Главная → Архив → 2024 год, выпуск №3 → Патогенетические механизмы асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава после тотальной артропластики

Патогенетические механизмы асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава после тотальной артропластики

А.И. Денисов, Д.А. Ешидоржиев, К.А. Гусев, В.В. Доржеев, А.М. Мироманов*
_______________________________________________________________________________________________________

Читинская государственная медицинская академия, Чита, Российская Федерация
_______________________________________________________________________________________________________

Введение. В структуре осложнений после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава асептическая нестабильность является одной из главных причин ревизионных вмешательств, что требует продолжения изучения причин, методов ранней диагностики и биологических подходов к терапии остеолиза и асептического расшатывания.

Цель. Рассмотреть современные патогенетические аспекты асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава после тотальной артропластики.

Материалы и методы. Поиск литературных источников проводился в открытых электронных базах данных научной литературы PubMed и eLibrary. Глубина поиска по основным ключевым словам (асептическая нестабильность импланта, эндопротези-рование, патогенез) составила 20 лет. Критерием включения источников в аналитическое исследование являлось наличие полного или структурированного текста статьи (с указанием конкретных количественных данных). Критерии исключения — работы, являющиеся неопубликованными (диссертационные исследования и авторефераты), клинические примеры, тезисы докладов, а также учебные и методические материалы.

Результаты. В обзоре проведён анализ данных литературы о состоянии вопросов изучения молекулярно-генетических механизмов костной резорбции, перипротезного остеолиза, нарушения остеоинтеграции после тотального эндопротезирования, в том числе приводящие к развитию асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава. Рассмотрены механизмы наиболее важных, на наш взгляд, звеньев патогенеза, которые могут приводить к развитию асептической нестабильности.

Заключение. Многофакторность процессов формирования остеолизиса приводящих к расшатыванию компонентов эндопротеза многогранны как в отношении триггерных механизмов, так и в развитии иммунного ответа. Ослеолиз — результат нарушения местных тканевых гомеостатических механизмов, который может быть локализован как на уровне сенсоров, регуляторов, так и эффекторов. Изучение и точная идентификация дерегулированных сигнальных путей, медиаторов и программ клеточной дифференцировки, которые способствуют перипротезному остеолизу, будет способствовать разработке диагностических, селективных и таргетных терапевтических стратегий.

Ключевые слова: асептическая нестабильность импланта; эндопротезирование; патогенез.

Список литературы

  1. Shichman I, Askew N, Habibi A, et al. Projections and epidemiology of revision hip and knee arthroplasty in the United States to 2040–2060. Arthroplast Today. 2023;21:101152. doi: 10.1016/j.artd.2023.101152
  2. Crawford DA, Adams JB, Hobbs GR, et al. Does activity level after primary total hip arthroplasty affect aseptic survival? Arthroplast Today. 2021;11:68–72. doi: 10.1016/j.artd.2021.07.005
  3. Murylev VY, Kukovenko GA, Elizarov PM, et al. Comparative Evaluation of Custom-Made Components and Standard Implants for Acetabular Reconstruction in Revision Total Hip Arthroplasty. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2023;29(3):18–30. doi: 10.17816/2311-2905-2553
  4. Pajarinen J, Lin T–H, Sato T, et al. Interaction of Materials and Biology in Total Joint Replacement — Successes, Challenges and Future Directions. J Mater Chem B. 2014;2(41):7094–7108. doi: 10.1039/c4tb01005a
  5. Kenney C, Dick S, Lea J, et al. A systematic review of the causes of failure of revision total hip arthroplasty. J Orthop. 2019;16(5):393–395. doi: 10.1016/j.jor.2019.04.011
  6. Kovaldov KA, Morozova EA, Gerasimov EA, et al. Revision total hip arthroplasty with custommade hip implant for Paprosky type IV femoral bone loss. Genij Ortopedii. 2023;29(5):546–551. (In Russ). doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-5-546-551
  7. Wang X, Xu H, Zhang J. Using personalized 3D printed Titanium sleeve-prosthetic composite for reconstruction of severe segmental bone loss of proximal femur in revision total hip arthroplasty: a case report. Medicine (Baltimore). 2020;99(3):e18784. doi: 10.1097/md.0000000000018784
  8. Bendich I, Tarity TD, Alpaugh K, et al. Minimal clinically important difference (MCID) at one year postoperatively in aseptic revision total hip arthroplasty. J Arthroplasty. 2022;37(8S):S954–S957. doi: 10.1016/j.arth.2022.01.044
  9. Gallo J, Goodman SB, Konttinen YT, et al. Osteolysis around total knee arthroplasty: a review of pathogenetic mechanisms. Acta Biomater. 2013;9(9):8046–8058. doi: 10.1016/j.actbio.2013.05.005
  10. Upfill–Brown A, Hsiue PP, Sekimura T, et al. Instability is the most common indication for revision hip arthroplasty in the United States: national trends from 2012 to 2018. Arthroplast Today. 2021;11:88–101. doi: 10.1016/j.artd.2021.08.001
  11. Moroni A, Miscione MT, Orsini R, et al. Clinical and radiological outcomes of the Birmingham hip resurfacing arthroplasty at a minimum follow-up of 10 years: results from an independent centre. Hip Int. 2017;27(2):134–139. doi: 10.5301/hipint.5000424
  12. Cherian JJ, Jauregui JJ, Banerjee S, et al. What host factors affect aseptic loosening after THA and TKA? Clin Orthop Relat Res. 2015;473(8):2700–2709. doi: 10.1007/s11999-015-4220-2
  13. Kwon Y–M, Ostlere SJ, McLardy–Smith P, et al. “Asymptomatic” pseudotumors after metal-on-metal hip resurfacing arthroplasty: prevalence and metal ion study. J Arthroplasty. 2011;26(4):511–518. doi: 10.1016/j.arth.2010.05.030
  14. Gallo J, Goodman SB, Konttinen YT, et al. Particle disease: biologic mechanisms of periprosthetic osteolysis in total hip arthroplasty. Innate Immun. 2013;19(2):213–224. doi: 10.1177/1753425912451779
  15. Del Buono A, Denaro V, Maffulli N. Genetic susceptibility to aseptic loosening following total hip arthroplasty: a systematic review. Br Med Bull. 2012;101:39–55. doi: 10.1093/bmb/ldr011
  16. Koks S, Wood DJ, Reimann E, et al. The Genetic Variations Associated With Time to Aseptic Loosening After Total Joint Arthroplasty. J Arthroplasty. 2020;35(4):981–988. doi: 10.1016/j.arth.2019.11.004
  17. Cong Y, Wang Y, Yuan T, et al. Macrophages in aseptic loosening: Characteristics, functions, and mechanisms. Front Immunol. 2023;14:1122057. doi: 10.3389/fimmu.2023.1122057
  18. Stelmach P, Wedemeyer C, Fuest L, et al. The BCL2 -938C>A promoter polymorphism is associated with risk for and time to aseptic loosening of total hip arthroplasty. PLoS One. 2016;11(2):e0149528. doi: 10.1371/journal.pone.0149528
  19. Couto M, Vasconcelos DP, Sousa DM, et al. The Mechanisms Underlying the Biological Response to Wear Debris in Periprosthetic Inflammation. Front Mater. 2020;7:274. doi: 10.3389/fmats.2020.00274
  20. Landgraeber S, Jäger M, Jacobs JJ, et al. The pathology of orthopedic implant failure is mediated by innate immune system cytokines. Mediators Inflamm. 2014;2014:185150. doi: 10.1155/2014/185150
  21. Goodman SB, Gibon E, Pajarinen J, et al. Novel biological strategies for treatment ofwear particle-induced periprosthetic osteolysisof orthopaedic implants for joint replacement. J R Soc Interface. 2014;11(93):20130962. doi: 10.1098/rsif.2013.0962
  22. Gallo J, Vaculova G, Goodman SB, et al. Contributions of human tissue analysis to understanding the mechanisms of loosening and osteolysis in total hip replacement. Acta Biomater. 2014;10(6):2354–2366. doi: 10.1016/j.actbio.2014.02.003
  23. Takakubo A, Berce R, Trebše Y, et al. Wear and corrosion in the loosening of total joint replacements (TJRs). In: Yu Y. Bio-Tribocorrosion in Biomaterials and Medical Implants. Woodhead Publishing Limited; P. 74–110. doi: 10.1533/9780857098603.1.74
  24. Gallo J, Goodman SB, Konttinen YT, et al. Osteolysis around total knee arthroplasty: a review of pathogenetic mechanisms. Acta Biomater. 2013;9(9):8046–8058. doi: 10.1016/j.actbio.2013.05.005
  25. Podzimek S, Himmlova L, Janatova T, et al. Metal hypersensitivity and proinflammatory cytokine production in patients with failed orthopedic implants: a case-control study. Clin Immunol. 2022;245:109152. doi: 10.1016/j.clim.2022.109152
  26. Dyskova T, Gallo J, Kriegova E. The Role of the Chemokine System in Tissue Response to Prosthetic By-products Leading to Periprosthetic Osteolysis and Aseptic Loosening. Front Immunol. 2017;8:1026. doi: 10.3389/fimmu.2017.01026
  27. Bragina SV. Modern possibilities with early laboratory diagnosis of periprosthetic osteolysis predating aseptic loosening in total hip arthroplasty (literature review). Genij Ortopedii. 2020;26(2):261–265. (In Russ). doi: 10.18019/1028-4427-2020-26-2-261-265
  28. Pacheco–Martelo V, Roldán–Vasco S. Enfermedad de las enzimas y citocinas en la artroplastia total de cadera: promotores en el aflojamiento inmunológico. Rev Fac Med. 2018;66(3):477–474.
  29. Nich C, Takakubo Y, Pajarinen J, et al. Macrophages-Key cells in the response to wear debris from joint replacements. J Biomed Mater Res A. 2013;101(10):3033–3045. doi: 10.1002/jbm.a.34599
  30. Costa MD, Donner S, Bertrand J, et al. Hypersensitivity and lymphocyte activation after total hip arthroplasty. Orthopadie (Heidelb). 2023;52(3):214–221. doi: 10.1007/s00132-023-04349-7
  31. Goodman SB, Gallo J. Periprosthetic Osteolysis: Mechanisms, Prevention and Treatment. J Clin Med. 2019;8(12):2091. doi: 10.3390/jcm8122091
  32. Landgraeber S, Jäger M, Jacobs JJ, et al. The pathology of orthopedic implant failure is mediated by innate immune system cytokines. Mediators Inflamm. 2014;2014:185150. doi: 10.1155/2014/185150
  33. Kiss–Toth E, Harlock E, Lath D, et al. A TNF variant that associates with susceptibility to musculoskeletal disease modulates thyroid hormone receptor binding to control promoter activation. PLoS One. 2013;8(9):e76034. doi: 10.1371/journal.pone.0076034
  34. López–Anglada E, Collazos J, Montes AH, et al. IL-1 β gene (+3954 C/T, exon 5, rs1143634) and NOS2 (exon 22) polymorphisms associate with early aseptic loosening of arthroplasties. Sci Rep. 2022;12(1):18382. doi: 10.1038/s41598-022-22693-0
  35. Erdemli B, Özbek EA, Başarir K, et al. Proinflammatory biomarkers’ level and functional genetic polymorphisms in periprosthetic joint infection. Acta Orthop Traumatol Turc. 2018;52(2):143–147. doi: 10.1016/j.aott.2017.11.002
  36. Kobayashi K, Takahashi N, Jimi E, et al. Tumor necrosis factor alpha stimulates osteoclast differentiation by a mechanism independent of the OD/RANKL-RANK interaction. J Exp Med. 2000;191(2):275–286. doi: 10.1084/jem.191.2.275

2024 год, выпуск №3
Научный обзор
Читать статью (pdf) →
DOI: 10.23888/HMJ2024123455-467
Как цитировать:

Денисов А.И., Ешидоржиев Д.А., Гусев К.А., Доржеев В.В., Мироманов А.М. Патогенетические механизмы асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава после тотальной артропластики // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2024. Т. 12, № 3. С. 455–467. doi: 10.23888/HMJ2024123455-467  EDN: DCQYIZ
Дополнительная информация:
Финансирование. Авторы заявляют об отсутствии финансирования при проведении исследования.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Информация об авторах:
Денисов Алексей Ильич — аспирант кафедры травматологии и ортопедии, eLibrary SPIN: 5321-2045, ORCID: 0009-0004-1604-6780, e-mail: denisovalex90@mail.ru
Ешидоржиев Дамдин Альбертович — аспирант кафедры травматологии и ортопедии, eLibrary SPIN: 2839-4432, ORCID: 0009-0004-9338-1646, e-mail: damdin_albertovich@bk.ru
Гусев Кирилл Аркадьевич — канд. мед. наук, ассистент кафедры травматологии и ортопедии, eLibrary SPIN: 3767-7013, ORCID: 0000-0003-3375-9956, e-mail: kirill.gusev.86@mail.ru
Доржеев Владимир Владимирович — канд. мед. наук, доцент кафедры травматологии и ортопедии, eLibrary SPIN: 8223-4195, ORCID: 0000-0002-3324-658X, e-mail: dr.dorzheev@mail.ru
*Мироманов Александр Михайлович — д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой травматологии и ортопедии, eLibrary SPIN: 3984-4033, ORCID: 0000-0003-1432-1844, e-mail: miromanov_a@mail.ru