Реконструкция передней крестообразной связки ( реконструкция ПКС ) — это хирургическая замена передней крестообразной связки , расположенной в колене , тканевым трансплантатом для восстановления ее функции после травмы . [1] Разорванная связка может быть либо удалена из колена (чаще всего), либо сохранена (когда трансплантат проходит внутри сохраненной разорванной нативной связки) перед реконструкцией с помощью артроскопической процедуры. Восстановление ПКС также является хирургическим вариантом. Это включает восстановление ПКС путем ее повторного прикрепления вместо выполнения реконструкции. Теоретические преимущества восстановления включают более быстрое восстановление [2] и отсутствие заболеваемости донорского участка, но рандомизированные контролируемые исследования и долгосрочные данные относительно частоты повторных разрывов с использованием современных хирургических методов отсутствуют.
Передняя крестообразная связка — это связка, которая удерживает колено в стабильном состоянии. [3] Повреждение передней крестообразной связки — очень распространенная травма, особенно среди спортсменов. Операция по реконструкции передней крестообразной связки (ПКС) — распространенное вмешательство. У 1 из 3000 американцев происходит разрыв ПКС, и в Соединенных Штатах ежегодно проводится от 100 000 до 300 000 операций по реконструкции. [4] [5] Около 500 миллионов долларов на здравоохранение поступит из-за травм ПКС. Травмы ПКС можно разделить на группы — контактные и бесконтактные, в зависимости от характера травмы. [6] Контактные травмы возникают, когда человек или предмет соприкасаются с коленом, вызывая разрыв связки. Однако бесконтактные разрывы обычно происходят во время следующих движений: замедление, резка или приземление после прыжка. Травмы ПКС встречаются в 4-6 раз чаще у женщин, чем у мужчин. Травмы ПКС составляют четверть всех травм колена у учащихся старших классов. [7] Увеличенный угол Q и гормональные различия — вот несколько примеров гендерного неравенства в частоте разрывов ПКС. [8]
Варианты трансплантатов для реконструкции ПКС включают:
Вспомогательная подколенная мышца или часть связки надколенника являются наиболее распространенными донорскими тканями, используемыми в аутотрансплантатах. Хотя изначально они использовались реже, сухожилие четырехглавой мышцы бедра стало более популярным трансплантатом. [9]
Поскольку ткань, используемая в аутотрансплантате, является собственной тканью пациента, риск отторжения минимален. Было показано, что частота повторного отторжения у молодых, активных людей ниже при использовании аутотрансплантата по сравнению с аллотрансплантатом.
Аутотрансплантаты подколенного сухожилия изготавливаются из сухожилия полусухожильной мышцы , либо отдельно, либо вместе с сухожилием тонкой мышцы для более прочного трансплантата. Полусухожильная мышца является вспомогательной подколенной мышцей (основные подколенные сухожилия остаются нетронутыми), а тонкая мышца не является подколенной мышцей, а вспомогательной приводящей мышцей (основные приводящие мышцы также остаются нетронутыми). Два сухожилия обычно объединяются и называются четырехжильными трансплантатами подколенного сухожилия, изготовленными из длинного куска (около 25 см), удаленного из каждого сухожилия. Сегменты сухожилия складываются и сплетаются вместе, образуя сухожилие четверной толщины для трансплантата. Сплетенный сегмент продевается через головки большеберцовой и бедренной костей , а его концы фиксируются винтами на противоположных сторонах двух костей. [ необходима цитата ]
В отличие от связки надколенника, фиксация сухожилия подколенного сухожилия к кости может быть нарушена движением после операции. Поэтому для иммобилизации колена на одну-две недели часто используют бандаж. Данные свидетельствуют о том, что трансплантат сухожилия подколенного сухожилия в долгосрочной перспективе действует так же хорошо или почти так же хорошо, как трансплантат связки надколенника. [10] Обзор Cochrane в 2011 году не нашел достаточных доказательств, чтобы предположить, был ли трансплантат подколенного сухожилия лучше, чем трансплантат связки надколенника. [11] Было обнаружено, что у людей, которым пересаживали аутотрансплантаты подколенного сухожилия, был снижен диапазон движения и сила сгибания (сгибания колена). [11] Распространенные проблемы во время восстановления включают укрепление четырехглавой мышцы , подвздошно-большеберцового тракта и икроножных мышц . [ необходима ссылка ]
Основная хирургическая рана находится над верхней проксимальной частью большеберцовой кости, что предотвращает типичную боль, испытываемую при вставании на колени после операции. Рана обычно меньше, чем при трансплантации связки надколенника, и поэтому вызывает меньшую послеоперационную боль. Другой вариант, впервые описанный Кодкани и др. в 2004 году, минимально инвазивная техника забора с задней стороны колена (задний мини-разрез), быстрее, создает значительно меньшую рану, позволяет избежать осложнений, связанных с забором трансплантата из переднего разреза, и снижает риск повреждения нерва. [12]
Существуют некоторые разногласия относительно того, насколько хорошо восстанавливается сухожилие подколенного сухожилия после изъятия. Большинство исследований предполагают, что сухожилие может быть восстановлено, по крайней мере частично, хотя оно все равно будет слабее исходного сухожилия. [13] [14]
Преимущества трансплантатов подколенного сухожилия включают их высокую прочность «нагрузки до отказа», жесткость трансплантата и низкую послеоперационную заболеваемость. Естественная ПКС может выдерживать нагрузку до 2160 ньютонов . С трансплантатом подколенного сухожилия это число удваивается, что снижает риск повторной травмы. Жесткость трансплантата подколенного сухожилия — в четыре раза больше, чем у естественной ПКС (Bartlett, Clatworthy и Ngugen, 2001) — также снижает риск повторной травмы. [ необходима цитата ]
Сухожилие надколенника соединяет надколенник (коленную чашечку) с большеберцовой костью (голенью). Трансплантат обычно берется из травмированного колена, но в некоторых случаях, например, при повторной операции, может использоваться другое колено. Используется средняя треть сухожилия с костными фрагментами, удаленными с каждого конца. Затем трансплантат продевается через отверстия, просверленные в большеберцовой и бедренной костях, и привинчивается на место. Он немного больше, чем трансплантат подколенного сухожилия. [ необходима цитата ]
Обзор Cochrane 2011 года не обнаружил существенной разницы в долгосрочных результатах между аутотрансплантатами надколенника и подколенного сухожилия. [11] У тех, кому была сделана аутотрансплантация надколенника, улучшилась статическая устойчивость, но снизилась амплитуда движений и сила разгибания (выпрямления колена). [11]
Недостатки по сравнению с трансплантатом подколенного сухожилия включают в себя:
Некоторые или все из этих недостатков могут быть связаны с послеоперационным укорочением сухожилия надколенника. [16]
Реабилитация после операции различна для каждого колена. Начальная реабилитация для колена с трансплантатом ПКС направлена на уменьшение отека , достижение полного диапазона движений и стимуляцию мышц ног. Целью донора трансплантата является немедленное начало высокоповторных силовых тренировок. [17]
Связка надколенника, сухожилие передней большеберцовой мышцы или ахиллово сухожилие могут быть извлечены из трупа и использованы при реконструкции ПКС. Ахиллово сухожилие из-за его большого размера должно быть сбрито, чтобы поместиться в полости сустава.
Обычно возраст и образ жизни помогают определить тип трансплантата, используемого для реконструкции ПКС. [15] Самыми важными факторами стабильности колена являются правильное размещение трансплантата хирургом и лечение других повреждений мениско-связок в колене, а не тип трансплантата. Однако, согласно текущей литературе, только оценка артрометра KT-1000 показала большую слабость при реконструкции аллотрансплантатом. [18] Трансплантаты кость-надколенник-сухожилие-кость привели к меньшему количеству неудач и большей стабильности при тестировании артрометром KT-1000. [19] [20]
Идеального места для трансплантата для реконструкции ПКС не существует. Хирурги исторически считали трансплантаты надколенника «золотым стандартом» для стабильности колена. [15]
Аутотрансплантаты подколенного сухожилия терпели неудачу чаще, чем аутотрансплантаты кость-сухожилие-кость после краткосрочного и среднесрочного наблюдения за первичной реконструкцией ПКС. Однако наблюдаемая разница в частоте неудач достаточно мала, поэтому оба варианта по-прежнему считаются приемлемыми вариантами для первичной реконструкции ПКС. [21]
Трансплантаты подколенного сухожилия исторически имели проблемы с проскальзыванием фиксации и растяжением с течением времени. Современные методы фиксации позволяют избежать проскальзывания трансплантата и дают такие же стабильные результаты с более легкой реабилитацией, меньшей болью в передней части колена и меньшей скованностью сустава.
Хотя опыт использования трансплантатов передней большеберцовой мышцы меньший, предварительные данные не показали никакой разницы в краткосрочных субъективных результатах между аллотрансплантатами передней большеберцовой мышцы и аллотрансплантатами сухожилия надколенника. [22]
Сухожилие четырехглавой мышцы, хотя исторически и использовалось для повторных реконструкций, вновь стало объектом внимания как универсальный и прочный трансплантат для первичных реконструкций. Использование сухожилия четырехглавой мышцы обычно не приводит к той же степени боли в передней части колена после операции, а забор сухожилия четырехглавой мышцы дает надежно толстый, прочный трансплантат. Сухожилие четырехглавой мышцы имеет примерно на 20% больше коллагена на площадь поперечного сечения, чем сухожилие надколенника, и доступен больший диаметр пригодной для использования мягкой ткани. [ необходима медицинская цитата ]
Новый подход к лечению разрывов ПКС был разработан в Бостонской детской больнице и в настоящее время проходит клинические испытания. [23] Имплантат Bridge Enhanced ACL Restoration (BEAR) представляет собой биоинженерный мостовидный имплантат, в который вводится небольшое количество собственной крови пациента для стимуляции заживления и повторного соединения ПКС. Результаты первого исследования на людях, опубликованные в марте 2019 года в журнале Orthopedic Journal of Sports Medicine, показали, что 10 пациентов, которым был установлен имплант BEAR, имели такие же клинические, функциональные и сообщенные пациентами результаты, как и 10 пациентов, перенесших аутотрансплантатную реконструкцию ПКС. [24] В настоящее время проводятся дополнительные клинические исследования. [25] В исследовании, проведенном Американским журналом спортивной медицины, они наблюдали за молодым и активным населением через два года после операции с использованием техники BEAR. Результаты показали, что техника BEAR не уступает аутотрансплантату ACLR и что она также может показать улучшение силы мышц подколенного сухожилия при двухлетнем наблюдении. [26]
Система усовершенствованного армирования связок (LARS)
Передняя крестообразная связка (ПКС) колена часто травмируется. Недостаточная реваскуляризация связки после полного разрыва ограничивает ее способность к заживлению и требует проведения восстановительной операции. За последние 20 лет были разработаны новые типы синтетических связок. Ligament Advanced Reinforcement System (LARS) — одна из этих новых синтетических связок, которая недавно приобрела популярность. Существуют доказательства, подтверждающие, что LARS является жизнеспособным вариантом для восстановительной хирургии в отношении частоты осложнений и высоких показателей удовлетворенности пациентов по сравнению с традиционными хирургическими методами. Однако систематические обзоры LARS в отношении стабильности трансплантата и долгосрочных функциональных результатов выявили несколько важных пробелов в существующей литературе, которые требуют дальнейшего изучения. Необходимость реабилитации после LARS общепризнана, но имеются ограниченные доказательства, которые определяют протоколы реабилитации. [27]
Аутологичная трансплантация стволовых клеток с использованием мезенхимальных стволовых клеток (МСК) использовалась для улучшения времени восстановления после операции ПКС, особенно у спортсменов. МСК являются мультипотентными стволовыми клетками, что означает, что они могут дифференцироваться в несколько типов клеток. В случае мезенхимальных стволовых клеток эти типы клеток включают остеобласты (костные клетки), адипоциты (жировые клетки) и хондроциты (хрящевые клетки). Связочная ткань в основном состоит из фибробластов и внеклеточного матрикса . Связочные клетки различаются по размеру, реагируют на различные сигналы в клеточной среде и экспрессируют различные маркеры клеточной поверхности, ограничивая количество клинических методов лечения для ускоренного восстановления ткани ПКС МСК и первичными фибробластами, полученными из другой ткани ПКС. Поэтому большинство современных инъекций стволовых клеток используют МСК для ускорения восстановления ПКС и позволяют таким людям, как спортсмены, быстрее возвращаться к своей прежней форме. [ необходима цитата ]
Для того чтобы МСК дифференцировались в ПКС, их необходимо поместить в надлежащий каркас , на котором они будут расти, и он должен находиться в биореакторе , который поддерживает нормальную физиологическую среду для эффективного размножения и пролиферации клеток. [28] Каркас должен обладать механическими свойствами здоровой ПКС, чтобы поддерживать связку, пока она находится в своей первичной форме, и поддерживать нормальное движение колена. Каркасы, которые используются для роста ПКС, включают коллаген , шелк, желатин, полимолочную кислоту и гликозаминогликаны . [29] Механические свойства каркасов дополнительно улучшаются за счет плетения и скручивания материалов каркаса.
Биореактор должен иметь свойства, схожие с коленным суставом, чтобы при введении ПКС в тело она не отторгалась как чужеродная, что может вызвать инфекцию. Поэтому он должен иметь совместимые уровни pH , уровни концентрации кислорода, уровни метаболитов и температуру, а также быть стерильным. [30]
Начальная физиотерапия состоит из упражнений на диапазон движений (ROM), часто под руководством физиотерапевта. Упражнения на диапазон движений используются для восстановления гибкости связок, предотвращения или разрушения образования рубцовой ткани и снижения потери мышечного тонуса. Примеры упражнений на диапазон движений включают: сокращения четырехглавой мышцы и подъемы прямой ноги. В некоторых случаях устройство непрерывного пассивного движения (CPM) используется сразу после операции для повышения гибкости. Предпочтительным методом предотвращения потери мышечной массы являются изометрические упражнения , которые не нагружают колено. Разгибание колена в течение двух недель важно согласно многим рекомендациям по реабилитации.
Пертурбационная тренировка может помочь исправить асимметрию походки коленного сустава. [31] [32]
Для прикрепления кости к трансплантату требуется около шести недель. Однако пациент обычно может ходить самостоятельно и выполнять простые физические задачи до этого с осторожностью, полагаясь на хирургическую фиксацию трансплантата до тех пор, пока не произойдет настоящее заживление (прикрепление трансплантата к кости). На этом этапе можно начать первый раунд физиотерапии. Обычно он состоит из осторожных упражнений для восстановления гибкости и небольшого количества силы. Одним из наиболее важных этапов восстановления является период в двенадцать недель после операции. После этого пациент обычно может начать более агрессивный режим упражнений, включающий нагрузку на колено и увеличивающееся сопротивление. Также можно включить бег трусцой .
Через четыре месяца можно без риска заниматься более интенсивной деятельностью, например, бегом . Через пять месяцев можно начинать легкую работу с мячом, поскольку связка почти регенерируется. Через шесть месяцев реконструированная ПКС обычно полностью восстанавливается (ткань связки полностью восстановилась), и пациент может вернуться к деятельности, связанной с резкой и скручиванием, если надет бандаж. Восстановление сильно варьируется от случая к случаю, и иногда возобновление стрессовой деятельности может занять год или больше.
Если не соблюдать надлежащую процедуру реабилитации после операции, ПКС становится менее подвижной, и кости начинают тереться друг о друга. Аномальное движение костей также может повредить ткани, это повреждение может привести к остеоартриту. Если не соблюдать надлежащий режим реабилитации, шансы повторной травмы увеличиваются. Исследования корреляционного анализа показывают, что большее посещение сеансов реабилитации соответствует меньшему количеству зарегистрированных симптомов в прооперированном колене. Однако это также зависит от квалификации физиотерапевта или спортивного тренера. Страх является известным фактором восстановления и возвращения в спорт, а исследования показывают, что более высокие уровни страха у спортсмена во время реабилитации имели более низкие баллы в тестах на прыжки и симметрию силы четырехглавой мышцы, что увеличивало риск повторной травмы. [33] [34] [35]
Процесс восстановления ПКС обычно разбивается на различные фазы реабилитации. Каждая фаза имеет свои собственные цели, однако она переплетается с другими фазами, поскольку цели столь же прогрессивны, как и само восстановление. Процесс реабилитации идет в темпе пациента. Также важно принимать во внимание психическое здоровье пациента. Реабилитация и восстановление очень требовательны. При этом часто это может приводить к депрессивным расстройствам, изменениям настроения и низкой самооценке. [36] Иногда временные рамки указываются для того, чтобы помочь дать представление о том, где человек может находиться во время реабилитации. Временные рамки не используются для того, чтобы отговаривать или поощрять тех, кто не готов продвигать свой процесс восстановления. Такие действия могут привести к серьезной травме или повторной травме ПКС.
Предварительная реабилитация перед операцией по реконструкции ПКС показала свою эффективность в восстановлении после операции. Увеличилась сила разгибателей колена и диапазон движения у тех, кто участвовал в программе предварительной реабилитации в первые 3–6 недель, но никаких существенных изменений в течение 3–6 месяцев. [37]
Эта фаза начинается сразу после операции, пока пациент все еще находится на костылях и в съемном коленном ортезе, который, как предполагается, он будет использовать в течение семи-десяти дней. Во время этой фазы пациент начнет посещать физиотерапевта, который обсудит основные цели реабилитации. Некоторые из этих целей включают: уменьшение боли и воспаления, увеличение диапазона движений, укрепление окружающих мышц и начало упражнений с весовой нагрузкой. Как правило, на этапе 1 укрепление состоит из изометрических упражнений. [38] Дефицит разгибания является частой проблемой после операции и часто связан с артрогенным мышечным торможением. [39] Доказано, что специальные упражнения и криотерапия эффективны в решении артрогенного мышечного торможения. [40] Если пациент использовал трансплантат надколенника для своей реконструированной ПКС, терапевт также будет работать над мобилизацией надколенника, чтобы предотвратить его укорачивание. [ необходима медицинская ссылка ]
Вот некоторые виды оборудования, которые можно использовать, и упражнения, которые можно выполнять:
Эта особая техника плавания задействует все мышцы колена и увеличивает не только подвижность, но и силу окружающих мышц, в том числе четырехглавой мышцы, подколенных сухожилий, икроножной мышцы, передней большеберцовой мышцы (мышцы голени), мышцы, отводящей большой палец стопы, мышцы, отводящие мизинец, и короткого сгибателя пальцев (мышцы стопы).
Многие из целей фазы I будут продолжены в следующих фазах, пока они не будут достигнуты. Некоторые из этих целей — уменьшение боли, отека и увеличение диапазона движения колена — все еще имеют решающее значение на этой фазе. Физиотерапевт может начать включать основные упражнения, а также упражнения с легким весом для укрепления окружающих мышц и бедер. Некоторые примеры этих упражнений включают использование эспандеров/эластичных лент, велотренажеров и эллиптических тренажеров. На этой фазе пациент может начать выполнять более напряженные упражнения, такие как полуприседания и частичные выпады. [ необходима медицинская ссылка ]
Вот некоторые упражнения, которые можно выполнять:
Пациенты продолжат работать над уменьшением боли/отека и наращиванием силы. Боковые движения, бег по прямой, приседания на одной ноге и упражнения начнут включаться по мере того, как пациент начнет обретать уверенность в колене. Наращивание силы в бедрах с помощью боковых шагов, а также подъемов и спусков будет по-прежнему оставаться основным направлением на этом этапе. [ необходима медицинская цитата ]
Вот некоторые упражнения, которые можно выполнять:
К этому времени диапазон движения должен быть больше 110 градусов сгибания, а механика тела пациента, такая как ходьба и легкий бег трусцой, должна вернуться к норме (до операции). Упражнения на одной ноге будут продолжены, а также упражнения на равновесие для укрепления корпуса и нижней части тела. Выносливость и выносливость должны быть улучшены с помощью таких упражнений, как езда на велосипеде, бег трусцой и подъемы/спуски. Если к этому времени у пациента нет 110 градусов сгибания в колене, ему рекомендуется обратиться к своему терапевту или хирургу. Есть вероятность, что колену может потребоваться еще одна операция для повышения эластичности связки. [ необходима медицинская ссылка ]
Целью этого этапа является возвращение к активности, однако для этого требуется умение выполнять некоторые тесты функциональной производительности, такие как:
Это последняя фаза восстановительной реабилитации. Фаза V включает возвращение к спорту после одобрения терапевта или хирурга. Для того чтобы это произошло, пациент должен иметь полный диапазон движений, продолжать поддерживать силу и выносливость и быть в состоянии увеличить проприоцепцию с помощью упражнений на ловкость. Пациенту по-прежнему следует помнить, что спуск с холма или лестницы при усугубленном состоянии колена может привести к дальнейшей травме, например разрыву мениска. [ необходима медицинская ссылка ]
Стоимость операции по реконструкции ПКС будет варьироваться в зависимости от нескольких различных причин, таких как место проживания пациента, используемый трансплантат, порван ли также мениск и покрытие страховкой пациента. Исследование, проведенное в 2016 году, показало, что столичные районы с населением не менее одного миллиона человек, расположенные на западном побережье Соединенных Штатов Америки и такие регионы, как Миннесота, Индиана и Мичиган, были дороже, чем восточное и юго-восточное побережье Соединенных Штатов. [41] Другое исследование, проведенное Университетом Бейлора, показало, что процедуры по реконструкции ПКС с использованием техники «кость-надколенник-сухожилие-кость» заняли на 2,5 часа больше, чем с использованием трансплантата подколенного сухожилия. Расходы на операционный зал и больничные расходы за это количество дополнительного времени составили примерно на 1580 долларов дороже. [42] Это также относится к разрыву мениска во время процедуры. Исправление разорванного хряща увеличит время процедуры, увеличивая стоимость. Страхование играет самую большую роль в стоимости реконструкции ПКС, поскольку оно будет покрывать большую часть расходов. Покрытие плана пациента, франшизы и страховая компания определят, сколько пациент будет платить в качестве доплат. [43]
Несмотря на сложность процедуры и многочисленные визиты к врачу, 80–90% пациентов, перенесших операцию, заявили о благоприятных результатах. [44]