Comparative Assessment of Surgical Treatment Results of Patients with Early-Stage Avascular Necrosis of the Femoral Head

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The observed sharp increase in patients with avascular necrosis of the femoral head (ANFH) associated with a new COVID-19 infection determines the need to find some new effective strategies for surgical treatment to achieve long-term positive results.

Aim of the study is to make a comparative assessment of surgical treatment results of patients with early-stage avascular necrosis of the femoral head using different techniques of core decompression and autogenous bone grafting of the femoral head.

Methods. We performed a comparative analysis of the treatment results of patients with early stages of ANFH. The patients were divided by the treatment method into two groups: control and main. Surgical treatment in the control group (n = 19) consisted of an open decompression and autogenous bone grafting of the femoral head using the Rosenwasser’s “light bulb” technique. The main group (n = 17) included the patients who had undergone the developed combined impaction autografting of the femoral head. Clinical and functional assessment of the treatment results was performed using the Harris Hip Score (HHS) questionnaire and the Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index (WOMAC) score. Assessment was performed preoperatively and at 3, 6, and 12 months postoperatively.

Results. The performed comparative analysis showed statistically significant difference in clinical and functional results after operative treatment in patients of the control and the main groups at all follow-ups. Change of the HHS values presented as Me (Q1;Q3) in patients of both groups at 3, 6 and 12 months was 77.0 (68.0;84.0) and 82.0 (75.0;91.0), p = 0.001; 79.0 (69.0;85.0) and 88.0 (79.0;95.0), p<0.001; 81.0 (71.0;86.0) and 90.0 (85.0;92.0), p<0.001, respectively. According to the WOMAC, the following dynamics was revealed for the same values: 30.0 (25.0;35.0) and 25.0 (21.0;32.0), p = 0.002; 27.0 (22.0;33.0) and 20.0 (17.0;27.0), p<0.001; 24.0 (17.0;30.0) and 15.0 (13.0;24.0), p<0.001.

Conclusion. Comparative assessment of efficacy of the open core decompression with autogenous bone grafting of the femoral head defect using the light bulb technique and closed intralesional resection of necrosis focus with combined impaction grafting of the femoral head showed that the minimal damage to para- and intraarticular tissues when performing the approach to the area of the pathological focus and the main stages of the operation allows to achieve the best clinical and functional results and create optimal conditions for bone remodeling in the grafting area.

About the authors

Gennadiy P. Kotelnikov

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: g.p.kotelnikov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7456-6160

Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Samara

Dmitry S. Kudashev

Samara State Medical University

Email: dmitrykudashew@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8002-7294

Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor

Russian Federation, Samara

Sergey D. Zuev-Ratnikov

Samara State Medical University

Email: stenocardia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6471-123X

Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor

Russian Federation, Samara

Ivan S. Shorin

Main Clinical Hospital of the Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation

Email: vrachmed@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5379-5044

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Vardan G. Asatryan

Samara State Medical University

Email: vandamsmail@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-1751-700X
Russian Federation, Samara

Andrey A. Knyazev

Samara State Medical University

Email: a.a.knyazev@samsmu.ru
ORCID iD: 0009-0009-6131-0399
Russian Federation, Samara

References

  1. Качанов Д.А., Усов С.А., Вострилов И.М., Залецкая А.А., Калабагова М.М., Ведмедь В.А. и др. Возможности лечения асептического некроза головки бедренной кости. Международный научно-исследовательский журнал. 2019;12(90):201-202. doi: 10.23670/IRJ.2019.90.12.042. Kachanov D.A., Usov S.A., Vostrilov I.M., Zaletskaya A.A., Kalabagova M.M., Vedmed V.A. et al. Treatment options for aseptic necrosis of femoral head. International Research Journal. 2019;12(90):201-202. (In Russian). doi: 10.23670/IRJ.2019.90.12.042.
  2. Панин М.А., Бойко А.В., Абакиров М.Д., Петросян А.С., Ананьин Д.А., Авад М.М. Консервативное лечение аваскулярного некроза головки бедренной кости (обзор литературы). Гений ортопедии. 2022;28(2): 274-281. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-2-274-281. Panin M. A., Boiko A.V., Abakirov M.D., Petrosyan A.S., Ananin D.A., Awad M.M. Conservative treatment of avascular necrosis of the femoral head (literature review). Genij Ortopedii. 2022;28(2):274-281. (In Russian). doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-2-274-281.
  3. Cui Q., Jo W.L., Koo K.H., Cheng E.Y., Drescher W., Goodman S.B., et al. ARCO Consensus on the pathogenesis of non-traumatic osteonecrosis of the femoral head. J Korean Med Sci. 2021;36(10):e65. doi: 10.3346/jkms.2021.36.e65.
  4. Панин М.А., Загородний Н.В., Карчебный Н.Н., Садков И.А., Петросян А.С., Закирова А.Р. Современный взгляд на патогенез нетравматического остеонекроза. Вестник травматологии и ортопедии им Н.Н. Приорова. 2017;24(2):69-75. doi: 10.17816/vto201724269-75. Panin M.A., Zagorodniy N.V., Karchebnyi N.N., Sadkov I.A., Petrosyan A.S., Zakirova A.R. Modern view on pathogenesis of non-traumatic osteonecrosis. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2017;24(2):69-75. (In Russian). doi: 10.17816/vto201724269-75.
  5. Торгашин А.Н., Родионова С.С. Остеонекроз у пациентов, перенесших COVID-19: механизмы развития, диагностика, лечение на ранних стадиях (обзор литературы). Травматология и ортопедия России. 2022;28(1):128-137. Torgashin A.N., Rodionova S.S. Osteonecrosis in Patients Recovering from COVID-19: Mechanisms, Diagnosis, and Treatment at Early-Stage Disease (Review). Traumatology and Orthopedics of Russia. 2022;28(1):128-137. (In Russian). doi: 10.17816/2311-2905-1707.
  6. Agarwala S.R., Vijayvargiya M., Pandey P. Avascular necrosis as a part of ‘long COVID-19’. BMJ Case Rep. 2021;14(7):e242101. doi: 10.1136/bcr-2021-242101.
  7. Конев В.А., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Мясоедов А.А., Денисов А.О. Эффективность использования биорезорбируемых материалов для заполнения костных полостей при остеонекрозе головки бедренной кости. Травматология и ортопедия России. 2014;20(3):28-38. doi: 10.21823/2311-2905-2014-0-3-28-38. Konev V.A., Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Myasoedov A.A., Denisov A.O. Bioresorbable materials for bone defects substitution in patients with osteonecrosis of the femoral head. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2014;20(3):28-38. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2014-0-3-28-38.
  8. Landgraeber S., Warwas S., Claßen T., Jäger M. Modifications to advanced core decompression for treatment of avascular necrosis of the femoral head. BMC Musculoskelet Disord. 2017;18(1):479. doi: 10.1186/s12891-017-1811-y.
  9. Hua K.C., Yang X.G., Feng J.T., Wang F., Yang L., Zhang H. et al. The efficacy and safety of core decompression for the treatment of femoral head necrosis: a systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res. 2019;14(1):306. doi: 10.1186/s13018-019-1359-7.
  10. Talmaç M.A., Kanar M., Sönmez M.M., Özdemir H.M., Dırvar F., Tenekecioğlu Y. The Results of Core Decompression treatment in avascular necrosis of the femoral head. Sisli Etfal Hastan Tip Bul. 2018;52(4):249-253. doi: 10.14744/SEMB.2018.47135.
  11. Andronic O., Weiss O., Shoman H., Kriechling P., Khanduja V. What are the outcomes of core decompression without augmentation in patients with nontraumatic osteonecrosis of the femoral head? Int Orthop. 2021;45(3):605-613. doi: 10.1007/s00264-020-04790-9.
  12. Tan Y., He H., Wan Z., Qin J., Wen Y., Pan Z. et al. Study on the outcome of patients with aseptic femoral head necrosis treated with percutaneous multiple small-diameter drilling core decompression: a retrospective cohort study based on magnetic resonance imaging and equivalent sphere model analysis. J Orthop Surg Res. 2020;15(1):264. doi: 10.1186/s13018-020-01786-4.
  13. Середа А.П., Андрианова М.А. Рекомендации по оформлению дизайна исследования. Травматология и ортопедия России. 2019;25(3):165-184. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-3-165-184. Sereda A.P., Andrianova M.A. Study Design Guidelines. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2019;25(3):165-184. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-3-165-184.
  14. Кисарь Л.В., Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е. Оценка качества представления результатов клинических испытаний в соответствии со стандартами CONSORT. Казанский медицинский журнал. 2019;100(3): 469-475. doi: 10.17816/KMJ2019-469. Kisar’ L.V., Ziganshin A.U., Ziganshina L.E. Assessment of presentation quality of the results of clinical trials in accordance with the standards of CONSORT. Kazan Medical Journal. 2019;100(3):469-475. (In Russian). doi: 10.17816/KMJ2019-469.
  15. Koo K.H., Mont M.A., Cui Q., Hines J.T., Yoon B.H., Novicoff W.M. et al. The 2021 Association research circulation Osseous classification for early-stage osteonecrosis of the femoral head to computed tomography-based study. J Arthroplasty. 2022;37:1074-1082. doi: 10.1016/j.arth.2022.02.009.
  16. Rosenwasser M.P., Garino J.P., Kiernan H.A., Michelsen C.B. Long term followup of thorough debridement and cancellous bone grafting of the femoral head for avascular necrosis. Clin Orthop Relat Res. 1994;(306):17-27.
  17. Bellamy N., Kirwan J., Boers M., Brooks P., Strand V., Tugwell P. et al. Recommendations for a core set of outcome measures for future phase III clinical trials in knee, hip, and hand osteoarthritis. Consensus development at OMERACT III. J Rheumatol. 1997;24(4):799-802.
  18. Ремпель Д.П., Брюханов А.В., Джухаев Д.А., Романюк С.Д. Специфичность мультисрезовой компьютерной томографии в диагностике асептического некроза головки бедренной кости. Радиология — практика. 2021;(4):49-56. doi: 10.52560/2713-0118-2021-4-49-56. Rempel D.P., Bryukhanov A.V., Dzhukhaev D.A., Romanyuk S.D. Specificity of multispiral computed tomography in the diagnosis of avascular necrosis of the femoral head. Radiology — Practice. 2021;(4):49-56. (In Russian). doi: 10.52560/2713-0118-2021-4-49-56.
  19. Одарченко Д.И., Дзюба Г.Г., Ерофеев С.А., Кузнецов Н.К. Проблемы диагностики и лечения асептического некроза головки бедренной кости в современной травматологии и ортопедии (обзор литературы). Гений ортопедии. 2021;27(2):270-276. doi: 10.18019/1028-4427-2021-27-2-270-276. Odarchenko D.I., Dzyuba G.G., Erofeev S.A., Kuznetsov N.K. Problems of diagnosis and treatment of aseptic necrosis of the femoral head in contemporary traumatology and orthopedics (literature review). Genij Ortopedii. 2021;27(2):270-276. (In Russian). doi: 10.18019/1028-4427-2021-27-2-270-276.
  20. Arbab D., König D.P. Atraumatic femoral head necrosis in adults. Dtsch Arztebl Int. 2016;113(3):31-38. doi: 10.3238/arztebl.2016.0031.
  21. Zhao D.W., Yu M., Hu K., Wang W., Yang L., Wang B.J., et al. Prevalence of nontraumatic osteonecrosis of the femoral head and its associated risk factors in the Chinese population: results from a Nationally Representative Survey. Chin Med J (Engl). 2015;128(21):2843-2850. doi: 10.4103/0366-6999.168017.
  22. Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Мясоедов А.А., Иржанский А.А. Сравнительная характеристика результатов лечения ранних стадий остеонекроза головки бедренной кости различными методами декомпрессии. Травматология и ортопедия России. 2016;22(3):7-21. doi: 10.21823/2311-2905-2016-22-3-7-21. Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Myasoedov A.A., Irzhansky A.A. Comparison of different core decompression techniques for treatment of early stages of osteonecrosis of the femoral head. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2016;22(3):7-21. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2016-22-3-7-21.
  23. Shiravani Brojeni S., Hesarikia H., Rahimnia A., Emami Meybodi M.K., Rahimnia A. Treatment of femoral head osteonecrosis (Stages 2B, 3 Ficat) through open direct core decompression by allograft impaction and light bulb technique. Arch Bone Jt Surg. 2020;8(5):613-619. doi: 10.22038/abjs.2020.49380.2452.
  24. Межов А.Н., Казаков В.Ф., Колбахова С.Н. Современные органосохраняющие методы лечения асептического некроза головки бедренной кости. Вестник новых медицинских технологий. 2020;27(4):69-74. doi: 10.24411/1609-2163-2020-16724. Mezhov A.N., Kazakov V.F., Kolbahova S.N. Modern organ-preserving methods in treatment of aseptic necrosis of the femoral head. Journal of New Medical Technologies. 2020;27(4):69-74. (In Russian). doi: 10.24411/1609-2163-2020-16724.
  25. Bergh C., Fenstad A.M., Furnes O., Garellick G., Havelin L.I., Overgaard S. et al. Increased risk of revision in patients with non-traumatic femoral head necrosis. Acta Orthop. 2014;85(1):11-17. doi: 10.3109/17453674.2013.874927.
  26. Торгашин А.Н., Родионова С.С., Шумский А.А., Макаров М.А., Торгашина А.В., Ахтямов И.Ф. и др. Лечение асептического некроза головки бедренной кости. Клинические рекомендации. Научно-практическая ревматология. 2020;58(6):637-645. doi: 10.47360/1995-4484-2020-637-645. Torgashin A.N., Rodionova S.S., Shumsky A.A., Makarov M.A., Torgashina A.V., Akhtyamov I.F. et al. Treatment of aseptic necrosis of the femoral head. Clinical guidelines. Rheumatology Science and Practice. 2020;58(6):637-645. (In Russian). doi: 10.47360/1995-4484-2020-637-645.
  27. Панин М.А., Загородний Н.В., Абакиров М.Д., Бойко А.В., Ананьин Д.А. Декомпрессия очага некроза головки бедренной кости. Обзор литературы. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2021;28(1):65-76. doi: 10.17816/vto59746. Panin M.A., Zagorodniy N.V., Abakirov M.D., Boyko A.V., Ananyin D.A. Core decompression of the femoral head. Literature review. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2021;28(1):65-76. (In Russian). doi: 10.17816/vto59746.
  28. Матвеев Р.П., Брагина С.В. Аваскулярный некроз головки бедренной кости (обзор литературы). Экология человека. 2018;25(3):58-64. doi: 10.33396/1728-0869-2018-3-58-64. Matveev R.P., Bragina S.V. Avascular necrosis of the femoral head (literature review). Human Ecology. 2018;25(3):58-64. (In Russian). doi: 10.33396/1728-0869-2018-3-58-64.
  29. Atilla B., Bakırcıoğlu S., Shope A.J., Parvızi J. Joint-preserving procedures for osteonecrosis of the femoral head. EFORT Open Rev. 2020;4(12):647-658. doi: 10.1302/2058-5241.4.180073.
  30. Yin H., Yuan Z., Wang D. Multiple drilling combined with simvastatin versus multiple drilling alone for the treatment of avascular osteonecrosis of the femoral head: 3-year follow-up study. BMC Musculoskelet Disord. 2016;17(1):344. doi: 10.1186/s12891-016-1199-0.
  31. Pierce T.P., Jauregui J.J., Elmallah R.K., Lavernia C.J., Mont M.A., Nace J.A current review of core decompression in the treatment of osteonecrosis of the femoral head. Curr Rev Musculoskelet Med. 2015;8(3): 228-232. doi: 10.1007/s12178-015-9280-0.
  32. Papanagiotou M., Malizos K.N., Vlychou M., Dailiana Z.H. Autologous (non-vascularised) fibular grafting with recombinant bone morphogenetic protein-7 for the treatment of femoral head osteonecrosis: preliminary report. Bone Joint J. 2014; 96-B(1):31-35. doi: 10.1302/0301-620X.96B1.32773.
  33. Moya-Angeler J., Gianakos A.L., Villa J.C., Ni A., Lane J.M. Current concepts on osteonecrosis of the femoral head. World J Orthop. 2015;6(8):590-601. doi: 10.5312/wjo.v6.i8.590.
  34. Calori G.M., Mazza E., Colombo A., Mazzola S., Colombo M. Core decompression and biotechnologies in the treatment of avascular necrosis of the femoral head. EFORT Open Rev. 2017;2(2):41-50. doi: 10.1302/2058-5241.2.150006.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Stage of the surgery — introduction and fixation of the bone autograft in the area of the postresection defect of the femoral head using bioabsorbable pins: а — view of the bone autograft before insertion into the defect area; b — view of the pin fixed in the surgical wound after its insertion (indicated by arrow)

Download (66KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Stage of the surgery — formation of a bone canal to the osteonecrosis focus in the femoral head: a — scheme of the stage; b — intraoperative fluoroscopy control of intraosseous canal being formed

Download (69KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Stage of the surgery — formation of the bone autograft: a — scheme of the stage; b — intraoperative view of the bone tissue obtained as a result of the canal formation

Download (40KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Cutter for intralesional bone tissue resection with opened cutting blades (indicated by arrows)

Download (23KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Stage of the surgery — intralesional resection of the femoral head using the developed cutter: a — scheme of the stage; b — intraoperative fluoroscopy control image of the intralesional resection of the femoral head

Download (61KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Stage of the surgery — autogenous bone grafting of the postresection defect of the femoral head: a — scheme of the stage; b — intraoperative view of the impacted bone autograft in the canal (indicated by arrow)

Download (82KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. View of the muscle graft from the gluteus medius muscle in the surgical wound

Download (74KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Stage of the surgery — myoplasty of the distal region of the bone canal: a — scheme of the stage; b — view of the muscle autograft after its fixation at the bone canal entry zone

Download (138KB)
Indexing metadata
10. Fig. 11. CT scans of the hip joints 12 months after the closed combined autografting of the left femoral head: contours of the bone canal and completed remodeling of the femoral head autograft (indicated by arrows) with preservation of its anatomical shape are observed

Download (70KB)
Indexing metadata
11. Fig. 12. MRI of the right hip joint 12 months after the core decompression using the light bulb technique: a pronounced trabecular edema is observed in the area of grafting, spreading to the metaphyseal region (indicated by arrows)

Download (47KB)
Indexing metadata
12. Fig. 13. MRI of the left hip joint 12 months after the closed combined autografting of the femoral head: no pathologic changes in the femoral head, moderate trabecular edema in the area of the muscle autograft (indicated by arrows)

Download (96KB)
Indexing metadata
13. Fig. 9. Dynamics of the WOMAC scale values in patients of study groups

Download (21KB)
Indexing metadata
14. Fig. 10. Dynamics of the HHS questionnaire scores in patients of comparison groups

Download (21KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».