Гистологические особенности резецированной костной ткани после тотальной артропластики коленного сустава: среднесрочные результаты

   Точность позиционирования компонентов при роботическом тотальном эндопротезировании коленного сустава (РоТЭКС) не вызывает сомнений. Сравнение РоТЭКС и мануальное ТЭКС с результатами гистологического исследования костей, после резекции разными режущими инструментами, является актуальным.

   Цель: изучить гистологические особенности резекции кости фрезой робота и осциллирующей пилой и их влияние на клинические среднесрочные результаты после тотального эндопротезирования коленного сустава.

   Материалы и методы. Проведено сравнительное проспективное двуцентровое исследование с 2022 по 2025 гг. Средний возраст: группа 1 (РоТЭКС) – 66,4 ± 8,3 лет, группа 2 (ТЭКС) – 66,59 ± 8,6. Медиана ИМТ: группа 1 – 30,28 (Q1 – 26,65; Q3 – 34,21) кг/м², группа 2 – 33,91 (32,23; 36,93) кг/м². Угол HKA: группа 1 – 171° (170; 172)°; группа 2 – 170° (170; 173)°. Динамика состояния пациентов оценивалась по ВАШ, WOMAC. Гистологическим методом оценивали микроархитектонику костной ткани.

   Результаты. В группе РоТЭКС в раннем послеоперационном периоде по скованности результаты лучше, а на протяжении 1–3 лет статистическая значимость по функции имеет разницу в медианах 1–2 балла. При анализе гистологической картины совокупность морфологических изменений костной ткани (микропереломы, дефекты, некроз) после РоТЭКС в 4,97 раза меньше, чем при традиционной технике.

   Вывод. Гистологически РоТЭКС характеризуется меньшей степенью повреждения и меньшей шероховатостью поверхности костной ткани в 4,97 раза (p < 0,05), чем при традиционном эндопротезировании коленного сустава, что не влияет на клинические трехлетние результаты.

1. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Елизаров М.П., Рукин Я.А., Грицюк А.Андр., Гавловский М.Я., Бердиев М. Рандомизированное двойное контролируемое сравнительное исследование точности выравнивания механической оси нижней конечности. Медицинский вестник ГВКГ им. Н.Н. Бурденко. 2023;4(3):40-47. doi: 10.53652/2782-1730-2023-4-3-40-47

2. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Рукин Я.А., Елизаров М.П., Грицюк А.А., Гавловский М.Я., Богатов Т.В. Клиническая эффективность и точность выравнивания механической оси при роботизированном тотальном эндопротезировании коленного сустава. Гений ортопедии. 2023;29(5):487-494. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-5-487-494. EDN: QKZVVF.

3. Stulberg B.N., Zadzilka J.D. Active robotic technologies for total knee arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg. 2021 Dec;141(12):2069-2075. doi: 10.1007/s00402-021-04044-2. Epub 2021 Jul 14. PMID: 34259928.

4. Stulberg B.N., Zadzilka J.D., Kreuzer S., Kissin Y.D., Liebelt R., Long W.J., Campanelli V. Safe and effective use of active robotics for TKA: Early results of a multicenter study. J Orthop. 2021 Jul 23;26:119-125. doi: 10.1016/j.jor.2021.07.001. PMID: 34393411; PMCID: PMC8346331.

5. Alrajeb R., Zarti M., Shuia Z., Alzobi O., Ahmed G., Elmhiregh A. Robotic-assisted versus conventional total knee arthroplasty : a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2024 Apr;34(3):1333-1343. doi: 10.1007/s00590-023-03798-2. Epub 2023 Dec 22. PMID: 38133653; PMCID: PMC10980635.

6. Kim Y.H., Yoon S.H., Park J.W. Does Robotic-assisted TKA Result in Better Outcome Scores or Long-Term Survivorship Than Conventional TKA? A Randomized, Controlled Trial. Clin Orthop Relat Res. 2020 Feb;478(2):266-275. doi: 10.1097/CORR.0000000000000916. Erratum in: Clin Orthop Relat Res. 2021 Jun 1;479(6):1407. doi: 10.1097/CORR.0000000000001813. PMID: 31389889; PMCID: PMC7438149.

7. Khlopas A., Sodhi N., Hozack W.J., Chen A.F., Mahoney O.M., Kinsey T., Orozco F., Mont M.A. Patient-Reported Functional and Satisfaction Outcomes after Robotic-Arm-Assisted Total Knee Arthroplasty: Early Results of a Prospective Multicenter Investigation. J Knee Surg. 2020 Jul;33(7):685-690. doi: 10.1055/s-0039-1684014. Epub 2019 Apr 8. PMID: 30959541.

8. Kayani B., Konan S., Tahmassebi J., Rowan F.E., Haddad F.S. An assessment of early functional rehabilitation and hospital discharge in conventional versus robotic-arm assisted unicompartmental knee arthroplasty: a prospective cohort study. Bone Joint J. 2019 Jan;101-B(1):24-33. doi: 10.1302/0301-620X.101B1.BJJ-2018-0564.R2. PMID: 30601042.

9. Feng S., Xing P., Qu J., Guo J., Song J., Li H., Jiang H., Pi H., Huang T. Robotic-assisted total knee arthroplasty achieves superior early postoperative outcomes compared to conventional techniques in patients with severe varus. J Exp Orthop. 2025 Oct 28;12(4):e70468. doi: 10.1002/jeo2.70468. PMID: 41164322; PMCID: PMC12560254.

10. Xu J., Li L., Fu J., Xu C., Ni M., Chai W., Hao L., Zhang G., Chen J. Early Clinical and Radiographic Outcomes of Robot-Assisted Versus Conventional Manual Total Knee Arthroplasty: A Randomized Controlled Study. Orthop Surg. 2022 Sep;14(9):1972-1980. doi: 10.1111/os.13323. Epub 2022 Jul 18. PMID: 35848154; PMCID: PMC9483055.

11. Held M.B., Gazgalis A., Neuwirth A.L., Shah R.P., Cooper H.J., Geller J.A. Imageless robotic-assisted total knee arthroplasty leads to similar 24-month WOMAC scores as compared to conventional total knee arthroplasty: a retrospective cohort study. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022 Aug;30(8):2631-2638. doi: 10.1007/s00167-021-06599-4. Epub 2021 May 7. PMID: 33961067.

12. Schroer W.C., Berend K.R., Lombardi A.V., Barnes C.L., Bolognesi M.P., Berend M.E., Ritter M.A., Nunley R.M. Why are total knees failing today? Etiology of total knee revision in 2010 and 2011. J Arthroplasty. 2013 Sep;28(8 Suppl):116-9. doi: 10.1016/j.arth.2013.04.056. Epub 2013 Aug 15. PMID: 23954423.

13. Dragosloveanu S., Petre M.A., Cretu B., Mihailescu A.A., Cergan R., Scheau C. Etiology of Total Knee Arthroplasty Revisions: A Two-Decade Institutional Perspective. Cureus. 2024 Feb 29;16(2):e55263. doi: 10.7759/cureus.55263. PMID: 38425332; PMCID: PMC10904024.

14. Jiang Y., Jia T., Wooley P.H., Yang S.Y. Current research in the pathogenesis of aseptic implant loosening associated with particulate wear debris. Acta Orthop Belg. 2013 Feb;79(1):1-9. PMID: 23547507.

15. Cherian J.J., Jauregui J.J., Banerjee S., Pierce T., Mont M.A. What Host Factors Affect Aseptic Loosening After THA and TKA? Clin Orthop Relat Res. 2015 Aug;473(8):2700-9. doi: 10.1007/s11999-015-4220-2. Epub 2015 Feb 26. PMID: 25716213; PMCID: PMC4488212.

16. Delgadillo L.E., Jones H.L., Ismaily S.K., Han S., Noble P.C. How Flat Is the Tibial Osteotomy in Total Knee Arthroplasty? J Arthroplasty. 2020 Mar;35(3):870-876. doi: 10.1016/j.arth.2019.10.007. Epub 2019 Oct 9. PMID: 31694778.

17. Plaskos C., Hodgson A.J., Inkpen K., McGraw R.W. Bone cutting errors in total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 2002 Sep;17(6):698-705. doi: 10.1054/arth.2002.33564. PMID: 12216022.

18. Kreuzer S., Brar A., Campanelli V. Dimensional accuracy of TKA cut surfaces with an active robotic system. Comput Assist Surg (Abingdon). 2022 Dec;27(1):41-49. doi: 10.1080/24699322.2022.2080116. PMID: 35635837.

19. Otani T., Whiteside L.A., White S.E. Cutting errors in preparation of femoral components in total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 1993 Oct;8(5):503-10. PMID: 8245995.

20. Gotterson P.R., Nusem I., Pearcy M.J., Crawford R.W. Metal debris from bony resection in knee arthroplasty - -is it an issue? Acta Orthop. 2005 Aug;76(4):475-80. doi: 10.1080/17453670510041448. PMID: 16195061.

21. Tawy G.F., Rowe P.J., Riches P.E. Thermal Damage Done to Bone by Burring and Sawing With and Without Irrigation in Knee Arthroplasty. J Arthroplasty. 2016 May;31(5):1102-8. doi: 10.1016/j.arth.2015.11.002. Epub 2015 Nov 10. PMID: 26718777.

22. Londhe S.B., Antao N., Shah R.V., Ali S.M., Rajendran A. Comparison of the thermal bone damage done by the oscillating saw and bone mill burr during total knee arthroplasty. J Clin Orthop Trauma. 2025 Mar 28;65:102992. doi: 10.1016/j.jcot.2025.102992. PMID: 40242022; PMCID: PMC11999630.

23. Ran T., Lin C., Ma T., Qin Y., Li J., Zhang Y., Xu Y., Li C., Wang M.. Ultra-Pulsed CO₂ Laser Osteotomy: A New Method for the Bone Preparation of Total Knee Arthroplasty. Front Bioeng Biotechnol. 2022 Apr 29;10:858862. doi: 10.3389/fbioe.2022.858862. PMID: 35573227; PMCID: PMC9096707.

24. Kim M.S., Koh I.J., Choi K.Y., Sung Y.G., Park D.C., Lee H.J., In Y. The Minimal Clinically Important Difference (MCID) for the WOMAC and Factors Related to Achievement of the MCID After Medial Opening Wedge High Tibial Osteotomy for Knee Osteoarthritis. Am J Sports Med. 2021 Jul;49(9):2406-2415. doi: 10.1177/03635465211016853. Epub 2021 Jun 11. PMID: 34115533.

25. Messier S.P., Beavers D.P., Queen K., Mihalko S.L., Miller G.D., Losina E., Katz J.N., Loeser R.F., DeVita P., Hunter D.J., Newman J.J., Quandt S.A., Lyles M.F., Jordan J.M., Callahan L.F. Effect of Diet and Exercise on Knee Pain in Patients With Osteoarthritis and Overweight or Obesity: A Randomized Clinical Trial. JAMA. 2022 Dec 13;328(22):2242-2251. doi: 10.1001/jama.2022.21893. PMID: 36511925; PMCID: PMC9856237.

26. Silva M.D.C., Perriman D.M., Fearon A.M., Couldrick J.M., Scarvell J.M. Minimal important change and difference for knee osteoarthritis outcome measurement tools after non-surgical interventions : a systematic review. BMJ Open. 2023 May 18;13(5):e063026. doi: 10.1136/bmjopen-2022-063026. PMID: 37202126; PMCID: PMC10201231.

27. Mann K.A., Miller M.A., Amendola R.L., Cyndari K.I., Horton J.A., Damron T.A., Oest M.E. Early Changes in Cement-Bone Fixation Using a Novel Rat Knee Replacement Model. J Orthop Res. 2019 Oct;37(10):2163-2171. doi: 10.1002/jor.24390. Epub 2019 Jul 8. PMID: 31206747; PMCID: PMC6739174.

28. Norton M.R., Eyres K.S. Irrigation and suction technique to ensure reliable cement penetration for total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 2000 Jun;15(4):468-74. doi: 10.1054/arth.2000.2965. PMID: 10884207.

29. Zak S.G., Tang A., Pivec R., Meftah M., Austin M.S., Schnaser E., Schwarzkopf R. The effects of tourniquet on cement penetration in total knee arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg. 2023 Jun;143(6):2877-2884. doi: 10.1007/s00402-022-04470-w. Epub 2022 May 13. PMID: 35552801.

30. Ko D.O., Lee S., Kim K.T., Lee J.I., Kim J.W., Yi S.M. Cement Mantle Thickness at the Bone Cement Interface in Total Knee Arthroplasty: Comparison of PS150 RP and LPS-Flex Knee Implants. Knee Surg Relat Res. 2017 Jun 1;29(2):115-121. doi: 10.5792/ksrr.16.013. PMID: 28545176; PMCID: PMC5450579.

31. Гиноян А.О., Минасов Т.Б., Хайрутдинов Р.М., Якупова Е.Р., Мухаметзянова Э.И., Аслямов Н.Н., Саубанов Р.А., Амельдинов Д.Р. Особенности артропластики при двустороннем гонартрозе. Креативная хирургия и онкология. 2019;9(3):194–198. doi: 10.24060/2076-3093-2019-9-3-194-198

32. Комплексная реабилитация после повреждений коленного сустава. Гений ортопедии. 2010;(4). С. 29–31.

33. Goodheart J.R., Miller M.A., Oest M.E., Mann K.A. Trabecular resorption patterns of cement-bone interlock regions in total knee replacements. J Orthop Res. 2017 Dec;35(12):2773-2780. doi: 10.1002/jor.23586. Epub 2017 May 15. PMID: 28452065; PMCID: PMC5659954.

34. Cawley D.T., Kelly N., McGarry J.P., Shannon F.J. Cementing techniques for the tibial component in primary total knee replacement. Bone Joint J. 2013 Mar;95-B(3):295-300. doi: 10.1302/0301-620X.95B3.29586. PMID: 23450010.

35. Minasov T.B., Gasser J.A., Matveev A.L., Trubin A.R., Gafarov I.R., Minasov I.B., Biswas S. Possibilities of hip arthroplasty on the background of impaired bone metabolism // IOSR Journal of Dental and Medical Sciences. 2015. Vol. 14. No. 6-3. P. 53–57.