проводить лекарства через клеточную стенку и гематоэнцефалический барьер. Ученые в McGill University of Montreal разработали «нанотаблетку», размер частиц которой всего 25-45 нм. Эта таблетка достаточно мала, чтобы переносить лекарственные средства и через клеточную стенку, и к нужным структурам внутри клетки.

Ray Kuzweil в его книге The Singularity is Near предвидит появление нанороботов, которые будут способны путешествовать с током крови, проникая в клетки и обратно, чтобы выполнять разнообразные функции, такие как выведение токсинов, коррекция повреждений ДНК, восстановление клеточных мембран, модификация уровня гормонов и нейротрансмиттеров, а также множество других.

е) Заключение. Хирургия плечевого сустава меняется, а сейчас это происходит быстрее, чем когда-либо ранее. Конвергенция биомеханических и биологических принципов с нанотехнологией и биотехнологией приведет к фундаментальному прогрессу, который еще несколько лет назад казался более научной фантастикой, чем наукой.

Но это не научная фантастика. Мы живем и практикуем в самое динамичное и интересное время в истории хирургии плечевого сустава. Давайте использовать его максимально.

а) Что дальше? Мне кажется ясным, что следующие стадии улучшения технологии артроскопии плечевого сустава уже начались. Доступны биологические технологии, такие как насыщенная тромбоцитами плазма, методика обработки костного ложа (микрофрактурирование), изменение дизайна имплантов (канюлированные анкеры с боковыми отверстиями) для обеспечения прямого доступа клеток костного мозга в область контакта кости и сухожилия.

Имеются и другие методы развития стандартной технологии, состоящие в применении самоукрепляющихся систем при фиксации сухожилий. Концепция саморегулирующихся систем была долгое время известна в автомобильной промышленности, где встречаются компоненты двигателя с автокомпенсацией и самоцентрирующимися механическими системами. Однако биомеханические саморегулирующиеся механизмы только недавно были выявлены и стали применяться.

В частности, техника SutureBridge, использующаяся при фиксации вращательной манжеты, по которой два ряда анкерных фиксаторов связываются перекрещивающимися лигатурами, обладает самоукрепляющимися свойствами.

А. Без нагрузки конструкция SutureBridge имеет форму прямоугольника с фиксацией вокруг части сухожилия вращательной манжеты (Н1 — толщина вращательной манжеты до нагрузки, L1 — длина сухожилия под швом).
Б. Под нагрузкой прямоугольник принимает форму параллелограмма с уменьшенной высотой и увеличенной прижимной силой (N), действующей перпендикулярно к сухожилифю.
Т — сила натяжения, L2 — длина сухожилия под швом, а — длина шва между краем сухожилия и латеральным анкером, Н2 — толщина прижатой вращательной манжеты под нагрузкой.

Термин «самоукрепляющийся» означает, что чем сильнее пытаться вывести систему из строя, тем крепче она становится. Примером самоукрепляющейся системы, с которой знакомы многие хирурги, является китайская ловушка для пальцев. В случае с китайской ловушкой для пальцев, чем сильнее попытки стянуть ее с пальца, тем крепче она его захватывает. В сущности, она использует потенциально применяемую против нее силу для того, чтобы стать сильнее самой. Это очень полезное свойство, особенно для восстановления биологических конструкций, например, при сшивании вращательной манжеты.

Впервые мы заметили самоукрепляющиеся свойства при восстановлении вращательной манжеты двухрядным швом «Suture Bridge» около пяти лет назад во время испытания данной техники фиксации на трупах в биомеханической лаборатории. Мы заметили, что разрушающая нагрузка приближается к предельной в отличие от несвязанной двухрядной методики. Это происходит потому, что принцип фиксации Suture Bridge очень похож на принцип устройства китайской ловушки для пальцев.

При отсутствии нагрузки связывающая лигатура образует прямоугольник вокруг сегмента сухожилия вращательной манжеты. При нагрузке этот прямоугольник принимает форму параллелограмма с уменьшенной высотой конструкции и увеличением прижимной силы, действующей перпендикулярно сухожилию. Прижимная сила преобразовывается в увеличенное трение в месте крепления сухожилия к кости, что выражается формулой f=μN (f-сила трения, μ — коэффициент трения, N — нормальная (прижимная) сила). С увеличением прижимной силы увеличивается сила трения.

Кроме того, поскольку высота параллелограмма продолжает уменьшаться с увеличением нагрузки, сухожилие все крепче фиксируется под швами. Мы считаем, что улучшенные клинические результаты, наблюдаемые при выполнении техники Suture Bridge, по меньшей мере частично объясняются улучшенной фиксацией, обеспеченной данным самозатягивающимся механизмом.

Самоукрепление и биологическое усиление фиксации являются улучшениями, которые накладываются на базовую технологию прочной механической фиксации. Я уверен, что будут открыты и другие самоукрепляющиеся и саморегулирующиеся методики, которые смогут улучшить фиксацию, и тем самым улучшить условия приживления сухожилий.

Биологические методы находятся на самом раннем этапе своего развития. Несмотря на то, что уже доступен целый ряд препаратов плазмы, обогащенной тромбоцитами, необходимо еще узнать, как наилучшим образом применять эти технологии. В настоящее время значительный объем работ в этой области выполняется для изучения возможности удерживать ростковые факторы в области реконструкции. Возможно, препараты с постепенным выделением ростковых факторов обеспечат их поступление в правильной последовательности и в необходимое время для улучшения условий приживления сухожилий.

Последующим исследованиям предстоит ответить на вопрос, необходимы ли пациентам повторные послеоперационные инъекции для введения факторов роста в нужное время для оптимизации лечения.

С развитием применения биологических методов улучшения приживления сухожилий, они будут зависеть от двух диаметрально противоположных условий. Этими условиями являются: порядок и хаос. Порядок применим к направлениям, которые кажутся наиболее успешными, поскольку в основе прогресса лежит его собственный растущий порядок. Тем не менее, эволюция понятий не происходит в закрытой системе, и она должна вырастать из хаоса большей системы, где она не находит себе места и обладает большим количеством вариантов развития. Хаос необходим для создания альтернатив, к которым затем следует применять порядок и, по существу, создать порядок из хаоса.

Поскольку высота параллелограмма продолжает уменьшаться под нагрузкой,
увеличивается сила трения сухожилия о кость, сухожилие все крепче фиксируется под швами,
f-сила трения, μ — коэффициент трения, N — нормальная сила, перпендикулярная к сухожилию.

б) Что если? Теперь самое интересное. А что, если сделать обзор совершенно разных технологий, развиваемых сегодня, и представить себе, как они могут объединиться и повлиять на хирургию плечевого сустава в будущем? Последующие гипотезы можно с легкостью опустить как бесцельный полет мысли воспаленного воображения. И это может быть близким к истине. Но мечтать интересно и давайте рискнем.

в) Технологии стволовых клеток. Несмотря на всю «политическую» риторику исследование стволовых клеток значительно продвинулось от исследования эмбриональных стволовых клеток к процессу, называемому «трансдифференсация». При этом процессе клетки взрослого, обычно кожи, преобразуются в новый вид стволовых клеток, называемых индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS). Данные клетки, по сути, похожи на эмбриональные стволовые клетки и могут быть запрограммированы на трансформацию в другие клетки, например клетки сердца, островковые клетки поджелудочной железы или суставного хряща.

Ученые из университетов Rice University и University of California at Davis использовали iPS клетки мыши для выращивания в лаборатории дистального отдела бедренной кости (Athanasiou КА, устное общение, июнь 2010). Представьте себе этот процесс применительно к человеку, когда клетки кожи пациента используются для выращивания в лаборатории собственного плеча, которое можно хирургически имплантировать в качестве биологического аутологичного эндопротеза. Точно так же можно было бы артроскопически лечить локальные дефекты хряща путем имплантации выращенного в лаборатории аутотрансплантата.

г) Синтетическая биология. На сегодняшний день манипуляции с геномом стали настолько распространенными, что этим занимаются даже старшекурсники. Craig Venter, раскодировавший геном человека в рамках инвестиций и времени, отведенных правительством, раздвигает границы синтетической биологии. Venter и его коллеги из института J. Craig Venter Institute в Калифорнии создали из коротких фрагментов ДНК бактериальный геном и даже преобразовали один вид микроба в другой. Вентер рассчитывает создать первую искусственную форму жизни в течение следующего года, которая станет, по существу, «дизайнерской бактерией».

Его следующим шагом является создание «дизайнерской водоросли», которая сможет выделять высокомолекулярные углеводороды, в дальнейшем легко преобразуемые в транспортное топливо. ExxonMobil возлагает такие большие надежды на эту идею, что уже вложил в проект Craig Venter 300 миллионов долларов.

Другие исследователи создали синтетические органеллы и даже абсолютно новую структуру клетки, известную как «синтосома», для получения ферментов в синтетической биологии. Наступит день, когда синтосомы, вырабатывающие ферменты и белки, полезные для восстановительных процессов в сухожилиях, смогут быть использованы для улучшения приживления вращательной манжеты или для того, чтобы обратить вспять дегенеративные изменения сухожилий.

д) Интерферентная РНК. Стратегии синтетической биологии и стволовых клеток можно характеризовать как направления «регенеративной медицины», которые способны восстанавливать поврежденные или стареющие ткани, но не воздействуют на причину заболевания. Именно здесь может быть применена интерферентная РНК (иРНК).

Интерферентная РНК способна «выключить» специфические гены, блокируя их матричную РНК, таким образом, не позволяя им вырабатывать белки. Интерферентная РНК обеспечивает возможность контроля любых генов в нашем организме, а также вырабатываемые ими белки. Это очень могущественная возможность, позволяющая эффективно блокировать синтез белка и эффективно подавлять экспрессию соответствующих генов. Интерферентная РНК может быть использована для подавления гена, отвечающего за развитие капиллярной сети раковой опухоли. Она могла бы отключить выработку белка, ответственного за болезнь Альцгеймера.

В области плечевого сустава интерферентная РНК может быть использована для отключения генов, ответственных за дегенерацию суставного хряща или вращательной манжеты. Эту стратегию можно усилить введением iPS в поврежденную ткань для начала регенерации молодыми клетками, содержащими собственную ДНК пациента.

В первый раз за свою историю наука пытается не просто лечить симптомы, но на самом деле остановить функционирование генов, вызывающих болезнь. Это настоящая революция. Актуальная на данный момент задача состоит в транспортировке препаратов интерферентной РНК в клетки. Эти молекулы большие и хрупкие, поэтому им нелегко проникнуть через клеточную мембрану. В настоящее время разрабатывается целый ряд механизмов доставки и их успешное развитие обеспечит будущее применение интерферентной РНК.

е) Слияние нано- и биотехнологий.

Роль бесконечно малого бесконечно велика.
Луи Пастер

Один нанометр составляет одну миллиардную часть метра. Считается, что нанотехнологии ограничиваются объектами размерами до 100 нанометров, это соответствует размеру атомов и молекул.

ДНК также оказался пригодным для создания молекулярных структур. Крошечный двуногий робот, «сконструированный» из ДНК, был разработан в университете Нью-Йорка. Длина его ног составляет всего 10 нм. «Гулять» этот работ может по дорожке из ДНК. ДНК была выбрана в качестве строительного материала из-за своей способности контролируемо прикреплять и откреплять свои фрагменты.

Наноразмерные матрицы были использованы для выращивания биологических тканей, таких как кожа. В будущем эти крошечные матрицы могли бы быть использованы для выращивания любых тканей с целью лечения любых внутренних повреждений.

Еще одним поразительным применением нанотехнологии является использование наночастиц для доставки лекарственных средств к определенным частям тела. Наночастицы способны проводить лекарство через клеточные мембраны и гемоэнцефалический барьер. Ученые в университете McGill University в Монреале продемонстрировали «нанотаблетку» с размером частиц 25-45 нм. Таблетка достаточно мала, чтобы пройти через клеточные мембраны и доставить лекарство прямо к целевым структурам внутри клетки.

Ray Kurzweil в своей книге «Singularity is Near» предвидит создание наноразмерных роботов или нанороботов, которые смогут путешествовать по кровотоку, проникать к клеткам и внутрь их, выполняя различные функции, например выведение токсинов, исправление сбоев ДНК, лечение и восстановление клеточных мембран, изменение уровня гормонов и нейротрансмиттеров, а также бесконечное множество других задач.

Прорывные технологии развиваются на собственном рынке до тех пор,
пока не достигнут уровня, соответствующего требованиям другого рынка.
Тогда они приходят на новый рынок и стремительно вытесняют привычные технологии.

ж) Усовершенствование технологий в артроскопии. Давайте на минуту вернемся снова на землю и отставим пока в сторону нанотехнологии и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, обратив внимание на то, на что способна артроскопическая хирургия сегодня. Одним из новых рубежей является артроскопическая артропластика. В Вене (Австрия) доктор Werner Anderl выполняет артроскопическое восстановление суставной поверхности головки плечевой кости, а также разрабатывает технику для артроскопической обработки гленоида из доступа через головку плечевой кости (Anderl W., устная беседа, апрель 2010).

Компоненты вводятся через ротаторный промежуток и фиксируются винтами при помощи ретроградной отвертки, которая вводится через головку плечевой кости. Технология, задействованная при этой процедуре, просто захватывает дух, и я уверен, что в итоге приведет к новой эре в артропластической хирургии.

з) На «линии огня».

Будущее уже не то, что раньше.
Йоги Берра

Я надеюсь, что эта лекция встревожила Вас. Я также надеюсь, что она подняла Вам настроение. И в самую последнюю очередь, я надеюсь, что она доставила Вам дискомфорт. Мир хирургии плечевого сустава изменяется независимо от того, меняемся мы или нет. При этом двумя основными элементами для эволюции представлений являются хаос и порядок. Без хаоса у нас не было бы выбора, без выбора у нас не было бы порядка, а без порядка у нас не было бы прогресса.

Новая технология не может быть миролюбивой. Она не станет спрашивать: «Вы уже готовы к моему появлению?» Но знаете, что? Я готов. Давайте зажжем эту свечу!

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Читайте также: