Профессор Сергей Александрович Епифанов
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Российские врачи умеют создавать и имплантировать индивидуальные протезы височно-нижнечелюстного сустава. На первый взгляд, это достаточно узкоспециализированная тема, особенно в контексте того, что о самом суставе большинство людей знают немного и вряд ли о нем задумываются, воспринимая возможность открыть рот как норму. Другое дело, если человек лишается этой возможности. В таком случае собственные, отечественные медицинские технологии для конкретного пациента становятся важнее, чем популярные микроэлектроника или машиностроение. И такие технологии у нас есть. Более того, они позволяют проводить операции экономически выгодно ― за счет бюджета в отличие от многих зарубежных стран.
Операции по полной замене височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) протезами из искусственных материалов (тотальное эндопротезирование) в России начали более или менее широко распространяться около 15 лет назад, с начала 2010-х гг. За этот срок хирурги от установки стандартизированных, условно подходящих имплантатов и прототипов из воска и пластилина перешли к персональным протезам, создающимся персонально для каждого пациента. О развитии медицинской технологии и перспективах, которые ждут пациентов с повреждениями ВНЧС, порталу «Научная Россия» рассказал доктор медицинских наук, профессор Сергей Александрович Епифанов.
Справа ― стандартизированный, «условно подходящий» протез сустава. Такие протезы устанавливали в период, когда российские хирурги только начинали проводить операции, ― в начале 2010-х гг. Сегодня возникают ситуации, когда старые протезы необходимо удалять и заменять новыми, изготовленными для конкретного пациента, ― на фото слева.
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
В опасной близости от мозга
Височно-нижнечелюстной сустав находится спереди от слухового прохода, там, где нижняя челюсть контактирует с основанием черепа. Держат челюсть мышцы и связки, а сустав ― это ось вращения, позволяющая открывать и закрывать рот, совершать боковые движения челюстью и движения вперед-назад. Из более чем 230 суставов в организме человека ВНЧС ― единственный парный, а оси вращения, связанные одной челюстью, синхронизированы в трех плоскостях. При этом сустав используется чуть ли не чаще остальных, располагается максимально близко к мозгу, а в его зоне проходят лицевой нерв, крупные сосуды и артерии. Все это создает операционные риски. А потому, хотя операцией и руководят челюстно-лицевые хирурги, в подготовке к протезированию и самом вмешательстве принимают участие нейрохирурги, сосудистые хирурги, стоматологи, оториноларингологи… Сложность операции ― одна из причин, по которой эндопротезирование ВНЧС не так популярно, как замена других суставов, например тазобедренного или коленного.
С.А. Епифанов: «Тотальное эндопротезирование височно-нижнечелюстного сустава проводится при дефектах или деформациях суставной головки: в ситуации, когда она отсутствует или ее положение настолько изменено, что открывание и закрывание рта проблематичны. Кроме того, замена сустава требуется, если его затрагивают опухоли, а также при поражениях, которые приводят к полной неподвижности сустава: последствиях травм, заболеваний, лучевой терапии. Все это приводит к нарушению речи, невозможности полноценно принимать пищу, лечить зубы, проводить эндоскопические исследования… И это далеко не полный перечень проблем, с которыми сталкиваются пациенты с запущенными формами заболеваний ВНЧС».
Макет костей черепа реального пациента, которому проводили операцию по замене сустава. Заштрихованные синим цветом области были удалены. В этом случае показанием к операции стала опухоль, распространившаяся на височную кость и затронувшая сустав. Пациент жаловался на нарастающую боль и мог открыть рот не больше чем на 5 мм. До внедрения методики тотального эндопротезирования ВНЧС такие патологии считались неоперабельными.
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Количество людей с заболеваниями и травмами ВНЧС может достигать 12%. А в периоды вооруженных конфликтов количество таких пациентов увеличивается. Методика эндопротезирования сустава в том числе широко применяется при огнестрельных и минно-взрывных ранениях, а также в медицине катастроф.
От стандартных ― к персональным. От воска ― к компьютерной модели. От станков ЧПУ ― к 3D-печати
Современный протез ВНЧС состоит из двух элементов ― основной части, изготовленной из титана, и искусственной суставной впадины ― из высокомолекулярного полиэтилена. Вместе материалы образуют оптимальную пару трения. Толщина кости между суставной впадиной и средней черепной ямкой может быть около 1 мм ― именно для защиты этого участка и восполнения пораженных областей и устанавливают ответную часть. Но так было не всегда: в операциях прошлых лет при установке стандартизированных протезов суставную впадину не восстанавливали, поскольку титановый протез, более прочный, чем кость, мог привести к осложнениям.
С.А. Епифанов: «В моей практике были случаи, когда титановый сустав попадал в среднюю черепную ямку, это приводило к выраженной боли и невозможности открыть рот. В целом мы неоднократно отмечаем проблемы с установленными стандартизированными протезами, и дело не в том, что их неверно устанавливали, на тот момент это было лучшее решение. Но сегодня имплантаты эволюционировали, изменились их дизайн и биомеханические свойства. Замена старых стандартизированных искусственных суставов на персональные ― одна из самых сложных операций, которыми мы сегодня занимаемся. По опыту могу сказать, что современные имплантаты, изготовленные для конкретного человека, плановой замены не требуют».
Так устанавливается персонализированный протез: основная часть и искусственная суставная впадина. Вмешательство проводится через небольшие разрезы в нижнечелюстной области ― после операции остаются лишь небольшие швы. С.А. Епифанов: «Мы полностью сохраняем эстетический эффект. Если вы встретите нашего пациента, то вряд ли заметите, что у него искусственный сустав».
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
В среднем на подготовку к операции, изготовление протеза и его установку уходят две-три недели. При особой необходимости и интенсивной работе можно успеть за одну: для вмешательства такого уровня это быстро. Ускорить процесс позволили цифровые и аддитивные технологии. Если на заре операций хирурги лепили прототипы будущих суставов вручную из воска и пластилина, а вытачивали их на фрезерных станках, то сегодня создаются виртуальные модели, которые можно распечатать на 3D-принтере.
Пациент проходит компьютерную томографию, полученный архив изображений в формате DICOM преобразуется в трехмерную оцифрованную модель костей лицевого скелета ― файл формата STL. На таких цифровых моделях уже проводят виртуальные операции: удаляют пораженные области и прорисовывают модель будущего протеза, которая отправляется в печать.
С.А. Епифанов: «Виртуальная операция ― самая важная часть, которая занимает до 90% всего времени на подготовку. До того как я подойду к пациенту на операционном столе, я заранее несколько раз провожу эту операцию: на компьютере, на бумаге, на модели и в итоге только воплощаю то, что уже неоднократно проработал. Виртуальная операция позволяет заранее “примерить” эндопротез и смоделировать результат его установки после виртуального же удаления тканей. Кроме того, можно детально исследовать все структуры, с которыми придется контактировать в процессе вмешательства, сопоставить данные, полученные до операции, с финальными результатами и определить оптимальные решения. Позже эти виртуальные операции используются в обучении хирургов».
Лучше, чем природа, не сделать
Как ни развивай медицинские технологии, конкурировать с эффективностью здорового организма протезы пока не в состоянии. Как минимум после тотального эндопротезирования ВНЧС свободно двигать челюстью влево и вправо уже не получится: из-за особенностей технологии титановый сустав практически неспособен смещать в противоположную от операции сторону. Это уже не говоря о том, что любой имплантат может быть отторгнут организмом, ― вмешательство такого уровня требует внушительной подготовки и четких показаний.
С.А. Епифанов: «Технология должна соответствовать потребностям, и нет ничего лучше, чем собственный сустав. Есть ситуации, когда можно обойтись без тотального эндопротезирования ВНЧС и сохранить качество жизни с естественным органом. Вопрос о замене сустава мы рассматриваем, если качество жизни становится неадекватно низким, и даже в такой ситуации при подготовке к операции мы рассматриваем все возможные альтернативные вмешательства. И, конечно, выбор эндопротезирования ― это не только решение врача, но и совместный с пациентом обоснованный выбор».
Сегодня счет людей с титановыми протезами ВНЧС идет на сотни. Их устанавливают и подросткам после окончания периода роста, и пожилым людям старше 70 и 80 лет. Но каждая операция остается эксклюзивной, а количество нуждающихся в эндопротезировании значительно превышает возможности специализированных клиник, в которых проводят операции. Московские врачи учат коллег из регионов.
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Актуальный для врачей вопрос: стоит ли менять второй сустав, если один уже заменен на протез?
С.А. Епифанов: «Это специализированная тема, которую сейчас исследуют и в России, и за рубежом. По нашим данным, такой потребности нет. Другое дело, что часто возникает ситуация, в которой страдают оба сустава, и после замены одного из них второй все равно со временем тоже придется менять».
Статья подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ