Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics310.21823/2311-2905-2015-0-4-15-28CLINICAL STUDIESКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯClinical studiesAdaptive bone remodeling around cementless femoral stems with two different designs: fitmore and AlloclassicАДАПТИВНОЕ РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ ВОКРУГ БЕДРЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ БЕСЦЕМЕНТНОЙ ФИКСАЦИ FITMORE И ALLOCLASSICKaragodinaM. P.КарагодинаМ. П.
Russian Federation

radiologist,

врач-рентгенолог

marina.karagodina2011@yandex.ruShubnyakovI. I.ШубняковИ. И.
Russian Federation

Academic Secretary,

канд. мед. наук ученый секретарь

TikhilovR. M.ТихиловР. М.
Russian Federation

director

д-р мед. наук профессор директор

PlievD. G.ПлиевД. Г.
Russian Federation

researcher

канд. мед. наук научный сотрудник научного отделения патологии тазобедренного сустава

DenisovA. O.ДенисовА. О.
Russian Federation

head of hip pathology department

канд. мед. наук заведующий научным отделением патологии тазобедренного сустава

Vreden Russian Research Institute of Traumatology and OrthopedicsФГБУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава РоссииVreden Russian Research Institute of Traumatology and Orthopedics, Mechnikov North-Western State Medical UniversityФГБУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава России, ГБОУ ВПО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава России22122015214152822062016220620162015https://journal.rniito.org/jour/article/view/3

Introduction. We hypothesized that a short stem preserves periprosthetic bone mass in the proximal femur after total hip arthroplasty (THA). We performed a comparative analysis of clinical efficiency and X-ray results of the BMD around two cementless femoral stems with two different designs. Purpose. To compare the clinical and radiographic results of the study of adaptive bone remodeling in the proximal femur in patients after implantation of the femoral component and Alloclassic Fitmore Material and methods. We evaluated two groups of patients (mean age 58,3): 26 patients with a short femoral stem Fitmore (Zimmer) and 20 patients with a standard stem Alloclassic (Zimmer). Clinical assessment of the hip condition was made according to Harris scale, supplemented by the evaluation of the pain level for femur by a visual analog scale at three levels. The radiological result was studied according to radiogrammetry and dual-energy X-ray absorptiometry (DXA). Results. Independently from design of the femoral component in both groups of patients was observed a significant clinical improvement. The BMD on the surgery side was measured using of analysis in Gruen zones. The first postoperative measurement was performed after surgery and further in 3, 6 and 12 months. DXA after 3 mo showed progressive loss BMD in all Gruen zones, but more significant in Gruen zones 2, 7 for Fitmore stem group, in Gruen zones 6, 7 for Alloclasic stem group. At 6 mo after THA in all Gruen zones of Fitmore vs Alloclasic femoral stems there were the phase of moderate stabilization. At 12 mo we observed decreased periprosthetic BMD in Gruen zone 1 and 7, however that there are no clinically relevant changes around two different designs of cementless femoral stems. Discussion. It isn’t dependent on design of a metal stem we showed progressive remodeling periprosthetic BMD in the proximal parts of hip (Gruen zone 1, 7) and we observed а slighter hypertrophy in the distal parts of femoral stem (stress-shielding). We conclude that using short stems have not benefit in preservation bone of proximal femur.

Введение. По современным представлениям, укороченные бедренные компоненты способствуют сохранению костной ткани в проксимальном отделе бедра вследствие уменьшения проявлений стресс-шилдинг синдрома. Для проверки этой гипотезы был выполнен сравнительный анализ клинических и рентгенологических результатов исследования костной ткани вокруг бедренных компонентов двух различных дизайнов. Материал и методы. Под наблюдением находились две группы пациентов (средний возраст 58,3 лет): 26 пациентов после имплантации короткой ножки Fitmore и 20 пациентов - стандартного бедренного компонента Alloclassic. Проведена клиническая оценка состояния тазобедренного сустава по шкале Харриса, дополненная оценкой уровня болевых ощущений в бедре по визуально-аналоговой шкале на трех уровнях. Рентгенологическая оценка выполнена по данным рентгенометрии и денситометрии. Результаты. Значительное улучшение показателей клинической оценки по шкале Харриса наблюдалось в обеих группах пациентов независимо от дизайна имплантата. Мониторинг показателей денситометрии различался по зонам Груена в зависимости от дизайна эндопротеза. Через 3 месяца после эндопротезирования тазобедренного сустава (ЭПТБС) вокруг имплантатов обоих дизайнов отмечалась потеря минеральной плотности костной ткани с наибольшей выраженностью в зонах Груена 2 и 7 при использовании ножки Fitmore и в зонах 6 и 7 - при установке бедренного компонента Alloclassic. Через 6 месяцев после операции практически во всех зонах бедренной кости вокруг имплантатов наступила фаза умеренной стабилизации. К 12 месяцам после эндопротезирования независимо от формы и дизайна эндопротезов наблюдалась потеря кости в зонах Груена 1 и 7, что не оказывало негативного влияния на клинический результат. Выводы. Независимо от дизайна внедрение металлического имплантата в проксимальный отдел бедренной кости сопровождается специфической перестройкой костного вещества, проявляющейся потерей кости в зонах Груена 1 и 7 и относительным уплотнением кости в дистальных отделах имплантата (явления stress-shielding), что свидетельствует о том, что использование более коротких бедренных компонентов не способствует сохранению костной массы в проксимальном отделе бедра.

hip replacementstress-shieldingbone remodelingdual-energy X-ray absorptiometryэндопротезирование тазобедренного суставастресс-шилдингремоделирование костной тканирентгеновская денситометрия1. Макаров М.А., Макаров С.А., Павлов В.П., Вардикова Г.Н. Стрессовое ремоделирование костной ткани после эндопротезирования крупных суставов и его консервативная коррекция. Совpeменная ревматология. 2009; (1):62-67.2. Сеидов И.И., Загородний Н.В., Хаджихараламбус К., Веяль Н.М. Клинико-рентгенологическое обоснование применения бедренных компонентов проксимальной фиксации при эндопротезировании тазобедренного сустава. Гений ортопедии. 2012; (1):19-24.3 Тихилов Р.М. Конструктивные особенности различных компонентов эндопротеза тазобедренного сустава. В кн.: Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава. СПб., 2008. Гл. 4. С. 54-117.4. Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Коваленко А.Н. Черный А.Ж., Муравьева Ю.В., Гончаров М.Ю. Данные регистра эндопротезирования тазобедренного сустава РНИИТО им. Р.Р. Вредена за 2007–2012 годы. Травматология и ортопедия России. 2013; (3):167-190.5. Тихилов Р.М., Шубняков И.И. Основные факторы, влияющие на эффективность эндопротезирования тазобедренного сустава. В кн.: Руководство по хирургии тазобедренного сустава. СПб.; 2014. Гл. 7. С. 221-256.6. Barnett E., Nordin B.E. The radiological diagnosis of osteoporosis: a new approach. Clin Radiol. 1960; 11:166-174.7. Brinkmann V., Radetzki F., Delank K.S., Wohlrab D., Zeh A. A prospective randomized radiographic and dualenergy X-ray absorptiometric study of migration and bone remodeling after implantation of two modern shortstemmed femoral prostheses. J Orthop Traumatol. 2015; 16(3):237-243.8. Brodner W., Bitzan P., Lomoschitz F., Krepler P,. Jankovsky R., Lehr S. et al. Changes in bone mineral density in the proximal femur after cementless total hip arthroplasty. A fiveyear longitudinal study. J Bone Joint Surg Br. 2004; 86(1):206.9. Bugbee W.D., Culpepper W.J. 2nd, Engh C.A. Jr., Engh C.A. Sr. Long-term clinical consequences of stressshielding after total hip arthroplasty without cement. J Bone Joint Surg. Am. 1997; 79(7):1007-1012.10. Callaghan J., Dysart S.H., Savory C.G. The uncemented porous-coated anatomic total hip prosthesis. Two-year results of prospective consecutive series. J Bone Joint Surg. 1988; 70-А(2):337-346.11. Decking R., Rokahr C., Zurstegge M. et al. Maintenance of bone mineral density after implantation of a femoral neck hip prosthesis. BMC Musculoskelet Disord. 2008; 9:17.12. Dorr L.D., Faugere M.C., Mackel A.M., Gruen T.A., Bognar B., Malluche H.H. Structural and cellular assessment of bone quality of proximal femur. Bone. 1993; 14(3):231-242.13. Dunn M.G., Maxian S.H. Biomaterials used in orthopaedic surgery. In: Greco R.S. (ed.) Implantation biology, the host response and biomedical devices. Boca Raton, FL: CRC Press; 1994.14. E ngh C.A., Bobyn J.D. The influence of stem size and extent of porous coating on femoral bone resorption after primary cementless hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res.1988; 231:7-28.15. F lecher X., Pearce O., Parratte S. et al. Custom cementless stem improves hip function in young patients at 15-year follow-up. Clin Orthop. 2010; 468(3):747-755.16. F reitag T., Hein M.A., Wernerus D., Reichel H., Bieger R. Bone remodelling after femoral short stem implantation in total hip arthroplasty: 1-year results from a randomized DEXA study. Arch Orthop Trauma Surg. 2015; Nov 27. [Epub ahead of print]17. Garcia-Cimbrelo E., Cruz-Pardos A., Madero R., Ortega-Andreu M. Total hip arthroplasty with use of the cementless Zweymuller Alloclassic System. J Bone Joint Surg. 2003; 85-А(2):296-303.18. Gibbons CE, Davies AJ, Amis AA, Olearnik H, Parker BC, Scott JE Periprosthetic bone mineral density changes with femoral components of differing design philosophy. Int Orthop. 2001; 25(2):89-92.19. Grochola L.F., Habermann B., Mastrodomenico N., Kurth A. Comparison of periprosthetic bone remodeling after implantation of anatomic and straight stem prosthesesin total hip arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg. 2008; 128(4):383-392.20. H arris W.H. Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: treatment by mold arthroplasty. An end-result study using a new method of result evaluation. J Bone Joint Surg. 1969; 51-А(2):737-755.21. H awker G.A., Badley E.M., Croxford R. et al. A population-based nested case-control study of the costs of hip and knee replacement surgery. Med Care. 2009; 47:732-741.22. H uo M.H., Martin R.P., Zatorski L.E., Keggi K.J. Total hip arthroplasty using the Zweymuller stem implanted without cement: A prospective study of consecutive patients with minimum 3-year follow-up period. J Arthroplasty. 1995; 10(12):793-799.23. Katz J.N., Phillips C.B., Baron J.A. et al. Association of hospital and surgeon volume of total hip replacement with functional status and satisfaction three years following surgery. Arthritis Rheum. 2003; 48(2):560-568.24. Khalily C., Lester K. Results of a tapered cementless femoral stem implanted in varus. J Arthroplasty. 2002; 17(4):463-466.25. Kilgus D.J., Shimaoka E.E., Tipton J.S., Eberle R.W. Dual-energy X-ray absorptiometry measurement of bone mineral density around porous-coated cementless femoral implants. Methods and preliminary results. J Bone Joint Surg Br. 1993; 75(2):279-287.26. Kobayashi S., Eftekhar S.N., Tereyama K. Predisposing factors in fixation failure of femoral prostheses following primary Charnley low friction arthroplasty: A 10- to 20-year follow study. Clin Orthop. 1994; (306): 73-83.27. Laine H.J., Puolakka T.J., Moilanen T. et al. The effects of cementless femoral stem shape and proximal surface texture on ‘fit-and-fill’ characteristics and on bone remodeling. Int Orthop. 2000; 24(4):184-190.28. Lazarinis S., Mattsson P., Milbrink J. et al. A prospective cohort study on the short collum femoris-preserving (CFP) stem using RSA and DXA. Primary stability but no prevention of proximal bone loss in 27 patients followed for 2 years. Acta Orthop. 2013; 84(1):32-39.29. McMurray A., Grant S., Griffiths S., Letford A. Healthrelated quality of life and health service use following total hip replacement surgery. J Adv Nurs. 2002; 40:663-672.30. National Joint Registry of England and Wales 12th Annual Report 2015 http://www.njrcentre.org.uk/njrcentre/Reports,PublicationsandMinutes/Annualreports/tabid/86/Default.aspx31. Stukenborg-Colsman C. Femoral neck prostheses.Orthopade. 2007; 36:347-352.32. Suckel A., Geiger F., Kinz L. et al. Long-term results for the uncemented Zweymuller/Alloclassic hip endoprosthesis: a 15-year minimum follow-up of 320 hip operations. J Arthroplasty. 2009; 24:846-853.33. Swedish Hip Arthroplasty Register 2013 Annual Report. http://www.shpr.se/Libraries/Documents/AnnualReport_2013-04-1_1.sflb.ashx34. W alker D.J., Heslop P.S., Chandler C., Pinder I.M.Measured ambulation and self-reported health status following total joint replacement for the osteoarthritic knee. Rheumatology (Oxford). 2002; 41:755-758.35. W olf O., Mattsson P., Milbrink J. Effects of postoperative weight-bearing on body composition and bone mineral density after uncemented total hip arthroplasty. J Rehabil Med. 2013; 45(5):498-503.36. W olff J. Ueber die Bedeutung der Architectur des spongiösen Substanz. Zentralblatt med. Wissenschaft. 1869; VI: 223-234.