Протезы тазобедренного сустава какой лучше. Что учесть при покупке? Как пользоваться ванной комнатой

Эндопротезирование тазобедренного сустава давно уже стало классикой ортопедии. Эта операция проводится по многим показаниям, включающим в себя артриты, артрозы, некрозы тазобедренного сустава, а также травмы и переломы, консервативное лечение которых сопряжено с большим количеством осложнений, например, при переломе шейки бедра.

Перед процедурой замены тазобедренного сустава израильские специалисты проводят развернутую диагностику сустава, а также общего состояния организма пациента. Это позволяет подобрать наиболее подходящий тип протеза и крепления. Ведь чем лучше подходит организму пациента эндопротез, тем дольше будет срок его службы.

Типы операций

Выбор подходящей операции по замене тазобедренного сустава во многом определяется состоянием сустава, сохранностью его отдельных элементов. На сегодняшний день можно выделить следующие основные типа замены бедренного сустава:

однополюсное протезирование, то есть замена какой-то одной части сустава;
тотальное (двуполюсное) протизерование, при котором все части сустава меняются на искусственные;
артропластика, при которой заменяется только поврежденная хрящевая ткань сустава.

Способы крепления искусственного тазобедренного сустава

По типу фиксации эндопротезы тазобедренного сустава можно разделить следующим образом.

Протезы с цементной фиксацией , при которой имплантат фиксируется к костям пациента с помощью специального костного цемента. Такой тип искусственного тазобедренного сустава показан к установке при слабых костях или широкой области протезирования, поскольку он укрепляет область вокруг протеза. При замене тазобедренного сустава в Израиле в состав костного цемента также добавляется антибиотик, который, постепенно выделяясь, предотвращает микровоспаления вокруг искусственного элемента.

Протезы с бесцементной фиксацией . Структура этого имплантата шероховатая, что помогает здоровой костной ткани как бы врастать в протез, укрепляя его. Такой тип протезирования обычно показан молодым пациентам, у которых предполагается ревизионная замена импланта вследствие естественного износа через 20−25 лет службы.

Комбинированный протез с обоими типами фиксации . Этот метод применяется при тотальном протезировании сустава с неравномерно поврежденными элементами. Чаще искусственная вертлужная впадина крепится в костях таза естественным образом (вставляется), а ножка протеза фиксируется в бедренной кости с помощью цемента.

Материалы, используемые для эндопротезов тазобедренного сустава

Основные материалы, из которых изготавливаются имплантаты — это пластик, керамика и металлические сплавы. Разумеется, все эти материалы прошли тесты на биологическую совместимость и не могут вызвать отторжения или аллергических реакций. При выборе материала для эндопротеза учитывается состояние пациента и метод операции.

Пластиковые компоненты сустава обычно используются в том месте, где должно происходить скольжение элементов, то есть в поверхности вертлужной впадины. Для этого используется сверхпрочный пластик или полиэтилен, свойства которых приближаются к человеческому хрящу.

Керамические элементы тоже применяются в движущихся частях эндопротеза. Такие протезы очень прочные и ударостойкие, однако более тяжеловесные, чем те, в которых использованы пластиковые элементы.

Металлические элементы эндопротеза — это почти всегда ножка и шейка протеза, хотя титановые сплавы могут применяться и для изготовления искусственной головки сустава. Обычно в таких случаях вертлужная впадина также изготавливается из металла.

Нужно отметить, что все виды эндопротезов тазобедренного сустава , применяемые ортопедами развитых в медицинском плане стран, постоянно совершенствуются и становятся все более надежными и долговечными.

Использованы материалы сайта zamena-sustava.com

Понятие эндопротезирование обозначает замену природного сустава, разрушенного в результате несчастного случая или естественного износа всего сустава или его части, на искусственный. Новый искусственный сустав называется эндопротез, протез сустава или замещённый сустав. Искусственный сустав устанавливается на продолжительное время и частично или полностью замещает повреждённый природный сустав.
Самой распространённой причиной, по которой проводится эндопротезирование суставов является артроз, т.е. преждевременный или возрастной износ сустава. Причиной для возникновения артроза может служить чрезмерная нагрузка на сустав, напр., в связи с избыточным весом или интенсивным занятием спортом, врождённые или приобретённые посредством травмы деформации конечностей, а также причина может быть вторичной - вследствие других заболеваний (напр., артрита - воспаления суставов).

Из-за стремительно стареющего общества, представить себе операционный залы без операций по замене суставов практически не возможно. Ежегодно в Германии имплантируются около 160 тыс. эндопротезов тазобедренного сустава и около 90 тыс. эндопротезов коленного сустава.

Артроз и другие причины для искусственной замены суставов

Благодаря прогрессу медицины на сегодняшний день представляется возможным заменить практически каждый сустав в человеческом теле. Стремительно стареющее общество, и соответственно растущее число страдающих артрозом людей, вызвало колоссальный спрос на имплантацию искусственных суставов. Однако в искусственном суставе всё чаще нуждаются также более молодые люди. Использование улучшенных материалов, оптимизация операционных методов и повышенная прочность эндопротезов, обеспечивают долгосрочность искусственных суставов. Артроз хоть и является важнейшей причиной для замены суставов, но не единственной. Далее перечислены некоторые из основных причин, по которым необходима замена суставов:

Артроз

Под артрозом понимают износ сустава. В Германии этим заболеванием страдают около 5 миллионов людей. Артроз является самой частой предпосылкой для имплантации искусственного сустава . Причиной для возникновения артроза может служить чрезмерная нагрузка на сустав, напр., в связи с избыточным весом, а также врождённые или приобретённые посредством травмы деформации конечностей. Артроз называют вторичным,если он возникает вследствие другого заболевания (напр., артрита - воспаления сустава). По сути артроз может поразить любой сустав, но чаще всего встречается артроз коленного сустава - гонартроз ). Артроз тазобедренного сустава называют коксартроз (), а артроз плечевого сустава - омартроз (). Искусственная замена сустава требуется в том случае, когда нет возможности вылечить сустав посредством медикаментозного лечения или иных методов.

Неправильно положение суставов

Неправильное положение суставов (деформация) также провоцирует артрозные заболевания. Так, напр., дисплазия тазобедренного сустава - врождённая или приобретённая деформация или нарушение процесса оссификации т/б сустава - может стать причиной имплантации искусственного тазобедренного сустава, а деформация коленного сустава - причиной имплантации искусственного коленного сустава.

Некрозы

Некроз - это омертвение отдельных клеток или частей ткани в живом организме. Так, некроз головки тазобедренного сустава, представляет собой омертвение части костной ткани головки бедренной кости, вследствие нарушения кровообращения в ней, (напр., при сахарном диабете, алкоголизме или травмах).

Фрактуры (переломы) и травмы

При переломах суставов иногда требуется замена сустава на искусственный. Типичной фрактурой такого рода является перелом шейки бедра, а возникает этот перелом вблизи тазобедренного сустава и, как правило, вследствие падения на бок. Однако падения на плечо или удары по нему могут спровоцировать деформацию плечевого сустава, в связи с чем может потребоваться имплантация искусственного сустава.

Опухоли и метастазы

При возникновении костных опухолей и метастазов (дочерних опухолей), расположенных на кости вблизи сустава, может произойти сильное разрушение кости, требующее замены природного сустава на искусственный. Так, напр., при метастазах проксимального отдела бедренной кости (дочерних опухолях бедренной кости вблизи тазобедренного сустава) может потребоваться эндопротезирование тазобедренного сустава, а при опухолях проксимального отдела плечевой кости (дочерних опухолях плечевой кости вблизи плечевого сустава) может потребоваться эндопротезирование плечевого сустава.

Артрит

Артрит - это воспалительное заболевание суставов, на основе которого может развиться артроз. Если наблюдается воспаление нескольких суставов, тогда речь идёт о полиартрите. Хронический полиартрит, также называемый ревматоидный артрит, чаще всего поражает межфаланговые суставы, но также и запястные, коленные, плечевые и голеностопные суставы. При лечении особо сложных форм, не реагирующих на медикаментозное лечение, может потребоваться замена суставов.

Вывихи

Вывихи бывают полные или неполные и подразумевают под собой нарушение сочленения костей в суставах. Так, напр., вывих бедра представляет собой нарушение сочленения тазобедренного сустава. При повторяющихся вывихах суставов, которые не возможно устранить иным способом, может потребоваться имплантация искусственного сустава.

Неподвижность суставов

При определённых заболеваниях и травмах в области суставов, происходит скованность движений поражённых суставов - артродез. Из-за малой подвижности сустава, он быстрее изнашивается (артроз) и, как следствие, возникает необходимость имплантации искусственного сустава.

Эндопротезирование: используемые материалы и их свойства

К искусственному суставу выдвигается множество требований, напр., они должны быть устойчивыми к коррозии (не должны подвергаться изменениям в условиях среды человеческого организма), биологически совместимыми (быть полностью совместимым с костной тканью), устойчивым к повышенным нагрузкам и по возможности - лёгкими. Используемые сегодня материалы для эндопротезирования в большинстве случаев состоят из сплавов железа, кобальта и титана, а также из полиэтилена, керамики и костного цемента. На сегодняшний день ещё не удалось изобрести смазку для искусственных суставов и, в зависимости от используемого материала и его технологической обработки, из-за трения и движения происходит износ и ослабление элементов эндопротеза, вследствие чего возникает гранулематозная ткань и происходит перелом металлических и керамических компонентов, а также возникает коррозия. Для создания эндопротезов с более длительным сроком службы без возникновения осложнений, беспрерывно проводятся исследования в области состава применяемых материалов (напр., деформируемые сплавы или литейные сплавы), методов имплантации (цементные и бесцементные) и в области специального обработки поверхности эндопротезов.

Цементные и бесцементные эндопротезы

Существует несколько способов фиксации искусственного сустава к оставшейся кости. Лишь благодаря образованию новой костной ткани, можно обеспечить надёжное крепление протеза сустава. Для ускорения этого процесса и улучшения точности имплантации протеза, его прикрепляют к кости посредством костного цемента. Такие эндопротезы называют цементными. Эндопротезы можно также имплантировать без костного цемента и они соответственно называются бесцементными. Существует и комбинация этих двух методов, напр., одна часть искусственнго сустава крепится посредством цемента (напр., протез для вертлужной впадины), а другая его часть без цемента (напр., стержень протеза). Они называются гибридными (комбинированными) эндопротезами.

Замена тазобедренного сустава - искусственный тазобедренный сустав (эндопротезирование тазобедренного сустава)

Иногда возникает необходимость в имплантации искусственного тазобедренного сустава после серьёзных патологических изменений в нём. Частой и самой известной причиной, провоцирующей износ сустава, является артроз. Наряду с артрозом существует множество других врождённых и приобретённых заболеваний, а также последствий травм, которые приводят к преждевременному износу суставов и в связи с этим к артрозу.

Концы тазобедренного сустава здорового, не больного артрозом человека покрыты гиалиновым хрящом, который образует гладкую поверхность и обеспечивает лучшее скольжение. Во-первых артроз вызывает образование кристаллов мочевой кислоты, а во-вторых он служит причиной для дегенерации хряща. Из-за этого нарушается плавный, мягкий суставный контакт. Далее возникают изменения вертлужной впадины и головки бедренной кости, которые, при их соприкасании, приводят к уменьшению хрящевого слоя. Это приводит к появлению болей при нагрузках (напр., во время даже непродолжительной ходьбы) и далее также в состоянии покоя. Существуют нехирургические методы лечения, однако если не удаётся устранить боль и восстановить подвижность сустава, необходимо задуматься об имплантации эндопротеза тазобедренного сустава, с целью улучшения качества жизни.

При замене тазобедренного сустава различают однополюсные эндопротезы и тотальные эндопротезы (ТЭП). Однополюсное эндопротезирование тазобедренного сустава подразумевает лишь замену шейки бедра и головки бедренной кости, а вертлужная впадина остаётся природная; при тотальном эндопротезировании производится замена как шейки бедра с головкой бедренной кости, так и вертлужной впадины. При использовании цементного эндопротезирования, стержень и вертлужная впадина искусственного сустава крепятся к кости посредством костного цемента. Если используется бесцементное эндопротезирование, искусственный сустав врастает в кость без использования костного цемента.

Замена коленного сустава - искусственный коленный сустав (эндопротезирование коленного сустава)

Наряду с артрозом существуют другие причины, вызывающие чрезмерное изнашивание гиалинового хряща. К таковым относится неправильная нагрузка в связи с деформацией ног (o-образные и х-образные ноги), а также приобретённые ранее травмы или воспаления коленного сустава. При трении хрящевых поверхностей друг о друга, со временем происходит дегенерация хрящевой ткани. Таким образом кость обнажается и это вызывает боль при движении. Далее боль становится сильнее.

Разрушенные компоненты сустава можно заменить на искусственные. В зависимости от степени разрушения коленного сустава, вызванного артрозом, различают три вида эндопротезов коленного сустава: односторонняя замена поверхности (одномыщелковый протез) применяется тогда, когда артроз разрушил лишь одну половину сустава, а остальные компоненты сустава (связки, другая половина сустава, коленная чашечка) ещё выполняют свои функции. Данная операция часто проводится минимально инвазивным способом. Эндопротез с подвижной платформой (полная замена поверхности) необходима тогда, когда артроз разрушил несколько компонентов сустава (напр., хрящ и крестообразной связки); однако условием является функционирование коллатеральных связок. Связанный эндопротез необходим тогда, когда артроз разрушил весь коленный сустав, вместе с гиалиновым хрящом и связками или когда наблюдается вальгусная и варусная деформация ног (отклонение от условной линии, проведённой через первый промежуток между пальцами стопы, середину колена и тазобедренный сустав).

Осложнения после эндопротезирования

Пациенты с имплантированными искусственными суставами должны регулярно проходить клинические обследования (напр., на предмет покраснения или припухлости кожи, нарушение функции эндопротеза) и рентгенографию, с целью заблаговременного выявления осложнений или изменений в кости или в искусственном суставе. Такими изменениями могут быть остеолитический очаг, перелом, симптомы износа и ослабления элементов эндопротеза. Осложнения могут возникать во время имплантации эндопротеза (интраоперационные осложнения) и после проведения операции (постоперационные осложнения), причём они могут возникнуть как через короткий отрезок времени после операции, так и по прошествии более длительного времени.

Инфекции

Инфекция в области эндопротеза вызывают самые большие опасения в эндопротезировании. К инфекциям следует относиться очень серьёзно, т.к. в самом худшем случает они могут привести к потере эндопротеза, потому что инфекции вызывают ослабление его элементов. Если возникает ранняя инфекция, т.е. в течение первого года после эндопротезирования, то причина заключается в недостаточной стерильности операционного зала или последующее инфицирование операционной раны. Поздняя инфекция в большинстве случаев вызвана инфекционными заболеваниями. Внешние признаки инфекции в области эндопротеза заключаются в припухлости, покраснении, повышенной температуре тела, боли и в выделении секретов.

Интраоперационные осложнения

Любое хирургическое вмешательство несёт в себе риск, а имплантация искусственного сустава связана с особым риском. К таковым, напр., относятся повреждения кровеносных сосудов, повреждения нервов, фрактуры, срыв резьбы стержня и перфораций (отверстий для крепления эндопротеза), вывихи и деформации (из-за неправильного позиционирования), неправильная длинна ноги (при замене тазобедренного сустава), ослабление элементов протеза (из-за недостаточной фиксации) или нестабильность. Осторожность во время операции в большинстве случаев позволяет избежать данных осложнений.

Постоперационные осложнения

Наряду с тромбозом, эмболией, пролежнями и неудовлетворительным общим состоянием, после эндопротезирования могут возникнуть припухлости (со скоплением жидкости и ухудшенным заживлением раны), гематомы и повторное кровотечение, вывихи (порой при осуществлении первых попыток передвижения из-за ослабленных мышц), тугоподвижность (напр., после эндопротезирования коленного сустава из-за замедленного движения или после эндопротезирования бедра из-за кальциноза).

Поздние инфекции

Так называемые усталостные переломы, т.е. повреждения эндопротезов из-за усталости металла, встречаются редко. Используемые сегодня материалы для изготовления эндопротезов, а также применяемые техники их имплантации, практически полностью исключают риск усталостных переломов. Ожидать стоит скорее перелома диафиза бедренной кости при эндопротезировании тазобедренного сустава (однополюсный эндопротез бедра) или коленного сустава (однополюсный эндопротез колена) в области искусственного сустава или под эндопротезом. В зрелом возрасте виной тому является остеопороз. Довольно частая проблема - это ослабление компонентов искусственного сустава, которое может произойти уже через 10-15 лет после имплантации эндопротеза, вследствие чрезмерной нагрузки на него. Искусственный сустав утрачивает надёжное крепление с костью и это приводит к нарушению стабильности.

Хирургические методы эндопротезирования

Операция по имплантации искусственного сустава проводится под местной (спинальной) или под общей анестезией. Пациент не испытывает боли ни при одном из методов анестезии. В зависимости от того, какой сустав предстоит заменить и какой выбран метод имплантации, операция может продлиться от 45 до 120 минут. Существует возможность замены некоторых суставов минимально инвазивным методом.

Операция по эндопротезированию тазобедренного сустава

После произведения надреза на коже, хирург отводит мышц в сторону и таким образом создаёт доступ к тазобедренному суставу. Далее, после разделения шейки бедренной кости и разрушенной головки тазобедренного сустава, вертлужную впадину обрабатывают сферической фрезой. Новую, искусственную вертлужную впадину закрепляют в обработанной фрезой впадине. Для точной посадки новой, искусственной гильзы эндопротеза, требуется тщательная обработка участка костного мозга бедренной кости. При надлежащем введении головки эндопротеза в гильзу эндопротеза, оба этих компонента образуют искусственный сустав. По окончании этой процедуры, хирурги сшивают мышцы и закрывают рану.

Операция по эндопротезированию коленного сустава

Обычно доступ к коленному суставу осуществляется спереди. При смещении коленной чашечки в сторону, хирургам открывается отличный вид на весь коленный сустав. В зависимости от степени разрушения коленного сустава, вызванного артрозом, производится удаление разрушенных частей кости и хряща, а также мениска. Посредством заранее приготовленных шаблонов, кость обрабатывается таким образом, чтобы элементы искусственного сустава точно подходили к месту их имплантации. После надлежащей установки эндопротеза и проверки его подвижности, он фиксируется к кости. После этих процедур рана вновь закрывается.

Послеоперационный уход

Решающим фактором для успеха операции и долговечности искусственного сустава является послеоперационный уход и поведение пациента. Физиотерапевт помогает пациенту начать «использовать» сустав и вновь осуществлять каждодневные дела самостоятельно. Для заблаговременного выявления возможных осложнений, которые могут развиваться медленно и незаметно для самого пациента, необходимо регулярное проведение контроля у лечащего врача. В зависимости от операции и возраста пациента, визиты к врачу могут назначаться чаще или реже.

Общие принципы

Выбор материала при создании любого имплантата является важным этапом, нередко определяющим успех всего комплекса опытно-конструкторских исследований и производственных работ. При этом следует учитывать два основных принципа, которые, отражая тесную взаимосвязанность дизайна и материала, могут быть положены в основу медицинского материаловедения: 1) технические и биологические особенности конструкции зависят от соответствующих особенностей материала; 2) новые материалы позволяют реализовывать новые варианты дизайна имплантата.

Главной дизайнерской задачей при создании тотального эндопротеза является получение постоянного, длительно функционирующего имплантата, позволяющего устранить болевой синдром и улучшить функциональные возможности тазобедренного сустава путем воспроизведения искусственными сочленяющимися компонентами его нормальной пространственной геометрии, подвижности и опороспособности.
Вторичными задачами общего плана наиболее часто считают: простоту дизайна и применения, сберегательное отношение к тканям при имплантации, надежность и высокую устойчивость к разрушению и износу, долговечность функционирования, удобство в применении, минимизацию технических трудностей при замене изношенных и разрушенных имплантатов, удобство для промышленного производства, снижение стоимости.

В настоящее время все тотальные эндопротезы тазобедренного сустава принципиально включают два компонента: вертлужный (ацетабулярный) и бедренный. Основным требованием, предъявляемым к материалам для изготовления эндопротеза, является биосовместимость, определяемая как способность материала вызвать приемлемый ответ макроорганизма или не вызывать его совсем. Негативное влияние материала и продуктов его износа или деградации не должны приводить к значимым местным, системным и отдаленным эффектам, а положительное влияние может заключаться в виде ряда полезных, требуемых для решения задач эндопротезирования, проявлений, например, адгезии или врастания костной ткани.

К материалам, которые применяют в настоящее время в эндопротезировании тазобедренного сустава, относят: металлы и их сплавы, керамику, костный цемент (полиметилметакрилат), полиэтилен.

Основные материалы, из которых изготавливают компоненты эндопротезов

Металлы

Общими требованиями к металлам, применяемым для изготовления эндопротезов, являются: жесткость, прочность, эластичность, устойчивость к коррозии, возможность создавать требуемую структуру поверхности и биосовместимость.

Нержавеющие стали (Fe, С, Or, Ni, Mo) характеризуются низким содержанием углерода, что определяет неустойчивость к коррозии и механическим нагрузкам. Прочность нержавеющей стали может быть повышена холодной ковкой. Сплав стали BioDur108, содержащий Ni, с высоким содержанием азота и обладающий значительной коррозионной устойчивостью и лучшими прочностными характеристиками, применяют для изготовления цементных ножек эндопротезов.

Титан и его сплавы (CP-Ti (чистый титан - 98 - 99,6%), Ti-6AI-4V и др.) характеризуются высокой коррозионной устойчивостью и биосовместимостью. Чистый титан более вязкий, применяется для пористых покрытий, фиброметалла. Сплав Ti-6A1 -4V имеет большую механическую прочность. Модули торсионной и аксиальной жесткости наиболее близки к кости. Сплав чувствителен к разрушениям, связанным с образованием микрокаверн, обладает высокой поверхностной мягкостью.

Новые титановые сплавы - Я-титан (Я-Ti) - характеризуются преобладанием Я-фазы сплава, часто за счет высокого содержания Мо (более 10%), что позволяет повысить устойчивость к разрушению, в первую очередь к усталостному, а также на 20% снизить модуль упругости, приблизив его к модулю упругости кости. Ti-5AI-2,5Fe, Ti-6AI-17 Niobium не содержат относительно токсичный V, имеют более низкий модуль упругости. Ti-Ta30 имеет модуль термического расширения, близкий к керамике, что снижает риск ее разрушения при сочетании с металлическими имплантатами. Все титановые сплавы малоустойчивы к образованию дебриса. Чаще их применяют для изготовления бесцементных ножек, иногда после поверхностного упрочнения оксидированием или протонной бомбардировкой, и реже - цементных.

Сплавы Co-Cr (Co-Cr-Mo, Co-Ni-Cr-Mo, Co-Cr-Ni- W, Co-Ni-Cr-Mo-W-Fe) отличаются высокой коррозионной устойчивостью, возможно, обладают некоторой токсичностью и иммуногенностью за счет наличия никеля. Co-Ni-Cr имеет плохие фрикционные свойства, образует большое количество дебриса. Со-Сг-Мо обладает высокой твердостью и прочностью, применим в парах трения при изготовлении головок эндопротезов, а также в парах трения металл-металл. Последние характеризуются чрезвычайно низким износом, не образуют большого количества дебриса, однако их применение ограничивают существенные недостатки: излишняя жесткость (частично преодолима при установке металлического вкладыша в полиэтиленовую основу), повышающая риск расшатывания бедренного и вертлужного компонентов эндопротеза; длительность приработки трущихся поверхностей; повышение концентрации ионов металлов в биологических жидкостях и тканях (токсичность, аллергенность, возможно, онкогенность и тератогенность); высокая чувствительность к импинджменту; риск остеолитических реакций костной ткани, высокая стоимость. Вариантом пары трения металл-металл является Со-Сг пара с интеграцией корундовых кристаллов (Metasul), обеспечивающих еще более низкий износ.

Сплавы Zr и Та обладают высокими коррозионной устойчивостью, биосовместимостью, поверхностной жесткостью и малым образованием дебриса. Возможно создание трабекулярного металла. Истинный трабекулярный металл на основе тантала позволяет значительно повысить возможности остеоинтеграции, при этом не создавая проблемы зон соединения разнопрочностных сред.

Поверхность металлических компонентов эндопротезов может быть:

полированной (головки, вкладыши чашек при парах трения металл-металл, ножки цементной фиксации);
шероховатой, которую создают путем обработки в струе песка (ножки и чашки бесцементной фиксации 5-8 мкм);
пористой, которую создают путем спекания шариков или проволоки (ножки и чашки бесцементной фиксации);
трабекулярной, получаемой путем плазменного напыления металлом (чашки, а также ножки бесцементной фиксации);
с покрытием из гидроксиапатита, фосфата кальция и др.

Поверхности металлических компонентов эндопротезов могут не взаимодействовать с окружающими тканями, могут образовывать фиброзный блок, фиксироваться за счет адгезии кости (при наличии покрытий типа гидроксиапатитов), а также за счет импакции окружающей кости (press-fit) или ее врастания (шероховатая поверхность, фибро- и трабекулярный металл) (рис. 1).

Рис. 1. Примеры остеоинтеграции вертлужного и бедренного компонентов эндопротеза.

Керамика

Совершенствование керамических материалов позволило рассматривать их как некоторую альтернативу металлическим сплавам, а по некоторым своим характеристикам, прежде всего трибологическим, пара керамика-керамика обладает уникальными свойствами.

С точки зрения взаимодействия с тканями организма, керамические материалы могут быть подразделены на 3 группы:

инертная керамика, сохраняющая форму имплантата и поверхностную структуру без врастания тканей;
биоактивная керамика, сохраняющая форму имплантата и его внутреннюю структуру с врастанием окружающих тканей;
биодеградируемая, которая теряет форму, поверхностную и внутреннюю структуру имплантата с врастанием в нее, частичным или полным замеще
нием окружающими тканями.

При создании эндопротезов применяются следующие виды керамики:

На основе оксидов Al, Zr, Ti (Аl 2 O 3 ZrO, TiO): биоинертные, с высокой биологической совместимостью и поверхностной прочностью, применимы при создании пар трения керамика-полиэтилен и керамика-керамика. Циркониевая керамика за счет примеси иттрия характеризуется некоторой токсичностью.
Карбоновая керамика (С с различной структурой, C-Si): биоинертная, с хорошей биологической совместимостью и поверхностной прочностью. Применима для покрытия ножек и чашек протезов, а также в создании пар трения.
Кальция фосфаты и алюминаты (Cryst-Са 5 (РO)3(O), СаАl 2 O 3): биоактивные, небиодеградируемые. Могут обеспечивать взаимодействие между костью и другими биоматериалами, быть носителями лекарственных и биологически активных веществ (короткого срока действия, поверхностное высвобождение). Применимы для биоматериал-индуцированной и биоматериал-зависимой остеоинтеграции.
Кальция сульфаты, алюминаты и фосфаты (CaSO 4 , СаАl 2 O 3 , Amorph-Ca 5 (PO 4) 3 (OH)): биодеградируемые, с различным сроком замещения, могут быть носителями лекарственных и биологически активных веществ (длительного срока высвобождения). Аналогичная роль в создании эндопротезов.

Преимуществами керамических пар трения являются высокая износостойкость и более высокая чистота обработки поверхности, высокая биоинертность, устойчивость к коррозии. Недостатки: повышенная жесткость пары керамика-керамика, склонность к разрушению, в том числе самопроизвольному при нарушении технологии производства или имплантации, а также колкость (особенно, пары керамика-керамика) (рис. 2). Появление керамического дебриса приводит к катастрофически нарастающему износу пары трения (как керамика-полиэтилен, так и керамика-керамика), повышенному образованию продуктов разрушения с индукцией процессов остеолиза в костных ложах имплантатов и фиброзирования в мягких тканях. При ревизионных операциях отдельной проблемой является невозможность полного удаления остатков керамических частиц от первичного эндопротеза, повышающих износ уже ревизионной пары трения.

Рис. 2. Разрушение керамической головки эндопротеза.

Целесообразность применения биоактивных и биодеградируемых керамических покрытий дискуссионна. С одной стороны, они улучшают процесс остеоинтеграции, обладают остеокондуктивным эффектом, с другой, при толстослойном нанесении не происходит полного костного замещения керамики, и ее остатки при длительных циклических нагрузках, отслаиваясь от металлической поверхности имплантата, могут индуцировать образование продуктов износа и остеолиз.

Полиэтилен

Существуют полиэтилены низкой, средне-низкой, высокой, ультравысокой плотностей и ультравысокой плотности с поперечными связями. Полиэтилен применяют для создания пары трения. В настоящее время широкое распространение получил полиэтилен ультравысокой плотности и его производные, как правило, для изготовления вертлужного компонента. Пара трения металл (головка эндопротеза) - полиэтилен (чашка или вкладыш) до настоящего времени является эталонной. Для модификации полиэтилена ультравысокой плотности в конце 1970-х годов применяли углеродные волокна, повышающие модуль упругости и износостойкость, снижающие способность к деформациям (продукт Poly II, Zimmer). Однако опыт применения показал более высокую частоту разрушений элементов из Poly II, в том числе поверхностных. Частично это было связано с плохой воспроизводимостью технологии изготовления. В начале 90-х годов прошлого века появилась технология кристаллизации полиэтилена ультравысокой плотности без разрыва молекулярных цепей и потери молекулярной массы (Hylamer, DePuy), характеризовавшаяся повышением прочности продукта и его устойчивости к оксидации.

Стерилизация изделий из полиэтилена путем высокодозового гамма-облучения приводит к возникновению в них оксидативных реакций в виде двух основных направлений: разрыва молекулярных цепей и образования поперечных связей. Причем, если на поверхности образца преобладают реакции деградации полиэтилена, то в глубине растет уровень поперечных сшивок между его молекулами.

Технология создания полиэтилена с поперечными связями, позволяющая обеспечить образование их во всем объеме вещества, а также подавить реакции деградации, привела к получению высокопрочного и износостойкого материала, приближающегося по этим параметрам к парам трения металл-металл, однако позволяющего избежать таких недостатков металлических сочленений, как жесткость, токсичность и аллергенность (за счет повышения концентрации ионов кобальта, никеля и хрома в крови). Однако опыт применения полиэтилена с поперечными связями показал, что при всей перспективности экспериментальных и первых клинических результатов, существует нестабильность технологии производства этого материала, а также повышенный риск разрушения изделий из него при ударных нагрузках.

Таким образом, до настоящего времени наиболее применимым остается стандартный полиэтилен ультравысокой плотности, в том числе с вариантом рекристаллизации, а полиэтилен с поперечными связями сохраняет высокую перспективность как новый вариант высокопрочной пары трения.

Костный цемент

Многочисленными исследованиями доказано, что к преимуществам цементного протезирования можно отнести возможность использования простых моделей имплантатов, отсутствие сплошного контакта металлических элементов протеза с костью, возможность создания депо антибиотиков в зоне операции, обеспечение стабильной фиксации элементов протеза при наличии посттравматических и диспластических дефектов костного ложа и остеопороза различного генеза.

Выделены основные факторы, улучшающие механическое качество микросцепления цемента с костью: тщательность очистки костного ложа перед цементированием, прочность и местные регенеративные возможности кости, качество смешивания цемента, использование устройства герметичной подачи цемента. Для комплексного решения задачи по улучшению качества цементной фиксации разработана система мероприятий. Основными из них являются: дистальная заглушка канала бедренной кости, ретроградное заполнение бедренного канала костным цементом, дренирование бедренного костномозгового канала в процессе его заполнения цементом, формирование отверстий в вертлужной впадине для фиксации вертлужного компонента, вакуумное смешивание цемента, промывание цементируемой поверхности кости пульсирующей струей (пульсационный лаваж), чистка цементируемой поверхности нейлоновыми щеточками, дегидратация костной поверхности перед цементированием, прессуризация цемента при установке протеза. Имеются сведения о повышении эффективности цементирования при центрифугировании в процессе смешивания, Высокое качество подготовки цемента, его закладки в кость и равномерность распределения цементной мантии обеспечивается целым рядом разработанных устройств и оборудования, К ним относят: вакуумные смесители различных типов, предотвращающих формирование воздушных пузырей в цементной массе; специальные шприцы для ретроградной подачи цемента в полости, и, прежде всего, в канал бедренной кости; полиэтиленовые ограничительные заглушки и направители, формирующие цементную мантию в бедренном канале; наконец, устройства для прессуризации или вдавливания цемента в костные поры при его закладке. Применение усовершенствованной технологии цементирования позволило сократить количество ревизий по поводу инфекционных осложнений и замен имплантатов из-за асептического расшатывания.

Как правило, костный цемент состоит из двух компонентов - порошка (полимера) и жидкости (мономера). Полимер - основная часть костного цемента, от его состава зависят основные потребительские свойства цемента. В некоторых сортах цемента к полиметилметакрилату добавляют копо- лимеры, например, метакрилат, бутилметакрилат, стеарин. Так, добавление метакрилата увеличивает гидрофильность цемента, повышает его гибкость и вязкость. Добавление стеарина повышает не только гидрофобность, но и усталостные» свойства цемента. Добавление сульфата бария придает цементу рентгеноконтрастность.

Основные марки цемента различных фирм-производителей и тип полимера, виды мономера, соотношение жидкой и твердой частей основных марок костного цемента и максимальная температура их полимеризации представлены в таблицах.

Основные марки цемента и типы полимера

Температура и время полимеризации в зависимости от марки цемента и процентного содержания мономера

Марка цемента	Мономер	Температура полимеризации	Время полимеризации
Boneloc	50% метилметакрилат 20% изоборниметакрилат 30% n-децил метакрилат	36°С	11:00
Cemex RX	100% метилметакрилат	44°С	13:20
Sulfix-6	85% метилметакрилат 15% бутилметакрилат	48°С	10:50
Palacos R	100% метилметакрилат	56°С	10:40
CMW3	100% метилметакрилат	65°С	10:50
Simplex	100% метилметакрилат	69°С	11:50

При введении цемента в ткани в организме могут происходить как местные, так и общие реакции. Высокая температура при полимеризации цемента может сопровождаться повреждением контактирующей с цементом или имплантатом кости, особенно за счет денатурации белковых структур костной ткани. При температуре цементной мантии 72°С некроз кости возникает практически немедленно. Температура, равная 60°С, вызывает некроз через 5 секунд воздействия, 55° С - через 30 секунд, 47°С - через 1 минуту. Фирмы-производители изыскивают возможности снижения температурного воздействия на ткани. Общая реакция организма за счет токсического действия цемента заключается в кратковременном снижении артериального давления, транзиторной брадикардии. Эта реакция более выражена при использовании низковязкостных сортов цемента.

Дозировка смешивающих компонентов следующая: 10 мл жидкого компонента и 20 г порошкообразного, или соответственно 20 и 40 мл на 40 и 80 г порошка. Смешивать можно в открытой посуде плоской ложкой или в специальном вакуумном смесителе. Качество смешивания лучше в смесителе, но и время полимеризации цемента зависит от температуры окружающей среды и скорости смешивания.

Антимикробные свойства цемент приобретает при введении в него антибиотиков. При этом самым распространенным антибиотиком является гентамицин (Polakos, CMW). В цемент Simplex (Англия) введен тобрамицин. В последние годы в цемент стали чаще добавлять ванкомицин. Самостоятельное добавление в костный цемент порошка антибиотика во время операции недопустимо, так как изменяется химическая структура костного цемента. Лучше повысить дозу антибиотика для внутримышечного введения.

Зависимость времени готовности цемента от температуры окружающей среды

Р.М. Тихилов, В.М. Шаповалов
РНИИТО им. Р.Р. Вредена, СПб

Производители разрабатывают имплантаты на основании усредненных размеров. Это обычно сужает выбор до 2-3 подходящих протезов. Однако некоторые компании, например, Zimmer и Biomet, производят модели, различаемые по признаку пола. По их словам, продукция позволяет учитывать и корректировать анатомические различия между мужчинами и женщинами.

Пример «женского» импланта коленного сустава компании Smith@Nephew. Визуальных отличий от обычного не найти.

Не существует убедительных доказательств большей эффективности гендерных эндопротезов. Многие эксперты уверены, что такой подход – не более чем маркетинговый ход, призванный повысить продажи.

Особенности устройств и их производители

По данным ВОЗ, частичное эндопротезирование колена подходит лишь 10% пациентов. Решение об оптимальном для вас методе лечения принимается хирургом.

Факторы, определяющие правильность выбора имплантата:

доступный диапазон движений (максимальное сгибание, разгибание);
настраиваемость (размер, форма, половые различия);
стабильность;
уровень активности пациента.

Обсудите с хирургом важные функции, уточните, какой именно тип устройства максимально отвечает потребностям, анатомии, типу заболевания. Решающие факторы - успешность эндопротеза, длительность его эксплуатации во врачебной практике и срок использования.

Разновидность импланта для частичного эндопротезирования коленного сустава.

Самые популярные модели и производители

Тотальное	Мобильный подшипник	Zimmer: The NexGen® LPS-Flex Mobile и LPS-Mobile Bearing Knees	Обе системы позволяют искусственному суставу сгибаться и свободно вращаться. Используются металлические компоненты: присоединяемый к концу бедренной кости, заменяющий верхнюю часть голени. Эндопротезы включают пластиковую суставную поверхность, свободно прикрепленную к опорной плите, выполняющую роль искусственного хряща. Обеспечивают 155⁰ активного сгибания и 25 градусов беспрепятственного внутреннего / внешнего вращения. Для фиксации используется костный цемент
		The Zimmer Gender Solutions® Patello-Femoral Joint	Предназначен для активных пациентов, позиционируется, как вариант раннего вмешательства. Позволяет сохранить большие участки костей, требует меньшего разреза. Использование данного имплантата требует от хирурга умения обращения со специальными инструментами, знание минимальноинвазивных техник. В эндопротезе учтены гендерные различия, специальная форма его компонентов более точно отражает особенности женской и мужской анатомии. Предполагает 35 различных вариантов проклейки
		DePuy Sigma® Rotating Platform Knees	Подразумевает установку подвижного подшипника, опирающегося на поворотную платформу, что позволяет имитировать естественные движения колена. Конструкция обеспечивает снижение внутреннего напряжения и износа, поэтому эксплуатируется он дольше, чем аналоги. По статистике, в мире имплантировано около 1 млн. подобных эндопротезов, 97% которых используются более 20 лет
	Неподвижная опора	DePuy Sigma® Fixed-Bearing Knees	Используется износостойкий полиэтилен и передовые металлические компоненты, которые не вызывают отторжения в 99,6% случаев после 5 лет эксплуатации
		Smith & Nephew OXINIUM ®	Протез с высоким уровнем износостойкости. Изготавливается из металлического циркония, что делает его более стойким к истиранию и царапанью. При проведении испытаний было отмечено уменьшение износа полиэтилена на 85% по сравнению с кобальт-хромовыми материалами, используемыми в других имплантатах
		Stryker Triathlon® Total Knee Replacement System	Этот тип искусственного сустава предназначен для работы с телом. Дает хорошие результаты по возврату двигательной активности после операции. Конструкция устройства позволяет имплантату сгибаться, расширяться, вращаться аналогично естественному колену
		Biomet Vanguard® Complete Knee System	Устройство, подстраиваемое под конкретные особенности анатомии пациента. Предполагает высокую степень сгибания (около 145⁰), доступен в 90 типоразмерах, 10 вариантах размеров бедренной кости
Частичное		BioMet Oxford ® Knee	Устройство, предназначенное для пациентов с ограниченным (медиальным) артритом. В протезе используются подвижные пластиковые подшипники, имплантируется только с одной стороны. Позволяет удалять на 75% меньше костей и хрящей, поэтому процедура его установки менее болезненна, а скорость восстановления выше. Клинические испытания показывают 98% успеха после 10 лет ношения и 95% - после 15 лет
Частичное		DuPuy Sigma® High Performance Partial Knee	Предназначен для активных пациентов, для которых требуется высокая степень сгибания, но еще не наступило время полного эндопротезирования. Позволяет становиться на колени, приседать, сидеть со скрещенными ногами. Хирург использует любой из его компонентов по отдельности для замены нужного отсека колена. Сохраняет максимум неповрежденной площади родного колена.

Срок службы эндопротеза

Срок эксплуатации искусственного коленного сустава составляет 10-30 лет. Зависит он от качества используемого материала, типа протеза, применяемой методики, периода , соблюдения пациентом правил эксплуатации и предписаний врача, наличия повторных травм, веса пациента. Лучшие отзывы получили титановые сплавы; гарантийный срок таких протезов - 15-20 лет.

75% пациентов пользуются искусственным протезом на протяжении всей жизни без необходимости замены.

Онкологический эндопротез

Бедренная и большая берцовая кость часто становятся местом развития опухолей, онкологических заболеваний. Раньше такой диагноз считался однозначным противопоказанием к процедуре эндопротезирования, но производители разработали онкологические эндопротезы, обеспечивающие выдающиеся результаты даже при наличии обширных костных дефектов.

Суть онкологических эндопротезов - в более обширном способе фиксации в кости, поэтому они более объемные.

Костные отделы подвергаются резекции, заменяются на искусственные имплантаты. Если заболевание пациента носит злокачественный характер, устройства позволяют сохранить ему жизнь, вернуть подвижность.

Отечественные протезы

Говоря о российской практике эндопротезирования, отметим наличие ряда центров с опытными хирургами, проводящими свыше 1000 операций в год. Такой прорыв обеспечен федеральной программой финансирования операций. Поэтому утверждение, что хороших хирургов можно найти только за границей, не соответствует действительности.

К сожалению, нельзя то же самое сказать об имплантатах. Несмотря на проводимые разработки, отечественные эндопротезы уступают импортным по качеству, надежности, хотя остаются в одном с ними ценовом сегменте.

Подойдите к выбору подходящего имплантата ответственно, изучите информацию о доступных моделях, и вы обязательно подберете подходящий вид. Учитывайте мнение оперирующего хирурга, собственную активность,