Background.

История хирургического лечения тяжелой ортопедической патологии суставов конечностей в Новосибирской области насчитывает около 70 лет [1, 2, 3]. В 1955 г. было проведено первое эндопротезирование тазобедренного сустава однополюсным эндопротезом Я.Л. Цивьяна. В 1959 г. вышла его монография «Внутрисуставное протезирование тазобедренного сустава в эксперименте и клинике», основанная на 57 наблюдениях. Этой же теме была посвящена его докторская диссертация (1960).

Приказом Министерства здравоохранения СССР № 640 от 16 августа 1966 г. в Новосибирском медицинском институте была организована кафедра травматологии и ортопедии. Приказом ректора Новосибирского медицинского института проф. В.П. Казначеева № 141 от 18 августа 1966 г. заведующим кафедрой травматологии и ортопедии был назначен доктор медицинских наук Я.Л. Цивьян. Клинической базой кафедры стал Новосибирский научно-исследовательского институт травматологии и ортопедии.

До начала 90-х гг. в Новосибирском НИИТО было выполнено около 300 операций по замене тазобедренных суставов. Тогда использовались преимущественно эндопротезы Мура-ЦИТО и К.М. Сиваша. В настоящее время операции эндопротезирования суставов повсеместно определены как высокотехнологичные. Их целесообразно сопровождать современной технической базой для изготовления имплантатов. За этот труднейший вопрос взялся директор Санкт-Петербургского РНИИТО им. Р.Р. Вредена проф. Н.В. Корнилов. Его заслуга в том, что в 1991 г. был выпущен приказ № 120 от 11.07.1991 г. Министерства здравоохранения РФ о создании республиканского центра эндопротезирования суставов, которым и стал РНИИТО им. Р.Р. Вредена, а научно-исследовательские институты травматолого-ортопедического профиля России были определены как его филиалы. На основании данного приказа директор Новосибирского НИИТО проф. Н.Г. Фомичев (пр. № 84-П от 09.09.1994 г.) организовал региональный центр эндопротезирования суставов конечностей и открыл клиническое отделение. Стремительное развитие эндопротезирования позволило в скором времени организовать консультативную деятельность для пациентов с коксартрозами с целью их дальнейшего хирургического лечения.

Кроме того, в Санкт-Петербурге было организовано производство композитных имплантатов тазобедренного и коленного суставов. Произведенные имплантаты тазобедренного и коленного суставов имели современный дизайн, технология имплантации была аналогичной современным методикам, используемым в ведущих странах Европы и Америки.

Н.Г. Фомичев взял на себя обязанность развивать новое направление – эндопротезирование суставов конечностей с использованием современных конструкций и технологий.

Первое эндопротезирование тазобедренного сустава на современном этапе в Новосибирском НИИТО было проведено профессором Э.А. Рамихом в 1991 году.

С 1992 года направление эндопротезирования суставов в Новосибирском НИИТО возглавил кандидат медицинских наук Валерий Михайлович Прохоренко. Незадолго до этого он защитил кандидатскую диссертацию «Эндопротезирование локтевого сустава». Работа была выполнена в областной больнице г. Прокопьевска и защищена в Харьковском НИИ ортопедии и травматологии им. И.М. Ситенко под руководством директора института, доктора медицинских наук, профессора А.А. Коржа.

В диссертации были представлены результаты применения собственной разработки – протеза локтевого сустава при травмах локтевого сустава. С именем Валерия Михайловича связано развитие эндопротезирования суставов различной локализации. Впервые были проведены следующие виды эндопротезирования:

• в 1994 г. – коленного сустава;
• в 1997 г. – плечевого сустава;
• в 2007 г. – первого плюснефалангового и голеностопного суставов;
• в 2010 г. – суставов кисти;
• в 2011 г. – лучезапястного сустава.

К 2017 году в институте ежегодно проводилось более 6 тыс. имплантаций эндопротезов крупных суставов конечностей.

В начале 2000-х гг. было налажено международное сотрудничество, благодаря которому травматологи Новосибирского НИИТО смогли обмениваться опытом с коллегами за рубежом. Стажировки проходили в 15 странах Европы и США. Травматологи принимали участие в Европейском конгрессе хирургии плеча и локтя (Испания), ААОС (США), 82-м съезде ортопедов Франции и т.д.

В настоящее время в институте развиваются следующие направления эндопротезирования суставов:

• хирургия тазобедренного сустава (доктор медицинских наук В.В. Павлов);
• хирургия коленного сустава (кандидат медицинских наук В.С. Баитов);
• хирургия стопы и голеностопного сустава (доктор медицинских наук И.А. Пахомов);
• хирургия верхней конечности (кандидат медицинских наук Т.И. Александров).

Кроме того, получило развитие отделение артроскопии (заведующий отделением – кандидат медицинских наук С.М. Фоменко, с 2019 г. – А.А. Алекперов).

К 2024 г. по направлению эндопротезирования в клинике защищено пять докторских и 18 кандидатских диссертаций; опубликовано более 300 научных трудов, в том числе девять монографий и 40 патентов на изобретения; создана научная школа травматологии и ортопедии, эндопротезирования суставов конечностей; к защите готовятся одна докторская и пять кандидатских диссертаций.

Научные разработки и перспективы развития

Научные разработки в институте ведутся по двум основным направлениям:

1. Создание и внедрение инновационных технологий организации и оказания вертебрологической, травматолого-ортопедической и нейрохирургической помощи, направленных на профилактику, снижение инвалидности и улучшение показателей качества жизни пациентов.
2. Разработка перспективных методов защиты имплантируемых систем на границе «имплантат-кость» и внедрение новых комплексных лечебно-диагностических методик при заболеваниях и повреждениях суставов.

Далее будет представлено описание нескольких инновационных разработок института.

Аддитивные технологии. Аддитивные технологии при проведении сложного первичного эндопротезирования тазобедренного сустава являются одними из активно внедряемых инновационных разработок института.

Данные технологии активно используются для визуализации и замещения посттравматических дефектов при проведении сложного первичного тотального эндопротезирования в случаях последствий переломов вертлужной впадины [5, 6, 7, 8].

В отделении эндопротезирования НИИТО для выбора типа оперативного вмешательства при имплантации вертлужного компонента у пациентов с посттравматическими дефектами был разработан способ предоперационного планирования, основанный на этапной верификации патологических структурных изменений вертлужной впадины путем определения двух параметров: степени деформации и величины дефекта вертлужной впадины.

В институте выполнено двухэтапное исследование, в ходе которого определены оптимальная структура и размер пор на поверхности индивидуальных титановых имплантатов и применен оригинальный подход к способу замещения посттравматического дефекта, предоперационному планированию и восстановлению механических параметров оперированного сустава.

Разработанные методики визуализации и предоперационного планирования позволяют спроектировать и позиционировать индивидуальный имплантат так, чтобы восстановить механические параметры оперированного сустава максимально точно относительно показателей здорового контрлатерального сустава. Индивидуальные имплантаты с заданной формой и размерами пор, определенными в ходе эксперимента, позволили достичь не только первичной стабильной фиксации, но и биологической остеоинтеграции конструкций.

Совершенствование методов остеопластики и предоперационного планирования в хирургии коленного сустава. В институте был разработан метод предоперационного планирования, позволяющий выполнять ревизионное вмешательство с максимально точным восстановлением нормальной анатомии коленного сустава с учетом костных дефектов, которые возникли после первичного вмешательства. Кроме того, метод позволяет снизить риск интраоперационных осложнений. Таким образом, ревизионная реконструкция передней крестообразной связки стала безопасным и эффективным оперативным вмешательством, обеспечивающим хорошие клинические результаты, а также позволила прооперированным пациентам вернуться к активному образу жизни [9, 10, 11].

Применение бактериофагов при лечении глубокой стафилококковой перипротезной инфекции тазобедренного сустава. Один из существующих на сегодняшний день методов борьбы с бактериальными инфекциями, сформированными микроорганизмами биопленок, с приобретенной антибиотикорезистентностью и антибиотикотолерантностью – использование бактериофагов – естественных вирусов, инфицирующих бактерии.

В связи с тенденцией к увеличению количества резистентных штаммов бактерий в настоящее время появляется активный интерес к фаготерапии не только в Восточной Европе, России, Грузии и Польше, но и в странах Западной Европы и Америки, где пока ни один терапевтический фаговый препарат не был одобрен нормативно-правовой базой для использования у человека [12].

В Российской Федерации применение фагов разрешено, а их препараты имеют регистрацию в Госреестре лекарственных средств, например, Пиобактериофаг комплексный. Применение в настоящем исследовании стафилококковых бактериофагов при лечении глубокой перипротезной инфекции (далее – ППИ) было обусловлено ростом метициллин-резистентных стафилококков в этиопатогенезе ППИ. Несмотря на то, что двухэтапное лечение ППИ признано «золотым стандартом» лечения, частота рецидивов инфекции остается достаточно высокой (23%) и лечебный процесс, как правило, длительный [13].

По данным мировой литературы, при проведении одноэтапного лечения частота рецидивов ППИ варьирует от 6 до 33% [14]. Этот способ более привлекателен из-за меньших экономических затрат с меньшим количеством операций, что более благоприятно как для больного, так и для лечащего врача. В то же время требовательность к низкой частоте рецидивов возрастает, а применение фагов обоснованно позволяет снизить существующие риски. При выборе для исследования одноэтапнного способа лечения глубокой ППИ с использованием бактериофагов и наблюдении за пациентами в течение 12 месяцев, а по факту – от 3,5 до 5 лет, был выявлен всего один случай рецидива (4,5%) ППИ. Такая разница в частоте развития рецидива, по мнению авторов, обусловлена совместным, одновременным применением бактериофагов и антибиотиков при лечении ППИ [15, 16, 17].

Таким образом, развитие методов лечения ППИ с применением бактериофаготерапии – перспективное направление с учетом роста резистентности микроорганизмов.

Особенности развития на современном этапе

В Новосибирском НИИТО им. Я.Л. Цивьяна в настоящее время оказание высокотехнологичной медицинской помощи осуществляется на уровне мировых стандартов. На общем фоне повышения качества и эффективности оказания травматолого-ортопедической помощи особенно быстро развивается направление по эндопротезированию суставов конечностей [1, 2]. В полном объеме пока не реализован потенциал роботизированной технологии, что в перспективе позволит повысить качество высокотехнологической помощи в частности и эффективность медицинской помощи в целом.

В подразделениях Новосибирского НИИТО им. Я.Л. Цивьяна, осуществляющих артропластические вмешательства, с 2022 г. выполняется в среднем ежегодно около 7 тыс. имплантаций конструкций преимущественно восьми локализаций: тазобедренный, коленный, плечевой, локтевой, голеностопный, первый плюснефаланговый суставы, а также лучезапястный и другие суставы кисти. В травматологических отделениях артропластического профиля сформировался рациональный подход к проведению хирургического лечения, в зависимости от локализации патологии. На современном этапе произошла узкая дифференциация их работы.

Статистически значимая доля имплантаций приходится на тазобедренный и коленный суставы, что составляет около 75% (рис. 1). И поток пациентов с патологией данных суставов не снижается. Несмотря на то, что эндопротезирование тазобедренных и коленных суставов перестало быть прерогативой крупных НИИ и научных центров, сроки ожидания оказания плановой медицинской помощи остаются значительными. Кроме того, увеличение количества первичных имплантаций суставов неизбежно увеличивает количество ревизионных вмешательств, которые относятся к высокотехнологичным операциям.

Опыт показывает, что пациентов с заболеваниями суставов верхней конечности, голеностопного сустава и суставов стопы, которым показаны артропластические вмешательства, следует отнести к так называемой «камерной» патологии (рис. 2), и оказание помощи данным пациентам следует осуществлять преимущественно в федеральных центрах и НИИ. Это обусловлено тем, что количество и разнообразие протезов «камерных» локализаций все еще недостаточно удовлетворяют пациентов и специалистов, и велика опасность осложнений и неудовлетворительных результатов лечения.

Именно в федеральных центрах и НИИ сосредоточены высококвалифицированные специалисты по данному направлению, кадры высшей квалификации, определяющие направления развития данных технологий, их совершенствование и развитие за счет возможности разработки новых моделей протезов или новых материалов для их конструирования. Значимым является и наличие соответствующей материально-технической базы, а также наличие всего спектра возможных имплантатов.

Conclusion.

Многолетняя история формирования научно-практического направления хирургии суставов послужила основой для создания на базе Новосибирского НИИТО регионального центра эндопротезирования суставов конечностей. Результаты научно-практической деятельности Центра показывают, что сохранение традиций и развитие научных направлений имеют значительное влияние на дальнейшее совершенствование механизмов повышения качества и доступности специализированной и высокотехнологичной медицинской помощи пациентам с травмами и заболеваниями суставов.

1. 75 years of Novosibirsk Research Institute named after Ya.L. Tsivyan: history in persons / compiled by: I.A. Kirilova, A.F. Gusev, E.V. Gubina; edited by A.A. Korytkin. – Novosibirsk, 2021. – 340 p. (In Russian).
2. Gusev A.F., Shalygina L.S., Mamonova E.V. From a military hospital to a medical technopark: Novosibirsk Research Institute named after Y.L. Tsivyan – 70 years of the path (through practice to science, education, innovation, production and new quality). Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2016; 5. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25181 (date of application: 02/20/2024). (In Russian).
3. Prokhorenko V.M., Pakhomov I.A., Alexandrov I.T., Ryabikhina L.V., Simonova E.N. 25-year experience of endoprosthetics of large joints of extremities in the Federal State Budgetary Institution “NNIITO named after Ya.L. Tsivyan” of the Ministry of Health of Russia. Travmatologiya i ortopediya. 2019; 3–4 (49–50): 190–194. (In Russian).
4. Additive technologies in traumatology and orthopedics: present and future // Innovative technology company Endoprint: [website]. – URL: https://endoprint.ru/publikatsii/additivnyetekhnologii-v-travmatologii-i-ortopedii/ Date of publication: 07/25/2020. The link is active on 04/24/2024. (In Russian).
5. Pronskikh A.A., Lukinov V.L. Hip replacement in patients with the consequences of acetabulum injuries. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2023; 3: 91. – URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=32681. (In Russian).
6. Bazlov V.A. Additive technologies in primary and revision hip replacement: textbook. handbook / V.A. Bazlov, A.A. Korytkin, T.Z. Mamuladze, V.V. Pavlov, A.A. Pronskikh. – Novosibirsk: 2022. – 48 p. – URL: http://niito.ru/wp-content/uploads/2022/12/uhposobie_bazalov_web-2022.pdf. (In Russian).
7. Pronskikh A.A., Romanova S.V., Lukinov V.L., Bazlov V.A., Mamuladze T.Z., Korytkin A.A., Pavlov V.V. Hip replacement in patients with posttraumatic defects and deformities of the acetabulum. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2022; 28(4): 66–78. – URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_50271113_84797341.pdf. (In Russian).
8. Bazlov V.A., Pronskikh A.A., Korytkin A.A., Mamuladze T.Z., Efimenko M.V., Pavlov V.V. Studying the biological fixation of individual implants in the replacement of post-traumatic deformations and defects of the acetabulum // Genij ortopedii. 2023; 29(6): 609–614.
9. Gurazhev M.B., Baitov V.S., Gavrilov A.N., Lukinov V.L., Korytkin A.A., Pavlov V.V. Medium-term results of the application of the method of autoplasty of the medial tibial defect in primary knee arthroplasty // Genij ortopedii. 2022; 28(5): 659–668. DOI: 10.18019/1028-4427-2022-28-5-659-668. (In Russian).
10. Gopher A.S., Alekperov A.A., Gurazhev M.B., Avdeev A.K., Pavlov V.V., Korytkin A.A. Revision reconstruction of the anterior cruciate ligament: modern approaches to preoperative planning (a systematic review of the literature). Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2023; 29(3): 136–148. DOI: 10.17816/2311-2905-2130. (In Russian).
11. Gopher A.S., Alekperov A.A., Gurazhev M.B., Avdeev A.K., Pavlov V.V. Assessment of the structure of unsuccessful outcomes of primary reconstructions of the anterior cruciate ligament: analysis of 84 cases. // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2023; 4: 89. DOI: 10.17513/spno.32735. (In Russian).
12. Pavlov V.V. Example of bacteriophages in the treatment of deep periprosthetic infection of the affected joint: textbook. Manual / V.V. Pavlov, E.A. Fedorov, A.A. Korytkin, S.Da. Chretien. – Novosibirsk: 2023. – 32 P. – URL: https://niito.ru/wpcontent/uploads/2023/04/uh-posobiephodorov_web.pdf. (In Russian).
13. Kakasis A., Panitsa G. Bacteriophage therapy as an alternative treatment for human infections. A comprehensive review. Int J Antimicrob Agents. 2019; 53(1): 16–21. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2018.09.004.
14. Santoso A., Anwar I.B., Sibarani T.S., et al. The Results of Twostage Revision for Methicillin-resistant Periprosthetic Joint Infection (PJI) of the Hip. Orthopaedic Journal of Sports Medicine. 2020;14(1): 18–23. DOI: 10.5704/MOJ.2003.003.
15. Zahar A., Klaber I., Gerken A.M., et al. TenYear Results Following One-Stage Septic Hip Exchange in the Management of Periprosthetic Joint Infection. The Journal of arthroplasty. 2019; 34(6): 1221–1226.
16. Fedorov E.A., Samokhin A., Kozlova Yu., Kretien S., Sheraliev T., Morozova V., Tikunova N., Kiselev A., Pavlov V. Short-term outcomes of phage-antibiotic combination treatment in adult patients with periprosthetic hip joint infection. Viruses. 2023; Vol. 15 (2): 499. DOI: 10.3390/v15020499.
17. Sheraliev T.U., Fedorov E.A., Golnik V.N., Pavlov V.V. Periprosthetic infection in hip replacement: features of modern etiology, problems and prospects of diagnosis: monograph. – Krasnoyarsk: Scientific and Innovation Center, 2021. – 230 p. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_45759152_45780770.pdf. (In Russian).
18. Fedorov E.A., Chretien S.O., Samokhin A.G. and others. Immediate results of treatment of staphylococcal periprosthetic hip infection using combination therapy with antibiotics and bacteriophages // Acta biomedica scientifica. 2021; 6(4): 50–63. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_46686435_31775948.pdf. DOI: 10.29413/ABS.2021-6.4.5. (In Russian).