First metatarsophalangeal joint chondroplasty using the autologous matrix-induced chondrogenesis in treatment of patients with hallux rigidus. Analysis of immediate and medium-term results

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. To date, there is no single approach to the surgical treatment of hallux rigidus. In turn, it is known that in the presence of bone-cartilaginous defects in knee, hip and ankle joints, the autologous matrix-induced chondrogenesis is quite successfully used. In this regard, we have proposed to use this technique in patients with hallux rigidus.

The aim of the study was to evaluate the clinical efficacy of the 1st MTP joint chondroplasty using the induced chondrogenesis technique in patients with HR, to analyze the immediate and medium-term results of the operations in terms of pain and function.

Materials and methods. The 1st MTP joint chondroplasty has been performed in 21 patients with hallux rigidus. Before the surgery the range of motion (ROM) in 1st MTP joint was measured; the foot condition was evaluated using such scales as VAS of pain, AOFAS, VAS FA. The 1st MTP joint chondroplasty was performed using the technique of the induced chondrogenesis with collagen matrix. The results of surgical treatment were evaluated within 3, 6 and 12 months after surgery.

Results: 3 months after the operation, a significant decrease in pain, an increase in ROM in 1st MTP joint and an improvement in the foot function were observed. Subsequently, a moderate positive dynamic was observed.

Conclusion: the results of the operations showed that the 1st MTP joint chondroplasty can be an effective method of surgical treatment, which allows to relieve pain and significantly improve the quality of life of patients with hallux rigidus, both young and elderly. Also, this technique can be used in the treatment of patients with rheumatic diseases of the low activity or remission.

About the authors

Maxim R. Nurmukhametov

V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology

Author for correspondence.
Email: nurmi91@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6847-6396

orthopedic surgeon

Russian Federation, Moscow

Maxim A. Makarov

V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology

Email: ortopedniir@mail.ru

PhD, Head of the rheumosurgery laboratory

Russian Federation, Moscow

Evgeny I. Bialik

V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology

Email: sklifbialik@yandex.ru

PhD, Professor, leading researcher of the rheumosurgery laboratory

Russian Federation, Moscow

Sergey A. Makarov

V.A. Nasonova Research Institute of Rheumatology

Email: smakarov59@rambler.ru

PhD, Head of the orthopedic surgery department

Russian Federation, Moscow

Yaroslav B. Khrennikov

Federal Scientific and Clinical Center of Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia

Email: yaroslav79@yandex.ru

PhD, orthopedic surgeon

Russian Federation, Moscow

References

  1. Бережной С.Ю. Артроз первого плюснефалангового сустава: чрескожное оперативное лечение, выбор хирургической методики, клинико-рентгенологическая классификация. Травматология и ортопедия России. 2017;23(1):8-22. [Berezhnoy SYu. First metatarsophalangeal joint osteoarthritis: percutaneous surgery, choice of a surgical procedure, clinical and radiographic classification. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2017;23(1):8-22. (In Russ.).] https://doi.org/10.21823/2311-2905-2017-23-1-8-22.
  2. McNeil DS, Baumhauer JF, Glazebrook MA. Evidence-based analysis of the efficacy for operative treatment of hallux rigidus. Foot Ankle Int. 2013;34:15. https://doi.org/10.1177/1071100712460220.
  3. Kirkup JR, Vidigal E, Jacoby RK. The hallux and rheumatoid arthritis. Acta Orthopaedica Scandinavica. 1977;48(5):527-544. https://doi.org/10.3109/17453677708989743.
  4. Sorbie C, Saunders GA. Hemiarthroplasty in the treatment of hallux rigidus. Foot Ankle Int. 2008;29:273-81. https://doi.org/10.3113/FAI.2008.0273.
  5. Mackey RB, Thomson AB, Kwon O, et al. The modified oblique Keller capsular interpositional arthroplasty for hallux rigidus. J Bone Joint Surg Am. 2010;92:1938-2046. https://doi.org/10.2106/JBJS.I.00412.
  6. Erdil M, Elmadag NM, Polat G, et al. Comparison of arthrodesis, resurfacing hemiarthroplasty, and total joint replacement in the treatment of advanced hallux rigidus. J Foot Ankle Surg. 2013;52:588-593. https://doi.org/10.1053/j.jfas.2013.03.014.
  7. Calvo A, Viladot R, Gine J, Alvarez F. The importance of the length of the first metatarsal and the proximal phalanx of hallux in the etiopathogeny of the hallux rigidus. Foot Ankle Surg. 2009;15(2):69-74. https://doi.org/10.1016/j.fas.2008.08.001.
  8. Keiserman L, Sammarco J, Sammarco GJ. Surgical treatment of the hallux rigidus. Foot Ankle Clin N Am. 2005;10:75-96. https://doi.org/10.1016/j.fcl.2004.09.005.
  9. Waizy H, Czardybon MA, Stukenborg-Colsman C. Midand long-term results of the joint preserving therapy of hallux rigidus. Arch Orthop Trauma Surg. 2010;130:165-170. https://doi.org/10.1007/s00402-009-0857-1.
  10. Canseco K, Long J, Marks R, et al. Quantitative motion analysis in patients with hallux rigidus before and after cheilectomy. J Orthop Res. 2009;27(1):128-134. https://doi.org/10.1002/jor.20711.
  11. Seibert NR, Kadakia AR. Surgical management of hallux rigidus: cheilectomy and osteotomy (phalanx and metatarsal). Foot Ankle Clin. 2009;14(1):9-22. https://doi.org/10.1016/j.fcl.2008.11.002.
  12. Derner R, Goss K, Postowski HN, Parsley N. A plantar-flexor-shortening osteotomy for hallux rigidus: a retrospective analysis. J Foot Ankle Surg. 2005;44(5):377-389. https://doi.org/10.1053/j.jfas.2005.07.010.
  13. Freeman BL, Hardy MA. Multiplanar phalangeal and metatarsal osteotomies for hallux rigidus. Clin Podiatr Med Surg. 2011;28(2):329-344. https://doi.org/10.1016/j.cpm.2011.03.002.
  14. Malerba F, Milani R, Sartorelli E, Haddo O. Distal oblique first metatarsal osteotomy in grade 3 hallux rigidus: a longterm followup. Foot Ankle Int. 2008;29(7):677-682. https://doi.org/10.3113/FAI.2008.0677.
  15. Бобров Д.С., Слиняков Л.Ю., Сухарева А.Г. Хирургическое лечение перегрузочной метатарзалгии. Московский хирургический журнал. 2014;3(37);16-18. [Bоbrоv DS, Slinyakоv LYu, Sukhаrеvа AG, et al. Surgical treatment of overload metatarsalgia. Moscow Sugrical Journal. 2014;3(37);16-18. (In Russ.).]
  16. Yee G, Lau J. Current concepts review: hallux rigidus. Foot Ankle Int. 2008;29(6):637-46. https://doi.org/10.3113/FAI.2008.0637.
  17. Lau JT, Daniels TR. Outcomes following cheilectomy and interpositional arthroplasty in hallux rigidus. Foot Ankle Int. 2001;22(6):462-470. https://doi.org/10.1177/107110070102200602.
  18. Goucher NR, Coughlin MJ. Hallux metatarsophalangeal joint arthrodesis using dome shaped reamers and dorsal plate fixation: a prospective study. Foot Ankle Int. 2006;27(11):869-876. https://doi.org/10.1177/107110070602701101.
  19. Ettl V, Radke S, Gaertner M, Walther M. Arthrodesis in the treatment of hallux rigidus. Int Orthop. 2003;27(6):382-385. https://doi.org/10.1007/s00264-003-0492-3.
  20. Brodsky JW, Baum BS, Pollo FE, Mehta H. Prospective gait analysis in patients with first metatarsophalangeal joint arthrodesis for hallux rigidus. Foot Ankle Int. 2007;28(2):162-165. https://doi.org/10.3113/FAI.2007.0162.
  21. Fanous RN, Ridgers S, Sott AH. Minimally invasive arthrodesis of the first metatarsophalangeal joint for hallux rigidus. Foot Ankle Surg. 2014;20(3):170-173. https://doi.org/10.1016/j.fas.2014.03.004.
  22. Bauer T, Lortat-Jacob A, Hardy P. First metatarsophalangeal joint percutaneous arthrodesis. Orthop Traumatol Surg Res. 2010;96(5):567-573. https://doi.org/10.1016/j.otsr.2010.01.011.
  23. DeFrino PF, Brodsky JW, Pollo FE. First metatarsophalangeal arthrodesis: a clinical, pedobarographic and gait analysis study. Foot Ankle Int. 2002;23(6):496-502. https://doi.org/10.1177/107110070202300605.
  24. Konkel KF, Menger AG, Retzlaff SA. Results of metallic hemi-great toe implant for grade III and early grade IV hallux rigidus. Foot Ankle Int. 2009;30(7):653-660. https://doi.org/10.3113/FAI.2009.0653.
  25. Gupta S, Mallya N. TOEFIT-PLUS™ replacement of the first metatarsophalangeal joint of the first toe: a short-term follow-up study. Foot. 2008;18(1):20-24. https://doi.org/10.1016/j.foot.2007.07.001.
  26. Knessl J, Frank SE, Kundert HP. Ground reaction forces under the great toe after implantation of the TOEFIT-PLUS™ prosthesis. Foot Ankle Surg. 2005;11(3):131-134. https://doi.org/10.1016/j.fas.2005.03.001.
  27. Nixon NF, Taylor GJ. Early failure of the Moje implant when used to treat hallux rigidus: the need for regular surveillance. Foot. 2008;18(1):1-6. https://doi.org/10.1016/j.foot.2007.05.002.
  28. Sullivan MR. Hallux rigidus: MTP implant arthroplasty. Foot Ankle Clin. 2009;14(1):33-42. https://doi.org/10.1016/j.fcl.2008.11.009.
  29. Deheer PA. The case against first metatarsal phalangeal joint implant arthroplasty. Clin Podiatr Med Surg. 2006;23(4):709-723. https://doi.org/10.1016/j.cpm.2006.08.001.
  30. Sinha S, McNamara P, Bhatia M. Survivorship of the bio-action metatarsophalangeal joint arthroplasty for hallux rigidus: 5-year follow-up. Foot Ankle Surg. 2010;16(1):25-27. https://doi.org/10.1016/j.fas.2009.04.002.
  31. Benthien JP, Behrens P. Autologous matrix-induced chondrogenesis (AMIC): combining microfracturing and a collagen I/III matrix for articular cartilage resurfacing. Cartilage. 2010;(1):65-68.
  32. Gille J, Behrens P, de Girolamo L. Outcome of autologous matrix induced chondrogenesis (AMIC) in cartilage knee surgery: data of the AMIC Registry. Arch Orthop Trauma Surg. 2013;133(1):87-93. https://doi.org/10.1007/s00402-012-1621-5.
  33. Fontana A, de Girolamo L Sustained five-year benefit of autologous matrix-induced chondrogenesis for femoral acetabular impingement-induced chondral lesions compared with microfracture treatment. Bone Joint J. 2015;97-B(5):628-635. https://doi.org/10.1302/0301-620x.97b5.35076.
  34. Usuelli FG, D’Ambrosi R, Maccario C. All-arthroscopic AMIC® (AT-AMIC®) technique with autologous bone graft for talar osteochondral defects: clinical and radiological results. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2016;26(3):875-881. https://doi.org/10.1007/s00167-016-4318-4.
  35. Kitaoka HB, Alexander IJ, Adelaar RS. Clinical rating systems for the ankle, hindfoot, midfoot, hallux and lesser toes. Foot Ankle Int. 1994;15(7):349-353. https://doi.org/10.1177/107110079401500701.
  36. Richter M, Zech S, Geerling J. A new foot and ankle outcome score: Questionnaire based, subjective, Visual-Analogue-Scale, validated and computerized. Foot Ankle Surg. 2006;12(4):191-199. https://doi.org/10.1016/j.fas.2006.04.001.
  37. Цзяньлиюань Мо, Ригин Н.В., Бобров Д.С., Слиняков Л.Ю. Анкеты и шкалы для оценки состояния стопы и голеностопного сустава. Кафедра травматологии и ортопедии. 2016;4(20):5-11. [Tszyan’liyuan’ Mo, Rigin NV, Bobrov DS, Slinyakov LYu. Questionnaires and scales for assessing the condition of the foot and ankle. Kafedra travmatologii i ortopedii. 2016;4(20):5-11. (In Russ.).]
  38. Coughlin MJ, Shurnas PS. Hallux rigidus: grading and long-term results of operative treatment. J Bone Joint Surg Am. 2003;85(11):2072-2088. https://doi.org/10.2106/00004623-200311000-00003.
  39. Pratt JW. Remarks on zeros and ties in the wilcoxon signed rank procedures. J Am Stat Ass. 1959;54(287):655-667. https://doi.org/10.1080/01621459.1959.10501526.
  40. Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. — СПб.: Речь, 2010. — 350 c. [Sidorenko EV. Methods of mathematical processing in psychology. Saint Petersburg: Rech’; 2010. 350 p. (In Russ.).]
  41. Richter M, Zech S, Meissner AS. Matrix-associated stem cell transplantation (MAST) in chondral defects of the 1st metatarsophalangeal joint is safe and effective — 2-year-follow-up in 20 patients. Foot Ankle Surg. 2016;23(3):195-200. https://doi.org/10.1016/j.fas.2016.05.318.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Patient distribution according to the Coughlin-Shurnas classification

Download (82KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Osteophytes on the 1st metatarsal bone head and the base of the proximal phalanx of the 1st toe

Download (138KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Cheilectomy, removing of damaged cartilage

Download (149KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Microfracturing of the defect area

Download (135KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Placing and fixation of the collagen matrix

Download (262KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Range of motion in the I metatarsophalangeal joint after wound closure

Download (142KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Visual Analog scale of pain dynamics, mm

Download (64KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. American Orthopedic Foot & Ankle Society scale dynamic, score

Download (75KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Visual Analogue Scale of Foot & Ankle dynamic, score

Download (79KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Dynamics of the range of motion in 1st metatarsophalangeal joint

Download (68KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. X-ray of the foot before and the first day after the 1st and 2nd metatarsophalangeal joints chondroplasty

Download (125KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Range of motion in 1st metatarsophalangeal joint 12 months after the surgery (patient E., 70 years)

Download (110KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Foot MRI 12 months after the surgery (patient D., 40 years)

Download (91KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 Eco-Vector



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».