Вибір ендопротезів колінних та кульшових суглобів, профілактика "металозу"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВИБІР ЕНДОПРОТЕЗІВ КОЛІННИХ ТА КУЛЬШОВИХ СУГЛОБІВ, ПРОФІЛАКТИКА «МЕТАЛОЗУ»

Вступ

ендопротезування колінний кульшовий суглоб

Остеоартроз (остеоартрит) є найбільш поширеною формою ураження суглобів і частою причиною непрацездатності [1]. Гонартроз (гонартрит) і коксартроз (коксартрит) займають лідируючі позиції серед захворювань ортопедичного профілю, [2-4] що завдають вагомий медико-соціальний збиток хворим людям і суспільству в цілому. Тотальне ендопротезування суглобів - це найважливіша складова в лікуванні кінцевої стадії ГКА [5-6], яке на довгий час підвищує якість життя хворих [ 7]. ГКА супроводжується мікроелементозом, перебіг якого проявляється змінами в організмі рівнів Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn та інших металів [8-10]. Найбільш часто при остеоартрозі ендопротезування проводиться саме колінних і кульшових суглобів [11-12], для чого використовуються керамічні, металеві та комбіновані штучні зчленування. Дослідження ролі окремих металів, що містяться в крові і синовії хворих на ГКА, при патогенетичних побудовах ускладнень ендопротезування колінних і кульшових суглобів є актуальною проблемою [1314,10]. M.Kuba et al. [15] після ендопротезування суглобів металопластиковими і металокерамічними штучними зчленуваннями виявили в перипротезних тканинах підвищення рівня Co, Cr, Mo, Nb, Ti і V.

Форму реактивності організму формує «вегетативний паспорт» пацієнта. Залежно від щільності і сенситивності адренорецепторів в тканинах, людей поділяють на ваготоніків і симпатотоніків [16]. Інформативним критерієм в діагностиці «вегетативного паспорта» і форми коморбідності виступає рівень внутрішньоклітинного кальцію - «універсального месенжера». Патогенез артропатії реалізується двома шляхами пошкодження: через механізми «аутоімунної агресії» на тлі домінування парасимпатичної системи і остеопорозу, або "оксидантного стресу", що спостерігається при симпатотонії і атеросклерозі. Вегетативний тонус корелює з рівнем внутрішньоклітинного кальцію. Пермістивна властивість адреналіну складається в підвищенні вмісту внутрішньоклітинного кальцію, що проявляється високим кальцій-коронарним індексом у симпатотоніків. Підвищений рівень неактивного інсуліну при ваго-інсуліновій дисфункції, що спостерігається у ваготоніків, викликає підйом концентрації внутрішньоклітинного калію, формуючи внутрішньоклітинний алкалоз. Параметри гомеокінеза на клітинному рівні у симпатотоніків і ваготоніків також істотно відрізняються за «електролітним портретом», що, поряд з системними механізмами регуляції, визначає форму артропатії, коморбідності, соматогенії, а отже, векторність і тактику медичної реабілітації [16].

Залежно від впливу мікроелементів на ваго-симпатичний баланс можна виділити:

а) ваготонічні Ca, Fe, Si, I, Zn, Cr, Li, Co - дефіцитні і K, Mg, Na, V, Mo, Ni, Mn, Cu, Se - надлишкові артропатії;

б) сімпатотонічні Ca, Fe, Si, I, Zn, Cr, Li, Co - надлишкові і K, Mg, Na, V, Mo, Ni, Mn, Cu, Se - дефіцитні артропатії

Запалення при ваготонічному суглобовому синдромі характеризується гіпоергічністю, набряком, гіперпластичністю, поєднанням з мікозами і алергічним компонентом. При симпатотонічній артропатії запалення носить гіперергічний, деструктивний, імунодефіцитний характер [16]. Мікроелементи модулюють цей процес [16]. Навколо ендопротеза іноді спостерігають патологічні форми запальної реакції: псевдопухлини або асептичний остеонекроз [17-19], що, мабуть, пов'язано з вегетативною дисфункцією і порушенням мікроциркуляції. У зв'язку з вище викладеним, можна припустити, що хімічний склад ендопротеза впливає на перифокальне запалення навколо нього. «Вегетативний паспорт» хворого може послужити підставою для вибору хімічного складу протеза з мінімальною реакцією організму, що вимагає подальших досліджень в цьому напрямку. По завершенню обстеження, хворому слід рекомендувати оптимальний по конструкції і елементному складу ендопротез, оскільки від реакції на нього організму, в тому числі, будуть залежати і хороші результати у віддаленому періоді.

Тертя в метал-металевій парі призводить до зносу, розвитку «металоза», потрапляння іонів металу у внутрішнє середовище і органи людини, порушуються параметри гомеокінеза, активність гормонів і ферментів. При остеопорозі виникає нестабільність конструкції, що обґрунтовує цементну методику установки ендопротеза [ 20]. Вибір матеріалу для цементної ніжки (сталь або комохром) обумовлений особливостями поведінки металу при терті об цемент. При ендопротезуванні застосовуються наступні матеріали: титанові сплави (Ti-6Al-4V; Ti-5AI-2,5Fe; Ti-6AI-17 Niobium, який не містить V і має більш низький модуль пружності; Ti-Ta30; Ti-6Al7Ni; Я-титанові зі сплаву Я-Ti-Mo); спеціальна сталь: (фірма CPTZimmer, Exeter-Stryker, що складаються з заліза, хрому, нікелю, марганцю, молібдену, ніобію - FeCr22Ni10Mn4Mo2NNb); комохромовий сплав, що складаються з кобальт-хром-молібдену (Co, Cr, Мо). Карбонова кераміка складається з C-Si; використовують кераміку з кальцію фосфату і алюмінатів (CrystСа5 (РО) 3 (O), СаА12О3); а також з кальцію сульфату, алюмінатів і фосфатів (CaSO4, СаА12О3, Amorph-Ca5 (PO4) 3 (OH)). Широко застосовується кобальт-хром-молібденовий сплав протезів відомий під назвою Віталліум (Vitallium), складається з 60% кобальту, 20% хрому, 5% молібдену та інших складових. Безцементні ніжки частіше використовують з титану і його сплавів (CP-Ti (чистий титан - 98 - 99,6%), Ti-6AI-4V і ін.) При створенні ендопротезів з кераміки використовують три її виду. Карбонова кераміка ( з різною структурою C-Si) біоінертні, з хорошою біологічної сумісністю і поверхневою міцністю, застосовна для покриття ніжок і чашок протезів. Кераміка з кальцію фосфату і алюмінатів (Cryst-Са5 (HO) 3 (O), СаА12O3): біоактивна, небіодеградируєма, що дозволяє забезпечувати взаємодію між кісткою та іншими біоматеріалами, може бути носієм лікарських і біологічно активних речовин (короткого терміну дії, поверхневе вивільнення). У пацієнтів, яким було виконано ендопротезування кульшового суглоба з використанням металевих головок, іони металів в крові виявляються не завжди, оскільки мала їх концентрація пов'язана з включенням до складу гормонів і ферментів. Однак цього їх змісту достатньо для порушення параметрів гомеокінеза пацієнта. Просочування оточуючих тазостегновий суглоб м'язів іонами металів являє собою певну проблему - «металлоз». Кожен четвертий-п'ятий пацієнт з трансплантацією Co-Cr-Ni-протезів має гіперчутливість до цих металів, що клінічно маніфестно проявляється в 1% випадків [21].

Аналіз складу ендопротезів дозволив визначитися з переліком мікроелементів для дослідження: Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ni, Ti, V, Са. Виразність і склад металоза залежить не тільки від мікроелементного складу ендопротеза, а й стану мікроциркуляції й вегетативної дисфункції хворого, реактивність якого визначає форму загоєння рани після ендопротезування. Важливо проаналізувати вплив досліджуваних мікроелементів на активність гормонів, ферментів, стан вегетативної системи. Надлишок Ni в крові через ослаблення окислення адреналіну, посилення активності інсуліну і синтезу цитокінів, активацію хелперних і кілерних клітин, викликає гіперчутливість імунної системи і переважання парасимпатичної системи. Cr, як сильний окислювач, активує інсулін, вуглеводний і ліпідний обміни, симпатичну систему. Підвищення в крові концентрації Со і особливо Cr, поряд з Ni можуть викликати остеопенічні та інші небажані ефекти [22,23]. Надлишок Fe сприяє закисленню середовища, активації кислої фосфатази, інтенсифікації ПОЛ та запалення, що сприятливо для ваготоніков. V за рахунок пригнічення ПОЛ, імуностимуляції, залужування середовища і активації лужних фосфатаз, надає оптимізуючий вплив на параметри гомеокінеза симпатотоніків. У ваготоніків, навпаки, інтенсифікація лужних фосфатаз небажана, оскільки сприяє розвитку остеопорозу і нестабільності ендопротеза. Со - активує холіноестеразу, підсилює синтез тиреоїдних гормонів, підвищує проліферативну відповідь Т-лімфоцитів і дозрівання еритроцитів, нормалізує параметри гомеокінеза ваготоніків. Zn - бере участь в метаболізмі стероїдних гормонів, підвищує активність інсуліну і симпатичної системи, стимулює продукцію прозапальних цитокінів, входить до складу багатьох ферментів. Mo через інактивацію ПОЛ і лужної фосфатази знижує симпатотонію. Al включається в трансферин, пов'язує ферритин, займає місце заліза, знижуючи окислювальні пошкодження тканин, що позитивно для симпатотоників. Cu - стимулює вироблення жіночих статевих гормонів, входить до складу антиоксидантів, виступає в ролі антагоніста Zn.

Вибір ендопротеза повинен визначатися його мікроелементним складом з одного боку і «вегетативним паспортом», формою артропатії з іншого боку. Відомо, що надлишок одних мікроелементів посилює парасимпатичну, а інших - навпаки, викликає активацію симпатичної системи, що змінює стан мікроциркуляції і виразність запальної реакції в рані [16]. Клінічні спостереження підтверджують теоретичні передумови. У хворих після використання титанових ендопротезів, до складу яких включено V, часто спостерігаються алергічні реакції [ 24]. Ці порушення параметрів гомеокінеза і електролітні зрушення якоюсь мірою можуть коригуватися, розробленим нами адаптаційним гомеокінетичним харчуванням 16]. В даний час вибір ендопротезів здійснюють з урахуванням, або їх наявності в клініці, або з «власного досвіду» у вигляді рекомендації. Пацієнти з ранніми стадіями асептичного некрозу, артритів і артрозів рідко звертаються саме з метою ендопротезування. Стає зрозумілим, що нормальна анатомія суглоба при протезуванні - рідкість. Травматологу важливо оцінити не тільки структуру і функцію патологічного суглоба, але і реакцію організму на ендопротез. Враховують особливості анатомічної будови конкретного суглоба пацієнта і ступінь його руйнування; можливе збільшення кісткових дефектів при підготовці кісткового ложа і необхідність пластики цих дефектів; приблизні варіанти додаткових опцій обраної конструкції ендопротеза; системні та місцеві реакції пацієнта на хімічний склад ендопротеза (явище «металоза», порушення параметрів гомеокінеза організму, форму запалення біля ендопротеза). В даний час відсутня доказова база індивідуального вибору ендопротезів, недостатньо вивчені явища «металлоза» і можливість його профілактики гомеокінетичною дієтою, що стало метою цієї роботи.

Виклад основного матеріалу

Досліджено 87 хворих на коксартроз і гонартроз. Однобічне ендопротезування суглобів проведено у 12,6% випадків (у 7 хворих з ГКА і у 4 з ізольованим гонартрозом). Штучні протези кульшових зчленувань імплантовані 6 пацієнтам, колінних - 5. Використовували протези «ОРТЕН», «Zimmer-CPT» і «Stryker-Exeter», які містили Ті та сплави «Віталліум» (Co-Cr-Mo) і «Протазул» (Cr-Fe-Mn-Mo-NiNb). У двох випадках проведено цементну фіксацію. В якості контролю обстежено 44 практично здорових людей. Пацієнтам виконували рентгенологічне (апарат «МиШх-СошрасЕЗіемепз», Німеччина) і ультразвукове (сонограф «Envisor-Philips, Нідерланди) дослідження суглобів, двоенергетичну рентгенівську остеоденситометрію проксимального відділу стегнової кістки (апарат «QDR-4500-Delphi-Hologic», США) та магнітнорезонансну томографію (МРТ) колінних суглобів (томограф «Signa-Excite-HD», Німеччина). У крові та волоссі вивчали концентрації тих металів, які входять до складу суглобових ендопротезів - Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ni, Ti, V, Са. Використовували атомно-абсорбційний спектрометр «SolAAr-Mk2-MOZe» з електрографітовим атомізатором (Великобританія).

«Вегетативний паспорт» пацієнтів встановлювали по нормованому показнику вмісту внутрішньоклітинного кальцію в волоссі (індекс кальцієвого балансу - ІКБ). Запропонований індекс кальцієвого балансу (ІКБ) виявився інформативним при встановленні «вегетативного паспорту», форми суглобового синдрому і коморбідності та може бути рекомендованим для подальшого використання в травматології. Дані спектрального аналізу волосся тісно корелювали з даними остеоденситометрії проксимального відділу стегнової кістки. Дефіцит кальцію в волоссі (ІКБ<1,0) вказував на домінуючу ваготонію та схильність до остеопорозу, що потребувало цементної методики ендопротезування. Високий кальцієвий індекс (ІКБ>1,0) - відображав симпатотонію та ознаки атеросклерозу, які дозволяють використовувати безцементну чашку press-fit фіксації. В цьому випадку треба пам'ятати, що досягнення press-fit ефекту можливо тільки при контакті з кістковими стінками вертлюжної западини протягом 2/3 і більше окружності press-fit чашки з високою кальцифікацією кістки (кальцієвий індекс> 1,0). Серед досліджуваних пацієнтів більшість (до 64%) становили ваготоніки, що характерно для Донецького регіону.

Індекси тяжкості гонартрозу (GWI) і коксартрозу (CWI) рахували за формулою GWI (CWI) = ( S² - Е ): D, де S - стадія остеоартрозу, Е - сума ознак остеоартрозу, D - тривалість клінічної маніфестації захворювання.

Статистична обробка отриманих результатів досліджень проведена за допомогою комп'ютерного варіаційного, непараметричного, кореляційного, регресійного, одно(ANOVA) і багатофакторного (ANOVA/MANOVA) дисперсійного аналізу (програми «Microsoft Excel» і «Statistica-Stat-Soft», США). Оцінювали середні значення (M), їх стандартні помилки (SE) і відхилення (SD), коефіцієнти параметричної кореляції Пірсона (r) і непараметричної Кендалла (т), критерії дисперсії БраунаФорсайта (BF) і Уілкоксона-Рао (WR), відмінностей Стьюдента (t) і Макнемара-Фішера (%²), а також достовірність статистичних показників (р). Оцінювали ступінь мікроелементозу (порушень мікроелементного складу) в крові (О) і волоссі (Y). При цьому концентрацію кожного металу у конкретного хворого, показник <M - SD здорових, визначали як не змінену в 0 балів, показник від M - SD до M - 2SD - як мінімально змінену в 1 бал, від M - 2SD до M - 3SD - як помірно змінену в 2 бали, >M - 3SD - як значно змінену в 3 бали. Мікроелементоз для кожного металу встановлювали при показнику >1 бала (>M - SD). 0 і Т були сумою балів змін того чи іншого металу (мікроелемента) відповідно у крові та волоссі, а інтегральну ступінь порушень метаболізму металів в організмі (0) підраховували за формулою: 0 = 0 х Т

Проведенні дослідження «електролітного портрету» дозволили виявити у хворих на гонартроз рівень в крові мікроелементів, які входять до складу ендопротезів (Al склав 2,9±0,15 мкг/л, Co - 9,8±0,61 мкг/л, Cr - 1,3±0,05 нг/л, Fe - 426,3±3,57 мг/л, Mo - 1,7±0,08 мкг/л, Ni - 4,5±0,23 мкг/л, Ті - 2,2±0,06 мкг/л, V - 1,8±0,08 мкг/л). Таблиця 1.

Таблиця 1

Показники металів в крові хворих на гонартроз і здорових людей (M ± SD ± SE)

У порівнянні зі здоровими людьми встановлено достовірне збільшення на 29% концентрації V і на 10% Ті при зменшенні на 4% вмісту Fe що <M±SD> відповідно виявлено у 43,7%, 40,2% і 42,5% від числа обстежених хворих. В цілому, мікроелементоз металів (>1 бала) в крові хворих на гонартроз відзначений в 41,4% випадків, а Q=0,90±0,037 у.о. При гонартрозі звертали на себе увагу достовірні прямі кореляційні зв'язки Пірсона показника ферреміі з рівнями Сг і V, а останнього, крім того, з вмістом в крові Ti. Аналіз ANOVA/MANOVA показав достовірний вплив на вміст металів в крові рентгенологічної стадії гонартрозу, наявності маніфестного синовіту і параметра GWI. На рівень Ti в крові впливають вік хворих, стадія хвороби, суглобовий рахунок, наявність синовіту і остеохондрозу хребта, з віком також пов'язаний зміст Fe, з поширеністю суглобового синдрому - показники Со, з остеопорозом - Al, про що свідчить дисперсійний аналіз БраунаФорсайта. Зв'язок Al з остеопорозом дозволив використовувати його в ролі індикатора для проведення цементної методики ендопротезування у ваготоніків та рекомендувати керамічні ендопротези здебільш для ваготонікам. Стадія гонартроза прямо корелює з параметрами Со, Мо і Ті, з суглобовим рахунком - тільки Со і Ті, BNI і BMD - з вмістом Сг [25,26]. Таблиця 2.

Таблиця 2

Достовірність кореляційних зв'язків Пірсона окремих факторів перебігу гонартрозу з рівнем металів в крові (p r)

Примітка. I - вік хворих, II - стадія захворювання, III - суглобовий рахунок, IV - BNI, V - RI, VI - CI, VII - BMD

Електролітний портрет пацієнтів перед ендопротезуванням корелює з їх «вегетативнім паспортом», що дозволяє прогнозувати подальший перебіг хвороби, розвиток системного остеопорозу та можливі ускладнення. З урахуванням виконаного варіаційного, дисперсійного і кореляційного аналізу зроблені висновки, що мають практичну спрямованість: показники в крові Ti>2,7 мкг/л і Со>16 мкг/л (>M - SD хворих) є прогноз-негативними ознаками щодо тяжкості перебігу гонартрозу, Cr <0,8 (<M-SD) - щодо розвитку остеопорозу. Зміст в крові Al впливає на параметри GWI і суглобового рахунку, на розвиток синовіту і формування остеопорозу. Виразність гонартроза тісно пов'язана з рівнями Fe, Mo, Ni, Ti і V, поширеність суглобового синдрому - тільки з Ti і V, запалення суглобової мембрани - з Ті і Cr. Показник GWI має прямі кореляції Пірсона з вмістом в крові Al, Mo і Ni.

З урахуванням результатів виконаного дисперсійного і кореляційного аналізу зроблено висновок, що в патогенезі гонартрозу головне значення слід надавати Al і Ni, причому показники в крові Ni>6,6 мкг/л можна вважати прогностично несприятливою ознакою. За результатами роботи були відібрані ті ознаки перебігу гонартрозу, які відповідали одночасно достовірним показникам Брауна-Форсайта і Кендалла в дисперсно-кореляційних зв'язках з окремими металами. Виявилося, що від змісту в крові Al залежать зміни переднього латерального рогу меніска колінних суглобів, від Cr - розвинення бурситів, від Mo - формування остеофітоза, від Ni - остеокистозу, від V - поява інтраартикулярних тіл Штайді. На інтегральні ознаки перебігу гонартроза впливають рівні в крові Мо і Ті, що продемонстрував багатофакторний аналіз Уілкоксона-Рао. За даними однофакторного аналізу БраунаФорсайта, наявність мікроелементозу Со впливає на розвиток синовіту, Cr - на поширеність суглобового синдрому, Fe - на значення GWI. З показником О в більшій мірі пов'язане розвинення у хворих на гонартроз остеокистозу і трабекулярного набряку надколінка, оскільки ці структурні ознаки мають достовірні і дисперсійні, і кореляційні зв'язки з мікроелементозним індексом досліджених металів. Отримані результати відображають вплив мікроелементів на форму запалення при суглобовому синдромі. Надлишок Мо, V, Ni, Al посилюють ваготонію та формують гіпоергічну форму запалення з набряком та алергічним компонентом, що приводить до аутоимунної агресії. Надлишок Fe, Co, Zn, Cr, напроти, підтримує симпатотонію, та гіперергічне запалення, визиває оксидантні пошкодження, що відображено в схемі гомеокінезу ваготоніків та симпатотоніків.

Мікроелементоз металів в волоссі (Т>1 у.о.) спостерігається у 23,0% хворих на гонартроз, а середні значення Т рівні 0,74±0,034 у.о. При гонартрозі показники металів в волоссі (M±SE) виявилися наступними: концентрація Al склала 2,7±0,09 мкг/г, Co - 14,0±0,85 нг/г, Cr - 33,6±1,93 нг/г, Fe - 10,3±0,45 мкг/г, Mo - 1,6±0,04 мкг/г, Ni - 3,7±0,19 мкг/г, Ті - 2,3±0,05 мкг/г, V - 128,4±12,11 нг/г. У порівнянні зі здоровими людьми, захворювання перебігає з достовірним підвищенням (на 23%) в волоссі вмісту Al, на 10% Ті і в 6,1 рази Fe, при цьому рівень Со зменшується на 23%, Cr на 22% і Мо на 16%. Зміни показників (<M±SD> здорових) Fe, Al, Mo, Cr, Ті і Co відповідно виявлені в 100%, 46%, 45%, 29%, 22% і 12% від числа хворих. Встановлено прямий кореляційний зв'язок між параметрами NioTi, а зворотний - CooMo и CroV. Таблиця 3.

Таблиця 3

Показники металів у волоссі хворих на гонартроз і здорових людей (M ± SD ± SE)

Інтегральний стан мікроелементного складу металів у волоссі хворих на гонартроз залежить від GWI, наявності маніфестного синовіту і системного остеопорозу, що демонструє багатофакторний аналіз Уілкоксона-Рао. За даними однофакторного аналізу Брауна-Форсайта вік хворих впливає на зміст Al, Co, Cr, Fe і V, при цьому за результатами кореляційного аналізу з віком пацієнтів збільшуються в волоссі рівні Мо і V, але зменшується концентрація Сг. Рентгенологічна стадія гонартроза впливає на вміст у волоссі Al, Co і Ti, а з остеохондрозом хребта дисперсно пов'язаний тільки рівень Al. Показник останнього зворотньо корелює з ознаками остеопорозу - з BNI і BMD. На показник GWI високовірогідно впливають значення Al, Fe, Mo і Ti. Від накопичення у волоссі Al, Mo і Ti також залежать параметри суглобового рахунку, розвиток синовіту тісно пов'язаний з вмістом Со, а остеопорозу - з Fe. З рівнем Ni прямо корелює показник GWI. Таблиця 4. Рис.1,2.

Таблиця 4

Достовірність впливу окремих факторів перебігу гонартрозу на рівень металів у волоссі (p BF)

Примітка. I - вік хворих, II - стадія захворювання, III - маніфестний синовіт, IV - суглобовий рахунок (поширеність остеоартрозу), V - остеохондроз хребта, VI - спондилоартроз, VII - системний остеопороз

З показником Т при гонартрозі мають місце прямі дисперсно-кореляційні зв'язки ступінь пошкодження надколінка і дегенеративних змін менісків колінних суглобів, про що свідчать виконані аналізи Брауна-Форсайта і Кендалла. Крім того, існує вплив Т на розвиток перилігаментита. C урахуванням представлених даних, параметри Т>1,1 у.о. (>M - SD хворих на гонартроз) є факторами ризику важких змін надколінка і менісків.

Виконано зіставлення між рівнем окремих металів у волоссі і крові хворих на гонартроз. Виявилося, що прямо корелюють між собою в різних об'єктах дослідження такі мікроелементи, як Cr, Ti і V. Крім того, зміст Cr в волоссі має зворотні співвідношення з концентраціями в крові Al і V, Al - позитивні кореляції з Ti і V, Ni - з Co і Ti, V - з Al [ 27]. Таблиця 5.

Таблиця 5

Достовірність кореляційних зв'язків між окремими металами у крові та волоссі хворих на гонартроз (p r)

Різний взаємозв'язок мікроелементів пов'язаний з «вегетативним паспортом хворого» та формою артропатії, що дало можливість виробити рекомендації по використанню ендопротезів.

Зі ступенем інтегрального мікроелементозу в волоссі і крові (0) хворих на гонартроз прямо пов'язані трабекулярной набряк надколінка, його структурні пошкодження і розвиток лігаментитів. Як показує дисперсійний аналіз Брауна-Форсайта, 0 впливає на зміни переднього латерального рогу меніска, а непараметричний кореляційний аналіз Кендалла демонструє прямі взаємовідносини з інтраартикулярними тілами Штайді і Гоффа. З урахуванням представлених даних статистичної обробки отриманих результатів дослідження можна вважати, що значення 0>1,2 у.е. (>M - SD хворих на гонартроз) належать до факторів ризику ураження надколінка і розвитку перилігаментита. Тяжкість ГКА впливає на інтегральний склад металів в крові і волоссі хворих, що демонструє багатофакторний аналіз Уілкоксона-Рао. Як свідчить однофакторний дисперсійний аналіз Брауна-Форсайта, від тяжкості перебігу захворювання залежить рівень Ni в крові і волоссі. За даними кореляційного аналізу Пірсона існують прямі кореляційні зв'язки CWI з вмістом в крові і волоссі V. Необхідно відзначити, що в патогенетичних побудовах V та Ni стимулюють імунну систему та запускають механізм аутоімунної агресії, що важливо для ваготоніків. Fe активує ПОЛ та посилює пошкодження в суглобі через механізми оксидантного стрессу у симпатотоніків. Існують прямі достовірні кореляційні зв'язки однойменних металів у волоссі і крові, що стосується Mo, Ni і Ti. Крім того, зміст Al в волоссі позитивно співвідноситься з концентраціями в крові Ti і V, відповідно Со з Fe, Cr c Mo, Ni c Co і V. При цьому існують зворотні кореляції рівнів в волоссі і крові Cr< >Al. Mo>Fe, V>Mo. У всіх хворих на ГКА і ізольованим ураженням колінних суглобів без залучення кульшових частота мікроелементозу в крові (1 у.о.) V, Fe, Ti, Ni, Co, Al, Mo і Cr відповідно склала 71,3%, 67,8%, 64,4%, 62,1%, 52,9%, 41,4%, 37,9% і 33,3%, а в волоссі цих же металів - 33,3%, 28,7%, 37,9 %, 49,4%, 69,0%, 49,4%, 40,2% і 52,9%. У випадках залучення в патологічний процес кульшових суглобів, зростає на 94% частота змін в крові і на 81% в волоссі Cr, тільки в крові - в 2,2 рази Мо і на 46% Ti.

Рівень 0 у хворих на ГКА має дисперсійний вплив на формування остеофітозу, що демонструє аналіз БраунаФорсайта. За результатами аналізу Кендалла, існують різноспрямовані (прямі і зворотні) кореляційні зв'язки показника CWI з параметрами Q и Т. Крім того, рівень Q позитивно корелює зі значеннями BMD, а Т - зі ступенем субхондрального склерозу, остеокистозу і остеоузурацій. Враховуючи виконану статистичну обробку даних досліджень (варіаційний, дисперсійний і кореляційний аналіз) можна зробити наступний висновок, що має певну практичну значимість: при гонартрозі збільшення вмісту Ti в крові > 3 мкг/л і Cr в волоссі <13 нг/г (<M±SD> хворих на ГКА) є прогнозонегативними ознаками розвитку комбінованого ураження колінних і кульшових суглобів.

Після зіставлення рівнів металів в крові хворих на ГКА, що підлягають ендопротезуванню суглобів, з аналогічними показниками у практично здорових людей було встановлено, що вміст вихідних параметрів (до імплантації штучних зчленувань) Al склав 2,7±0,45 мкг/л, Co - 12,5±1,52 мкг/л, Cr - 1,5±0,23 нг/л, Mo - 2,0±0,28 мкг/л, Ni - 5,2±0,80 мкг/л, Ti - 2,5±0,17 мкг/л, V - 1,9±0,29 мкг/л. Виявилося, що при ГКА на 'А від контрольних значень в групі здорових виявилася більшими параметри Со і на % Ti. При порівнянні одних і тих же хворих основної групи до і після операції встановлено (Табл. 6.), що ендопротезування суглобів (а були використані кобальто-хромові штучні зчленування) викликає ще більше зростання в крові показників Со на 23% (t=2,32, p=0,043) і Cr на 40% (t=2,81, p=0,018). [28].

Через 2-3 місяці після операції вже був достовірно більшим вміст у крові Со на 89%, Cr на 75%, Mo на 44%, Ni на 49% і Ti на 45%. Необхідно відзначити, що в осіб з імплантованими Co-Crпротезами підвищуються рівні в крові цих мікроелементів, а ступінь збільшення їх змісту прямо співвідноситься з кількістю віддалених після операції ускладнень [29,30].

Таблиця 6

Показники металів в крові хворих на ГКА до і після ендопротезування суглобів (M±SD±SE)

Со відноситься до контактних алергенів, тому найбільш інтенсивно вивчається його можлива роль у суглобовому запаленні після артропластики з використанням протезів з цим металом. Імуноцити на вплив Со реагують проліферативною відповіддю, причому такий ефект нівелюється протифібробластними антитілами [31]. Запальна реакція на металеві імплантанти, що містять Co і Cr, може супроводжуватися формуванням асептичних остеонекрозів. Було відзначено, що після ендопротезування суглобів приблизно через 6-9 місяців відбувається збільшення в сироватці крові концентрації Co і Cr, але після 15 місяців ці показники поступово приходять до вихідного рівня [28,32].

Ступінь змін концентрації Al в крові після ендопротезування суглобів прямо корелює з вихідним рівнем Со в волоссі, які, як відомо, тривалий час накопичують металимікроелементи, а динаміка Cr прямо співвідноситься з вмістом в волоссі Ті. Ступінь змін в крові параметрів Ті має зворотні кореляційні зв'язки зі значеннями в волоссі Ni і того ж Ті. Зазначене стосується і до параметрів ванадіеміі. За даними багатофакторного дисперсійного аналізу Уілкоксона-Рао, на інтегральну динаміку показників металів в крові хворих на ГКА після імплантації протезів суглобів впливають вихідний показник GWI і тяжкість перебігу спондилоартрозу міжхребцевих зчленувань. Як свідчить однофакторний дисперсійний аналіз Брауна-Форсайта, на ступінь змін показників Со і Cr після ендопротезування суглобів впливає вихідна рентгенологічна стадія захворювання, а на динаміку вмісту Ni - CWI.

На підставі вивчення в крові і волоссі концентрації металів, які містяться в ендопротеза колінних і кульшових зчленувань (Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ni, Ті, V), доведена їх клінікопатогенетична значущість в запуску переважно механізму аутоімунної агресії або оксидантного стресу в залежності від «вегетативного паспорту» пацієнта; встановлена динаміка показників до і після ендопротезування суглобів, виділені критерії, що дозволяють прогнозувати перебіг захворювання та розвиток «металозу». Виявлений тісний зв'язок електролітних порушень з «вегетативним паспортом» пацієнта дозволяє розробити підходи по використанню гомеокінетичного харчування для профілактики металозу.

Висновки

Порушення «мікроелементного портрету» пацієнта при суглобовому синдромі визначаються його генотипом (вегетативним паспортом) і фенотипом. Індекс кальцієвого балансу виявився інформативним критерієм виділення форми артропатії і коморбідності. Ендопротезування великих суглобів часто викликає «металоз», який впливає на механізми запалення / загоєння. У ваготоніків на тлі кальційдефіцитної коморбідності і схильності до остеопорозу (ІКБ <1.0) після ендопротезування спостерігаються електролітні зрушення, гіпоергічне запалення з набряком, алергічним, гіперпластичним компонентом на тлі алкалозу (псевдопухлинне), яке реалізується через механізми аутоімунної агресії. У симпатотоників на тлі кальцій-залежної коморбідності і схильності до атеросклерозу (ІКБ> 1,0) після ендопротезування відзначають електролітні порушення, гіперергічного запалення з вираженою деструкцією, на тлі імуносупресії, переважання катаболічних гормонів і ацидозу (асептичний остеонекроз), яке реалізується через механізми оксидантного стресу. Виразність металоза залежить від хімічного складу ендопротеза і «вегетативного паспорта» хворого. Для його профілактики ваготонікам доцільно рекомендувати конструкції з титану і спеціальної сталі, що містять в сплаві мікроелементи: Cr, Co, Fe, Zn, які підсилюють активність симпатичної системи. Симпатотонікам показані керамічні та титанові ендопротези що містять мікроелементи: V, Mo, Ni, Al, які, навпаки, активують парасимпатичну систему. Корекцію елементозів у хворих після ендопротезування здійснюють адаптаційною гомеостатичною дієтою.

Список використаних джерел

1. Алексеева Л.И., Таскина Е.А., Кашеварова Н.Г. Остеоартрит коленных суставов и метаболический синдром: новые подходы к терапии. Научно-практическая ревматология. № 2. Т. 56. С.157-163.

2. Каратеев А.Е., Лила А.М. Остеоартрит: современная клиническая концепция и некоторые перспективные терапевтические подходы. Научно-практическая ревматология. № 1. Т.56. С. 70-81.

3. Leung Y.Y., Ma S., Noviani M., Wong S.B. Validation of screening questionnaires for evaluation of knee osteoarthritis prevalence in the general population of Singapore. Int J Rheum Dis. 2018. Vol. 21. № 3. С. 629-638.

4. Nelson A.E. Osteoarthritis year in review 2017: clinical. Osteoarthritis Cartilage. 2017. Vol. 26. No. 3. P. 319-325.

5. Храмов А.Э., Макаров М.А., Макаров С.А., Бялик Е.И. Местные осложнения эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов у пациентов с ревматоидным артритом и остеоартритом. Научно-практическая ревматология. 2017. № 5. Т 55. С. 549-554.

6. Van Hamersveld K.T., Marang-Van De Mheen P.J., Nelissen R.G.H.H., Toksvig-Larsen S. Migration of all-polyethylene compared with metal-backed tibial components in cemented total knee arthroplasty. Acta Orthopedica 2018. Vol. 89. No. 4. P. 412417.

7. Jones C.A., Beaupre L.A., Johnston D.W.C., SuarezAlmazor M.E. Total joint arthroplasties: current concepts of patient outcomes after surgery. Rheumatic Disease Clinics of North America. 2007. Vol. 33. No. 1. P. 71-86.

8. Colotti G., Ilari A., Boffi A., Morea V. Metals and metal derivatives in medicine. Mini Rev Med Chem. 2013. Vol. 13. No. 2. P. 211-221.

9. Lanocha-Arendarczyk N., Kosik-Bogacka D.I., Prokopowicz A., Kalisinska E. The effect of risk factors on the levels of chemical elements in the tibial plateau of patients with osteoarthritis following knee surgery. Biomed Res Int. 2015. 2015:650282.

10. Wu B, Leng X, Xiu Z, Yan J. Microstructural evolution of SiC joints soldered using Zn-Al filler metals with the assistance of ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry. 2018. No. 44. P. 280-287.

11. Mulhern J.L., Protzman N.M., White A.M., Brigido S.A. Salvage of failed total ankle replacement using a custom titanium truss. J Foot Ankle Surgery 2016. Vol. 55. No. 4. P. 868-873.

12. Rahm S, Zingg PO. Indications for joint replacement: Total hip arthroplasty. ZRheumatol. 2018. Vol. 77. No. 1. P. 55-65.

13. Bonanzinga T., Gehrke T., Zahar A., Zaffagnini S. Are trabecular metal cones a valid option to treat metaphyseal bone defects in complex primary and revision knee arthroplasty? Joints. Vol. 6. No. 1. P. 58-64.

14. Lehtovirta L., Reito A., Parkkinen J., Peraniemi S. Association between periprosthetic tissue metal content, whole blood and synovial fluid metal ion levels and histopathological findings in patients with failed metal-on-metal hip replacement. PLoS One. 2018. Vol. 13. No. 5. e0197614.

15. Kuba M., Gallo J., Pluhacek T., Hobza M. Content of distinct metals in periprosthetic tissues and pseudosynovial joint fluid in patients with total joint arthroplasty. Journal of Biomedical Materials research. Part B, Applied Biomaterials. 2018. Vol. 107. No. 2. P. 454-462.

16. Фізична, реабілітаційна та спортивна медицина: підручник / В. М. Сокрут та ін.; за заг. ред. В. М. Сокрута. Краматорськ: Каштан, 2019. 480 с.

17. Hallab N.J., Anderson S., Stafford T. Lymphocyte responses in patients with total hip arthroplasty. J Orthop Res. 2005. Vol. 23. No. 2. P. 384-391.

18. Goodwin M.L., Spiker W.R., Brodke DS, Lawrence BD. Failure of facet replacement system with metal-on-metal bearing surface and subsequent discovery of cobalt allergy: report of 2 cases. JNeurosurgSpine. 2018. Vol. 29. No. 1. P. 81-84.

19. Grote C.W., Cowan P.C., Anderson D.W., Templeton K.J. Pseudotumor from metal-on-metal total hip arthroplasty causing unilateral leg edema: case presentation and literature review. BioResearch Open Access. 2018. Vol. 7. No. 1. P. 33-38.

20. Синегубов ДА. Дифференцированное эндопротезирование тазобедренного сустава в условиях остеопении и остеопороза у больных с ревматоидным артритом. Медицина сьогодні і завтра. 2015. № 2. Т.67. С. 105-112.

21. Thienpont E., Berger Y. No allergic reaction after TKA in a chrome-cobalt-nickel-sensitive patient: case report and review of the literature. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2013. Т. 21. No. С. 636-640.

22. Cadossi M, Chiarello E, Savarino L, Mazzotti A, Tedesco G, Greco M et al. Fast growing pseudotumour in a hairdresser after metal-on-metal hip resurfacing: a case report. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2014. Т. 18. No. 1. С. 29-33.

23. Gupta R, Phan D, Schwarzkopf R. Total knee arthroplasty failure induced by metal hypersensitivity. Am J Case Rep. 2015. No. 16. P. 542-547.

24. Dorner T., Haas J., Loddenkemper C., von Baehr V. Implant-related inflammatory arthritis. Nat Clin Pract Rheumatol. Vol. 2. No. 1. P. 53-56.

25. Syniachenko O.V., Yehudina Y.D., Sokrut N.V. Metals, included in the prosthetic knee joints, in the patients' body with gonarthrosis. DSJ. 2018. No. 9. P. 33-35.

26. Сокрут Н.В., Климовицкий Ф.В., Синяченко О.В. Металлы в волосах больных гонартрозом, входящие в протезы коленных суставов. Травма. 2018. № 1. Т.19. С. 110-115.

27. Синяченко О.В., Сокрут М.В., Климовицький Ф.В., Сокрут О.П. Клініко-патогенетична роль ендогенних та екзогенних металів при гонококсартрозі, що містяться в протезах колінних й кульшових суглобів. Буковинський медичний вісник. № 2. Т.23. С. 83-89.

28. Климовицкий Ф.В., Сокрут Н.В., Синяченко О.В., Сокрут О.П. Динамика уровня металлов в крови больных гонококсартрозом после эндопротезирования коленных и тазобедренных суставов. Травма. 2018. № 6. Т. 19. С.13-18.

29. Hansen T.B., Dremstrup L., Stilling M. Patients with metal-on-metal articulation in trapeziometacarpal total joint arthroplasty may have elevated serum chrome and cobalt. J Hand Surg (Eur Vol). 2013. Vol. 38. No. 8. P. 860-865.

30. Milosev I., Levasic V., Vidmar J., Kovac S. pH and metal concentration of synovial fluid of osteoarthritic joints and joints with metalreplacements. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017. Vol. 105. No. 8. P. 2507-2515.

31. Thomssen H., Hoffmann B., Schank M.. Cobaltspecific T lymphocytes in synovial tissue after an allergic reaction to a cobalt alloy joint prosthesis. J Rheumatol. 2001. Vol. 28. No. 5. P. 1121-1128.

32. Back D.L., Young D.A., Shimmin A.J. How do serum cobalt and chromium levels change after metal-on-metal hip resurfacing? Clinical Orthopaedics Related Research. 2005. No. 438. P. 177-181.

Размещено на Allbest.ru