Эндопротезирование тазобедренного сустава

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова

Кафедра травматологии и ортопедии

Реферат на тему:

Эндопротезирование тазобедренного сустава

Выполнила:

студентка 5 курса,

лечебного факультета,

3 группы

Подхватилина А. С.

Москва 2015



Показания к операции

Ежегодно в мире выполняется более полумиллиона эндопротезирований тазобедренного сустава. Подавляющее большинство людей, которым поменяли тазобедренный сустав на искусственный, не чувствуют никакой боли, живут обычной жизнью и ничем не отличаются от окружающих.

Причин, которые могут потребовать замены тазобедренного сустава на эндопротез, достаточно много, но это вовсе не значит, что все, у кого появилась боль в тазобедренном суставе, нуждаются в эндопротезировании.

К таким болезням суставов относятся:

· Дегенеративно-дистрофические заболевания (все виды остеоартрозов и артритов)

· Болезнь Бехтерева

· Асептический некроз головки бедренной кости

· Внутрисуставные переломы

· Ложные суставы

· Дисплазия суставов

· Перелом шейки бедра

Действительно, операция позволяет избавиться от боли и вернуться к обычной жизни, но все-таки эндопротезирование тазобедренного сустава -- достаточно серьезная операция, и боль в суставе -- это далеко не всегда повод его менять.

Во-первых, не всякая боль в области бедра или паха возникает из-за проблем именно в тазобедренном суставе. Существует много болезней, проявляющихся болью в области тазобедренного сустава, но при этом непосредственно его не затрагивающих. Это трохантерит, синдром бедренно-вертлужного соударения (так называемый импинджемент-синдром), тенопатии, бурситы и др. Поэтому при появлении боли в суставе нужно вначале правильно определить ее причину.

Во-вторых, боль в тазобедренном суставе может быть преходящей, кратковременной. При правильном лечении она может пройти и больше не повториться или возникнуть вновь лишь через многие годы.

В-третьих, эндопротезирование делают не тогда, когда установлен диагноз, а тогда, когда консервативное лечение уже не помогает, а боль и тугоподвижность в суставе не дают нормально жить.

Показание к эндопротезированию: ухудшение качества жизни при заболевании, разрушающем тазобедренный сустав. Единственное исключение -- это переломы шейки бедренной кости у пожилых, когда операция направлена не на лечение боли, а на спасение жизни пациента.

С другой стороны, не нужно бояться эндопротезирования и терпеть до последнего. Распространено ошибочное мнение о том, что эту операцию лучше делать как можно позже. На самом же деле эндопротезирование дает наилучшие результаты тогда, когда оно сделано вовремя. Если процесс, разрушающий сустав, заходит очень далеко, то технически эндопротезирование, конечно, все равно возможно, но сильно деформированные кости делают саму операцию намного сложнее.

Противопоказания:

Абсолютные противопоказания к операции:

- заболевания сердечно-сосудистой, бронхиально-легочной системы в стадии декомпенсации;

- наличие очага гнойной инфекции (тонзиллиты, кариозные зубы, хронические гаймориты и отиты, гнойничковые заболевания кожи);

- психические или нейромышечные расстройства;

- активная или латентная инфекция в области сустава давностью менее 3-х месяцев;

- незрелость скелета;

- невозможность передвижения;

- полиаллергия;

- отсутствие костномозгового канала бедренной кости.

- острые заболевания сосудов нижних конечностей (тромбофлебит, тромбоэмболия).

Относительные противопоказания:

- онкологические заболевания;

- хронические соматическме заболевания,

- печеночная недостаточность,

- гормональная остеопатия,

- ожирение 3 степени.

Виды операций

Операция эндопротезирования бывает полной (тотальной) или неполной (частичной). При частичном эндопротезировании производят замену только изношенных частей сустава, например, головки кости или суставной впадины. Поэтому такую операцию еще называют однополюсным эндопротезированием. В отличие от однополюсного протезирования, при тотальном протезировании производят замену всего сустава на эндопротез.

Узел трения

Узел трения -- это то, между какими материалами протеза осуществляется взаимодействие в результате движений в искусственном тазобедренном суставе: головки эндопротеза, надеваемой на конус ножки, и вкладыша суставной впадины. Головка может состоять из метала, либо керамики. Вкладыш может состоять из полиэтилена, метала либо керамики. Тип и качество материалов применяемых в узлах трения во многом определяет срок службы эндопротеза. По этому признаку эндопротезы тазобедренного сустава делятся на:

* металл-полиэтилен

* керамика-полиэтилен;

* керамика-керамика;

* металл-металл;

* оксиниум-полиэтилен;

* головки большого диаметра.

Типы фиксации

Протезы тазобедренного сустава различают по типу фиксации:

- эндопротезы цементной фиксации;

- эндопротезы безцементной фиксации.

Бесцементная фиксация (pressfit): металлическая чашка с пористым покрытием забивается на место вертлужной впадины после обработки последней сферическими фрезами. В дальнейшем подразумевается остеоинтеграция кости в компоненты протеза. В чашку устанавливается полиэтиленовая или керамическая вставка (оксид алюминия), называемая вкладышем. В бедро имплантируется ножка с конусом на шейке для крепления головки эндопротеза. Бесцементные эндопротезы более предпочтительны для молодых пациентов: они хорошо фиксируются благодаря высокой плотности костной ткани у молодых, а если истечет срок их службы, то их будет проще заменить, чем цементные эндопротезы.

Бедренный компонент (ножка) эндопротеза бывает цементной фиксации -- и тогда крепится в бедре при помощи специального полимерного материала (костного цемента), а бывает бесцементной фиксации (pressfit) и как правило имеет пористое покрытие для возможности остеоинтеграции кости в компоненты протеза. У пожилых пациентов, особенно с переломами шейки бедренной кости, чаще используют цементные эндопротезы; они крепятся с помощью особого полимерного цемента, который обеспечивает быструю и надежную фиксацию даже при сниженной прочности и плотности костей, то есть при остеопорозе, который часто встречается у таких пациентов. Однако если состояние кости у пожилого пациента хорошее, а сопутствующие заболевания не опасны, то возможна установка и бесцементного эндопротеза.

Строение эндопротезов

Современные эндопротезы тазобедренного сустава -- сложные технические изделия. Так же как и нормальный тазобедренный сустав, искусственный состоит из круглой головки и вогнутой впадины, в которой головка и вращается, позволяя осуществить нормальный объем движений. Обычно протез состоит из ножки, головки, чашки и вкладыша.

Для каждого конкретного случая подбирается соответствующий протез. Каждый из компонентов имеет свой размерный ряд.

Ножка эндопротеза тазобедренного сустава, как правило, монолитная (цельная), но бывают и модульные (сборные) ножки. Ножка состоит из тела, которое входит в канал бедренной кости, шейки и конуса, на который надевается головка (рис. 13). Угол, под которым соединяются шейка и тело, называют шеечно-диафи- зарным углом. Как правило, он составляет 135°, но бывают ножки с углом в 125° и 145°.

К основным характеристикам ножек эндопротезов тазобедренного сустава относятся:

· тип фиксации (цементная или бесцементная);

· покрытие ножки;

· форма ножки;

· шеечно-диафизарный угол и офсет.

Материал, из которого делается ножка эндопротеза тазобедренного сустава, с одной стороны, должен быть достаточно прочным, чтобы не сломаться, с другой стороны -- эластичным, то есть способным деформироваться при нагрузке (для бесцементных ножек модуль упругости должен быть максимально близким к модулю упругости самой кости), а с третьей стороны, материал должен быть инертным, то есть не отторгаться организмом и хорошо срастаться с костью (этот параметр важен для бесцементных ножек).

Цементные ножки (например, CPT фирмы Zimmer) изготавливаются из кобальт-хромового или кобальт-хром-молибденового сплава. Эти сплавы пришли на смену стали, поскольку стальные ножки показали себя слишком хрупкими: так, стальная ножка Exeter фирмы Stryker ломалась в 3% случаев (из 433 ножек, установленных с 1970 по 1975 год, сломалось 13).

Бесцементные ножки делают из сплавов на основе титана, который обладает прекрасной биосовместимостью (то есть не отторгается организмом). В 1960-1970-х годах использовался цельный литой титан, однако он оказался не очень прочным и был слабее кованых изделий из кобальт-хромового сплава. Позже ножки стали делать из кованого титан-алюминий-ванадиевого сплава, а потом -- из титан-алюминий-ниобиевого сплава.

Цементные ножки не контактируют непосредственно с костью, а крепятся в цементе. Соответственно, кость в цементную ножку не врастает. Поверхность цементной ножки гладкая, для того чтобы хорошо сцепляться с цементом и не разрушать его. В подавляющем большинстве случаев поверхность цементной ножки полированная или, реже, сатинированная (рис. 15). Полированные цементные ножки дороже, но значимой практической разницы между полированной и сатинированной поверхностью нет.

Поверхность бесцементных ножек -- очень важный вопрос: ведь именно характеристики покрытия будут во многом определять врастание кости и, следовательно, надежность и долговечность ножки эндопротеза. Поверхность бесце- ментой ножки эндопротеза тазобедренного сустава может быть покрыта специальными веществами, облегчающими врастание кости, а может быть шероховатой, с микропорами (этот эффект создают спрессованные шарики, проволока, плазменное титановое напыление, трабекулярный металл). Иногда поверхность ножки и шероховатая, и покрыта специальными веществами.

Технологический процесс создания поверхности бесцементного компонента эндопротеза очень сложен и трудоемок, и каждая из ведущих фирм-производителей эндопротезов тазобедренного сустава имеет свои запатентованные технологии, которые постоянно совершенствуются.

Среди веществ, которыми покрывают ножку для облегчения врастания кости, в подавляющем большинстве случаев используют гидроксиапатит (гидрокси- фосфат кальция). «Золотой стандарт» ножки с гидроксиапатитовым покрытием -- ножка Corail фирмы DePuy концерна Johnson & Johnson (рис. 16). Эту ножку ортопеды иногда называют «невестой» за красивый белый цвет.



Варианты поверхностей ножек эндопротезов на примере продукции фирмы Zimmer. Слева направо: ножка VerSys Beaded MidCoat с покрытием из спрессованных шариков; ножка Ver- Sys Fiber Metal MidCoat с покрытием из спрессованных волокон металла; ножка Alloclassic с шероховатой поверхностью, полученной после пескоструйной обработки; ножка Trabecular Metal Primary Hip Stem с поверхностью из трабекулярного металла; короткая ножка Fitmore с плазменным напылением титанового сплава.

Вы можете заметить, что одни ножки на рис имеют «воротничок» (выступ в основании шейки), а другие нет. Этот воротничок делают для того, чтобы добавить ножке еще одну точку фиксации при опоре на кость, но технически в ходе операции воротничок чаще оказывается бесполезным, поэтому в последние годы большинство ножек выпускаются без него.



эндопротез тазобедренный сустав операция

Все описанные варианты покрытия ножки эндопротеза тазобедренного сустава касаются микроструктуры, но часто производители дополняют ножку специальными выступами, ребрами, арками и прочими геометрическими «украшениями», которые служат не для того, чтобы облегчать врастание кости, а для более прочной первичной фиксации ножки в канале бедренной кости

Варианты формы ножки. Слева направо: ножка CLS Spotorno фирмы Zimmer с тремя продольными ребрами; ножка Alloclassic фирмы Zimmer с отверстиями; ножка Excia фирмы Aesculap с дугообразным ребром с пористым покрытием, ножка Excia фирмы Aesculap с дугообразным ребром с плазменным напылением.

Форма ножки. Итак, мы уже незаметно начали разговор о форме ножки. Каковы требования к ней? Казалось бы, все просто: форма ножки должна максимально соответствовать форме канала бедренной кости, и тогда все будет хорошо. Но дело обстоит сложнее: поскольку все люди разные, одинаковых каналов бедренной кости не существует -- можно лишь выделить основные их варианты (рис. 19). Как несложно догадаться, уже по одной этой причине не может быть единственной ножки, которая была бы самой лучшей для всех пациентов.

Существуют три основные формы ножки эндопротезов тазобедренного сустава (рис. 20): расширяющаяся вверх (например, ножка Alloclassic фирмы Zimmer), прямая (с прямым наружным краем, например ножка VerSys или Spotorno фирмы Zimmer) и изогнутая (например, ножка Fitmore фирмы Zimmer или ножка Corail фирмы DePuy). Каждая из этих форм соответствует определенным вариантам формы канала бедренной кости, имеет свои плюсы и минусы, свои тонкости установки, и обсуждать эти особенности интересно, пожалуй, только профессионалам.

Три классические формы ножки эндопротеза тазобедренного сустава (слева направо): изогнутая, прямая и расширяющаяся.

Есть еще один важный параметр формы ножки: это поперечное сечение. В поперечном сечении ножка бывает круглой или четырехугольной. В последнее время наблюдается тенденция к сглаживанию углов четырехугольных ножек. Казалось бы, оптимальной будет ножка круглого сечения, ведь сам канал кости круглый. Однако не все так просто. Во-первых, канал бедренной кости изогнут. Во-вторых, из-за неодинаковой эластичности кости в верхней и в нижней ее части основная нагрузка при использовании ножки круглого сечения будет приходиться на нижнюю часть кости, а верхняя часть кости из-за недостаточной нагрузки будет постепенно рассасываться (врачи называют такой эффект стресс-шилдингом). Идеальная ножка эндопротеза тазобедренного сустава должна обеспечивать равномерный переход нагрузки на кость не только по окружности канала, но и в верхней и нижней части. Четырехугольные ножки и ножки со скругленными углами фиксируются в трех точках в изогнутом канале бедренной кости (см. левую часть рис. 25), а круглые ножки стремятся фиксироваться в нижней части кости, но при этом они равномернее распределяют нагрузку по окружности. В целом выделяют ножки проксимальной, дистальной и смешанной фиксации, и ножки, которая бы распределяла нагрузку равномерно, не существует. Каждый вариант имеет своих сторонников среди хирургов, и каждый лагерь по-своему прав.

Особый вариант формы ножки -- коническая. Примером такой ножки является ножка Wagner фирмы Zimmer

Коническая ножка Wagner фирмы Zimmer. Вид спереди, а также спереди и сверху. Коническая форма позволяет вращать ножку в канале и устанавливать ее под нужным углом. Это бывает необходимо при значительных деформациях канала бедренной кости, которые часто встречаются после предшествовавших операций (по поводу врожденных вывихов, дисплазий, переломов вертельной области).

Шеечно-диафизарный угол и офсет. Один из параметров ножки эндопротеза тазобедренного сустава -- это шеечно-диафизарный угол: он образован соединением шейки и тела ножки эндопротеза и обычно равен 135°, хотя выпускаются и ножки с углом 125° или 145° (рис. 22). Другой важный параметр эндопротеза тазобедренного сустава -- офсет; это горизонтальное расстояние между вершиной конуса ножки и продольной осью тела ножки (рис. 23). Величина офсета зависит от длины шейки эндопротеза.

Поверхностное эндопротезирование

Существует особый вариант эндопротезирования тазобедренного сустава, который называется поверхностным эндопротезированием, или рисерфейсингом. При этом варианте шейку бедренной кости сохраняют, а обрабатывают только головку бедренной кости. Затем в шейку бедренной кости вставляется штифт, к которому монолитно прикреплена металлическая полусфера Именно эта полусфера и вращается в чашке вертлужного компонента эндопротеза.



Однако поверхностный эндопротез подходит не всем. Его нельзя использовать, если имеются значительная деформация шейки или тела бедренной кости, кисты в шейке бедренной кости или остеопороз. В исследованиях наблюдался достаточно высокий процент неудач (раннее расшатывание поверхностного эндопротеза с необходимостью его замены) у женщин, при ожирении, а также в тех случаях, когда поводом к эндопротезированию был артрит (ревматоидный и т. д.) или асептический некроз головки бедренной кости. Таким пациентам лучше устанавливать традиционный тотальный эндопротез тазобедренного сустава. В остальных случаях поверхностное эндопротезирование -- вполне разумная альтернатива классическому тотальному эндопротезированию.

Согласно данным американских и западноевропейских исследований, в среднем 90% поверхностных эндопротезов тазобедренного сустава служат пациентам более 10 лет (у женщин, при ожирении или ревматоидном артрите -- меньше). Однако надо понимать, что в США и западноевропейских странах система эндопротезирования налажена очень хорошо, а у нас многие больные ходят, что называется, до последнего, пока тазобедренный сустав не разрушается настолько, что его поверхностное эндопротезирование становится уже технически невозможно.

Чашка эндопротеза

Чашка эндопротеза тазобедренного сустава (его вертлужный компонент) имеет полусферическую форму. После обработки вертлужной впадины тазовой кости специальными фрезами чашка крепится в ней цементным или бесцементным способом. Соответственно, чашки бывают цементные и бесцементные.

По своей форме чашки бывают полусферическими и низкопрофильными (рис. 31). Отличает их глубина: полусферические чашки в соответствии со своим названием имеют форму полусферы, а низкопрофильные -- несколько более мелкие. Низкопрофильные чашки дают большую амплитуду движений, но, с другой стороны, из-за меньшей высоты своих «бортиков» предрасполагают к вывихам бедра. Для того чтобы уменьшить вероятность вывиха, то есть выскакивания головки эндопротеза из чашки, по ее сторонам иногда делают увеличенные края -- козырьки, которые располагают в тех местах, где может произойти вывих

Цементные чашки

Цементные чашки делают из так называемого химически сшитого полиэтилена. Это, конечно, не тот полиэтилен, из которого делают пакеты или упаковку в супермаркете. Полиэтилен, используемый для изготовления цементных чашек, имеет очень высокую молекулярную массу, которая в 4--75 раз превышает молекулярную массу обычного полиэтилена. Более того, молекулы сшитого полиэтилена соединены между собой перекрестными связями. В этом полиэтилене отсутствуют низкомолекулярные примеси. По сути, медицинский высокомолекулярный полиэтилен (а тем более ультравысокомолекулярный полиэтилен) представляет собой абсолютно новый, отличающийся от обычного полиэтилена и очень дорогой материал. Высокомолекулярный полиэтилен стал использоваться в эндопротезировании с 1962 года благодаря титаническому труду гениального английского ортопеда сэра Джона Чарнли. В 2005--2006 годах для изготовления эндопротезов начали использовать ультравысокомолекулярный полиэтилен, поэтому их долговечность скорее всего увеличится.

Внешняя сторона цементной чашки имеет ступеньки или зубчики, которые увеличивают прочность фиксации чашки в цементе. Внутренняя сторона чашки, в которой и происходит движение головки эндопротеза, имеет правильную гладкую полусферическую форму (рис. 32). Диаметр внутренней части чашки должен точно соответствовать диаметру головки. Чаще всего используются диаметры 28 мм и 32 мм, но иногда встречаются диаметры 22 мм и 26 мм.

Цементные полиэтиленовые чашки рентгенпрозрачны, то есть невидимы на рентгенограммах. Для того чтобы на рентгенограммах можно было оценивать положение чашки, в нее на заводе вставляют один или два металлических маркера, которые хорошо видны на рентгенограммах

Цементные чашки могут быть низко- профильными или полусферическими и могут иметь козырек, препятствующий вывихам головки

Цементные чашки эндопротеза тазобедренного сустава. Слева -- низкопрофильная чашка Мюллера; в центре -- полусферическая чашка ZCA All-Poly с козырьком под углом 10°; справа -- полусферическая чашка ZCA All-Poly без козырька. Все эти чашки изготовлены фирмой Zimmer, но цементные чашки выпускаются практически всеми фирмами -- производителями эндопротезов тазобедренного сустава.



Бесцементные чашки

Бесцементные чашки, точно так же как и бесцементные ножки, устанавливаются в предварительно обработанной сферическими фрезами вертлужной впадине методом плотной посадки (пресс-фит).
Чашки изготавливают из титан-алюминий-ванадиевого или титан-алюминий-ниобиево го сплава. Наружная поверхность чашки, контактирующая с костью, имеет пористое покрытие из спрессованных шариков, проволоки или трабекулярного металла (рис. 35). В отличие от бесцементных ножек чашки не подвергаются пескоструйной обработке -- для прочной фиксации чашке нужна более «грубая» поверхность.

Варианты наружного покрытия бесцементных чашек эндопротеза тазобедренного сустава на примере чашек Pinnacle фирмы DePuy (концерн Johnson & Johnson). Слева -- чашка с покрытием Porocoat, которое представляет собой слой спрессованных маленьких шариков из чистого титана; в центре -- чашка с покрытием Gription, которое разработано на основе покрытия Porocoat и отличается от него меньшим размером пор и большим коэффициентом трения; справа -- чашка с покрытием Duofix, которое представляет собой комбинацию покрытия Porocoat с плазменным напылением гидроксиапатита, стимулирующего врастание кости.

Бесцементные чашки могут иметь разное количество отверстий. Некоторые вообще лишены отверстий, у большинства моделей три отверстия, а иногда отверстий столько, что чашки похожи на дуршлаг. Зачем нужны эти отверстия? Чем больше площадь пористого покрытия чашки, тем больше площадь контакта с костью, а значит, когда впоследствии кость врастет в покрытие чашки, то фиксация будет более прочной. Поэтому, казалось бы, предпочтительны чашки без отверстий, так как у них площадь пористого покрытия максимальна. Но, с другой стороны, если чашка лишена отверстий, то хирург, устанавливающий ее методом плотной посадки (пресс-фит), должен действовать почти наугад: ведь он не видит, погрузил ли он чашку до конца или между костью и чашкой еще остался промежуток. Опытные хирурги при забивании чашки молотком ориентируются на звук -- при достижении чашкой самого дна впадины звук ударов меняется. Однако такое изменение звука не всегда различимо, что может быть обусловлено состоянием кости (выраженность склероза, наличие кист и т. д.). В таком случае хирургу бывает необходимо заглянуть в отверстие чашки, через которое можно четко увидеть, «села» ли чашка на дно или нужно продолжать ее вколачивать.

Кроме того, иногда склероз вертлужной впадины бывает столь сильно выражен, что, несмотря даже на самое современное покрытие с высоким коэффициентом трения, фиксация чашки может показаться хирургу недостаточной, и тогда через отверстия в чашке можно ввести один или два дополнительных винта, которые усилят фиксацию. Именно поэтому больше всего распространены чашки с тремя отверстиями. Эти отверстия направлены вверх и чуть назад -- в этом месте кость под вертлужной впадиной наиболее массивна, и там нет важных кровеносных сосудов, что делает введение винтов безопасным.

При дефектах или переломах вертлужной впадины может потребоваться чашка с отверстиями по всем сторонам.

Некоторые чашки имеют специальные зубчики, которые при забивании чашки усиливают стабильность и снижают риск проворачивания чашки при последующей нагрузке.



Слева направо: Чашка с тремя отверстиями, чашка с зубчиками, чашка без отверстий, чашка Multihole с отверстиями по всей поверхности.

Некоторые чашки в принципе не могут иметь отверстий, например чашка M2a-Magnum фирмы Biomet. Дело в том, что после установки классической бесцементной чашки в нее вставляется специальный вкладыш, внутри которого и будет происходить вращение головки эндопротеза тазобедренного сустава (полиэтиленовые бесцементные чашки не имеют вкладыша -- головка вращается в самой чашке). Вкладыш, внутри которого есть гладкая поверхность для вращения чашки, изготавливают из высокомолекулярного полиэтилена, металла или керамики -- именно этот материал будет определять пару трения, и позже мы поговорим об этом подробнее. Вкладыш имеет определенную толщину, которая влияет на диаметр головки: чем больше толщина вкладыша, тем меньше возможный диаметр головки. В этом недостаток вкладыша: большой диаметр головки дает большую стабильность и большую амплитуду движений. Поэтому некоторые чашки не имеют вкладыша, а головка вращается непосредственно по внутренней полированной поверхности чашки. К такому типу как раз и относится чашка M2a-Magnum фирмы Biomet (рис. 37). Благодаря «безвкладышной» технологии можно применять головки диаметром 44--66 мм (тогда как обычные головки эндопротезов имеют диаметр 28 или 32 мм, редко -- 36 мм). Эта технология используется и некоторыми другими фирмами.



Рисунок 37. Чашка M2a-Magnum фирмы Biomet с внутренней полированной частью.

Такой чашке не нужен вкладыш, и благодаря малой толщине возможно применение головки большого диаметра.

В тех случаях, когда вертлужная впадина нестандартна или когда у нее отсутствуют края, крыша или дно, могут потребоваться модульные чашки, повторяющие индивидуальную форму вертлужной впадины. В таких случаях стандартная чашка дополняется боковыми накладками из пористого тантала (трабекулярного металла). Эти накладки, которые еще называют аугментами (то есть укрепителями), располагают по бокам от чашки в тех местах, где отсутствует кость фирмы Zimmer разных форм и размеров.

Головка

Мы подошли к еще одному важному элементу эндопротеза тазобедренного сустава -- паре трения. Внутрь чашки устанавливается вкладыш, а на конус ножки -- головка. Головка вращается внутри вкладыша, и материал, из которого изготовлены головка и вкладыш, определяют пару трения.

Напомним, что некоторые чашки не имеют вкладыша -- например, цементные чашки из высокомолекулярного полиэтилена или бесцементные чашки для головок с большим диаметром, о которых мы писали выше.



Как головка эндопротеза крепится на ножке

Итак, на ножку эндопротеза тазобедренного сустава насаживается головка. Фиксация головки осуществляется за счет того, что на ножке эндопротеза тазобедренного сустава есть конус, который вставляется в точно такой же по размерам конус внутри головки. Как правило, самый распространенный размер конуса -- 12/14 мм, то есть диаметр 14 мм в основании и 12 мм на верхушке усеченного конуса.

Головки различаются между собой глубиной посадки на ножку, благодаря чему хирург во время операции регулирует расстояние между телом ножки и чашкой. Чем больше глубина ее посадки), тем меньше ее толщина и, следовательно, запас прочности.

Головки с разной глубиной посадки конуса ножки эндопротеза. Слева --«короткие» головки; справа -- «длинные» головки. Глубину посадки головки часто подбирают непосредственно в ходе операции таким образом, чтобы эндопротез был стабилен и в нем не было «болтанки».



Слева -- «короткая» головка; справа -- «нормальная». Естественно, у короткой головки запас толщины меньше.

С другой стороны, «длинные» головки имеют «юбку», предназначенную для того, чтобы увеличить площадь контакта с конусом ножки (рис. 44). Эта юбка может ударяться о края вкладыша и чашки в крайних положениях эндопротеза.

«Длинная» головка с юбкой

Поверхность головок полируется, чтобы максимально уменьшить трение при движении.

Обычно головки имеют правильную сферическую форму, но бывают и исключения. Например, головка aSPHERE M-Spec фирмы DePuy имеет форму искривленной сферы, что, по данным производителя, позволяет уменьшить износ на 80%. Однако эта новая революционная технология пока еще не получила широкого признания.

Из чего делают головки

Материал, из которого изготавливается головка, должен соответствовать, во-первых, материалу, из которого сделана ножка, а во-вторых, материалу, из которого изготовлен вкладыш. Головки могут быть металлическими и керамическими.

Металлические головки. Раньше головки делали из нержавеющей стали, но они были недостаточно прочными и сильно изнашивались (рис. 45). Помните, мы уже обсуждали, что и ножки раньше делали из нержавеющей стали? Сейчас головок из обычной нержавеющей стали уже не делают. Иногда в рекламных буклетах можно встретить головки из нержавеющей стали -- например, «головка из нержавеющей стали» выпускается фирмой Zimmer. Но на самом деле это не нержавеющая сталь, а сплав Протасул, который состоит из железа, хрома, никеля, марганца, молибдена и ниобия.

Также производятся кобальт-хромовые и кобальт-хром-молибденовые головки и головки из сплавов титана. Как мы помним, многие ножки эндопротезов тазобедренного сустава делаются из сплавов титана. Головки из кобальт хромовых сплавов в месте контакта с конусом титанового эндопротеза подвергаются коррозии, а титановые головки (которые при контакте с титановой ножкой коррозии не подвергаются), к сожалению, очень сильно изнашивают вкладыш, так как титановые сплавы практически невозможно отполировать. Поэтому производители пошли по пути совершенствования кобальт-хромовых сплавов, сведя к минимуму коррозию в месте контакта с титановым конусом ножки, и титановые головки сейчас практически не используются.

Неизбежным недостатком металлических головок является то, что при трении они постепенно изнашиваются, а продукты трения в виде ионов металлов проникают в окружающие ткани (мышцы, связки, кость) и с током крови попадают в другие органы (почки, печень и др.). У пациентов, которым установлены эндопротезы с металлической головкой, в крови всегда обнаруживаются ионы металлов, из которых состоит головка, но их концентрация достаточно мала и не несет никакого вреда. Однако пропитывание ионами металлов мышц, окружающих тазобедренный сустав, представляет собой определенную проблему, и мы поговорим об этом позже.

Безусловно, сплавы, использующиеся в производстве головок, постоянно совершенствуются, и ученые стараются сделать головки более долговечными, а продукты трения -- менее токсичными. Например, в последнее время все большее распространение получают головки из циркониевых сплавов, которые обладают хорошей устойчивостью к трению, не разрушают вкладыши, меньше корродируют в месте контакта с конусом ножки, а продукты их износа малотоксичны (рис. 46). Однако не стоит думать, что с использованием циркониевых сплавов кобальт-хромовые головки должны уйти в историю. Например, фирма Zimmer постоянно совершенствует свои кобальт-хромовые сплавы (Протасул, Метасул, Трибосул), и они пользуются доверием хирургов во всем мире. Так же поступают и другие компании: например, фирма DePuy выпускает головки из современного и качественного сплава Ультамет.

Чаще всего, как мы уже отмечали, головки имеют диаметр 28 или 32 мм. Реже встречаются головки диаметром 22, 22,2 и 26 мм. Головки большего диаметра (36, 38, 44 мм и др.) дают большую амплитуду движений и увеличивают стабильность сустава, но такой диаметр приводит к уменьшению толщины вкладыша и, следовательно, запаса его долговечности. В связи с этим применение головок с большим диаметром многократно повышает требования к качеству материалов, из которых они изготовлены. Например, головки стандартных диаметров делают из одних сплавов, а большие головки -- из других. Кроме того, головки большого диаметра менее равномерно распределяют нагрузку, но эти особенности слишком сложны -- и интересны, пожалуй, только профессионалам.

Керамические головки. Керамические головки, в отличие от металлических, гораздо меньше истираются при движении, а их продукты трения нетоксичны. Однако, к сожалению, этот материал достаточно дорог. Более того, производство керамических головок и вклады - шей очень сложно, и поэтому практически все производители эндопротезов не выпускают керамические головки и вкладыши самостоятельно, а закупают их у фирмы CeramTec, медицинское подразделение которой выпускает керамические компоненты эндопротезов с 1974 года. Керамические головки изготавливаются на основе оксида алюминия или циркония или на основе смеси оксидов этих металлов. Этот материал тоже постоянно совершенствуется, и с 1974 года фирма CeramTec уже поменяла три поколения керамических компонентов, а сейчас она выпускает компоненты из керамики четвертого поколения Biolox delta

Пожалуй, у керамических головок только два недостатка. Во-первых, керамика -- потенциально хрупкий материал и может расколоться при установке компонентов эндопротеза или при падении, прыжке и т. д. Однако на практике такое случается крайне редко: риск перелома головки составляет около 1%, причем это данные по керамике третьего поколения, а керамика четвертого поколения Biolox delta более прочная и случаи раскалывания таких головок описываются совсем редко, -- и это при том, что во всем мире к началу 2012 года было установлено уже более 600 тысяч эндопротезов тазобедренного сустава, содержащих компоненты из керамики Biolox delta!

Во-вторых, керамические головки могут скрипеть при движении, особенно если они используются вместе с керамическим вкладышем. Иногда этот скрип даже слышен окружающим, но, к счастью, в большинстве случаев керамика бесшумна.

Керамические компоненты других производителей, на наш взгляд, не заслуживают доверия, но, возможно, в будущем ситуация изменится.

Керамические головки, точно так же как и металлические головки, могут быть разного диаметра: 28, 32, 36, 40 мм и др. (рис. 48). Как и у металлической головки, у керамической головки есть внутри полый конус, которым головка насаживается на конус ножки эндопротеза, -- и разная величина этого конуса позволяет регулировать глубину посадки головки. Внутренняя часть конуса головки может иметь металлическую вставку (рис. 49).



Вкладыш

Вкладыш, внутри которого происходит вращение головки эндопротеза, вставляется в чашку. Вкладыши бывают полиэтиленовые, металлические и керамические. Напомним, что цементные чашки, изготовленные из полиэтилена, не имеют вкладыша. Вкладыш вставляется в чашку на операции и блокируется в ней. Как мы уже упоминали, керамические компоненты могут раскалываться, поэтому некоторые производители выпускают моноблочные чашки, в которых керамический вкладыш вставляется в чашку на заводе, и хирург не боится расколоть его при установке в ходе операции.

Полиэтиленовые вкладыши, точно так же как и полиэтиленовые цементные чашки, сделаны из высокомолекулярного химически сшитого полиэтилена. Когда мы говорили о цементных чашках, то упоминали, что они могут иметь козырек, препятствующий вывихам головки эндопротеза тазобедренного сустава. Точно так же и полиэтиленовые вкладыши для бесцементных чашек могут иметь козырьки, которые устанавливаются обычно сверху и чуть сзади (рис. 50).

Керамические и металлические вкладыши, более устойчивые к истиранию, как правило, имеют меньшую толщину. Следовательно, они используются с головками большого диаметра (32, 36, 38 мм), которые более стабильны, и поэтому такие вкладыши не имеют козырька.

Качественный эндопротез тазобедренного сустава -- недешевое изделие, и, естественно, производители стараются уменьшить стоимость своей продукции. Но экономия не может идти в ущерб качеству. Выход из такой непростой ситуации -- в унификации компонентов. Например, к одной и той же бесцементной чашке эндопротеза тазобедренного сустава выпускаются одновременно и полиэтиленовые, и металлические и керамические вкладыши



Внешний вид металлического, полиэтиленового и керамического вкладышей, которые подходят к одной и той же бесцементной чашке.

Изредка встречаются и комбинированные вкладыши, например металл-полиэтиленовые и керамика-полиэтиленовые. Как правило, с помощью такой «сэндвичной» структуры вкладыша производители пытаются улучшить амортизационные свойства или усилить соединение компонентов. В настоящее время это направление практически не развивается.

Пара трения

Комбинация материалов головки и вкладыша определяет пару трения. У цементных эндопротезов пара трения всегда металл--полиэтилен (металлическая головка и полиэтиленовый вкладыш), а в бесцементных эндопротезах пары трения могут быть разными

Пары трения бесцементных эндопротезов. Слева направо: металл--полиэтилен, металл--металл, керамика--полиэтилен, керамика--керамика, керамика--металл. Представлены ножки, чашки, вкладыши и головки разных фирм.

Сравнение пар трения эндопротезов тазобедренного сустава

	Преимущества	Недостатки
Керамика-керамика	Низкая стоимость Материал продолжает совершенствоваться Самый распространенный вариант пары трения Очень перспективен ультравысокомолекулярный полиэтилен Допускает широкий угол наклона чашки	Относительно небольшой диаметр головки - до 32 мм Относительно легко стирается Продукты трения умеренно токсичны
Металл-металл	Высокая износостойкость Можно использовать головки большого диаметра - 36 мм и более (как следствие - большая амплитуда движений и стабильность) Сплавы продолжают совершенствоваться	Высокая стоимость Высокая локальная токсичность продуктов трения (главный недостаток) Пара чувствительна к ориентации чашки: наклон должен быть не более 50°
Керамика-керамика	Крайне высокая износостойкость Можно использовать головки большого диаметра Продукты трения нетоксичны	Высокая стоимость Может скрипеть Может расколоться

Все пары трения, которые используются в современном эндопротезировании тазобедренного сустава, очень износостойки. Теоретически вкладыш из высокомолекулярного полиэтилена, контактирующий с металлической головкой, может служить 40--45 лет! Скорость износа высокомолекулярного полиэтилена составляет 0,2 мм в год, и если вкладыш имеет толщину 8--9 мм, то его как раз хватит на 40--45 лет. Логично, что более толстый вкладыш прослужит дольше. Однако чем толще вкладыш, тем меньше должен быть диаметр головки эндопротеза (поэтому, например, с полиэтиленовыми вкладышами используются головки диаметром 28 и 32 мм), а чем меньше диаметр головки, тем меньше амплитуда движений в суставе и тем он менее стабилен. Но и тут не все однозначно: головки разного диаметра по-разному распределяют действующие на них силы. Современные полиэтиленовые вкладыши и головки диаметром 28 и 32 мм при правильной установке эндопротеза могут давать прекрасную амплитуду движений и стабильность. Поэтому не нужно слепо стремиться к головкам большого диаметра (36 мм и более).

Скорость износа пары трения керамика-полиэтилен составляет 0,1 мм в год, поэтому вкладыша толщиной 8-9 мм хватит уже на 80-90 лет!

Скорость износа пар трения металлметалл, керамика--керамика или керамика-металл еще меньше, и теоретически такие протезы еще более долговечны.

Казалось бы, по этому параметру любого эндопротеза хватит на всю оставшуюся жизнь - ведь большинству людей, которым выполняется эндопротезирование тазобедренного сустава, больше сорока лет. Но не все так просто. Ключевую роль в долговечности эндопротеза чаще играет не износ вкладыша или головки (хотя операции по замене головки и вкладыша из-за износа тоже выполняются), а стабильность ножки или чашки. Дело в том, что продукты трения не исчезают в никуда: они могут раздражать кость и мышцы, всасываться в кровь и оказывать местное
(только рядом с эндопротезом) или системное (по всему организму) токсическое действие.

Продукты трения высокомолекулярного полиэтилена не всасываются в кровь, а раздражают кость, что может привести к расшатыванию ножки или чашки эндопротеза. Для того чтобы уменьшить токсическое действие этих веществ на кость, в последнее время полиэтилен стали «пропитывать» витамином E, обладающим свойствами антиоксиданта. Мы надеемся, что эта технология окажется эффективной. Скапливаясь в окружающих мышцах, продукты трения полиэтиленового вкладыша могут вызывать образование болезненных псевдоопухолей, но, к счастью, при использовании современного высокомолекулярного полиэтилена это осложнение практически не встречается.

Продукты трения металла меньше раздражают кость, но они активно накапливаются в окружающих мышцах и всасываются в кровь. Псевдоопухоли окружающих мышц при использовании пары трения металл-металл встречаются намного чаще, чем у пары трения металл--полиэтилен. Точная частота развития этого осложнения неизвестна, но, по всей видимости, ее можно оценить в 1--2%. Распространение ионов металлов с током крови по внутренним органам обнаруживается только лабораторными анализами и не опасно для здоровых органов, но может усугубить их поражение при наличии сопутствующих заболеваний. Пару трения металл--металл также следует с осторожностью использовать в тех случаях, когда планируется беременность, поскольку ионы металлов могут проникать в пуповинную кровь.

Продукты трения керамики практически нетоксичны.

Отметим еще один интересный факт. Английская королева Елизавета II перенесла эндопротезирование тазобедренного сустава в 95 лет, и пара трения в ее эндопротезе -- металл--полиэтилен. Это, конечно, не означает, что металл--полиэтилен -- самая лучшая пара трения, но многим «специалистам», безосновательно критикующим такую компоновку, стоит задуматься. А пациентам не стоит думать о том, что металл--полиэтилен -- дешево и плохо.

Техника операции

Хирургическая техника схожая, но при этом меньше травматизации мягких тканей. Один разрез при маловинвазивном эндопротезировании составляет лишь 6-12 см. Он зависит от комплекции пациента и трудности проведения операции.

Разрез обычно расположен по наружной поверхности бедра. Мышцы и сухожилия обычно раздвигаются или отделяются, но в меньшей степени, чем при традиционном эндопротезировании тазобедренного сустава. Обычно их целостность восстанавливается хирургом после установки имплантатов. Это облегчает заживление и помогает предупредить смещение бедра.

При операции с двумя разрезами длина разреза составляет 4-6 см в длину, один делается в области паха для установки суставной впадины, а другой делается в области ягодицы длиной 2-4 см для имплантации стержня.

Для проведения операции с двумя разрезами хирургу может потребоваться рентгеновский контроль. Операция может длиться дольше, чем традиционное эндопротезирование тазобедренного сустава.



Преимущества

Среди преимуществ малоинвазивного эндопротещирования тазобедренного сустава отмечаются:

· Меньше болей

· Лучший косметический эффект после операции

· Меньшая травматизация мышц

· Более короткий период реабилитации

· Более короткий период пребывания в стационаре

При традиционном эндопротезировании тазобедренного сустава средний срок пребывания в клинике составляет 4-5 дней. Многим пациентам требуется интенсивная реабилитация. При малоинвазивном эндопротезировании пребывание в стационаре сокращается до 1-2 дней. Некоторые пациенты могут вернуться домой даже в операции.

Ранние исследования позволяют предположить, что малоинвазивное тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава облегчает процесс восстановления, но риск отдаленных осложнений и преимуществ малоинвазивных вмешательств пока что еще не подтвержден.



Список литературы

· Загороднии? Н.В. - Эндопротезирование тазобедренного сустава. Основы и практика.

· Середа А. П. Эндопротезирование тазобедренного сустава. Ответы на все вопросы.

Размещено на Allbest.ru

...