Головка эндопротеза тазобедренного сустава. Какие бывают головки? Показания для установки цементной ножки Метаблок

Все материалы на сайте подготовлены специалистами в области хирургии, анатомии и смежных дисциплинах.
Все рекомендации носят ориентировочный характер и без консультации лечащего врача неприменимы.

Признаки суставных патологий наблюдаются у каждого третьего городского жителя старше 55 лет. Боль в колене или тазобедренном суставе, ограничение подвижности воспринимается как возрастная норма, и не вызывает особых опасений. Только когда боль становится интенсивной и длительной, изменяется походка (человек «заваливается» на бок и прихрамывает) приходит понимание о необходимости визита к врачу.

Нередко бывают ситуации, когда именно на первом приеме пациент узнает о необходимости эндопротезирования тазобедренного сустава. Такой вердикт вызывает удивление, смятение, страх. Как же так? Еще не было назначено ни одного курса лечения, и сразу операция. А в этом факте, как раз, нет ничего удивительного. Объясним почему.

Артроз и остеопороз - болезни-спутники пожилых людей, причем женщины страдают от функциональных патологий в 2 раза чаще, чем мужчины. В основном, обе патологии связаны с гормональной перестройкой организма, уменьшением синтеза клеток костной ткани. При остеопорозе кости становятся хрупкими, при артрозе истончается хрящевая суставная ткань. Воспалительные процессы при этих формах дисфункций отсутствуют.

Разрушительные процессы развиваются медленно, периодически напоминая о себе приступами резкой боли, затруднениями в совершении привычных движений (приседание, подъем, поворот в сторону). Постепенно хрящевая прослойка теряет эластичность, и становится все более тонкой. В конце концов, кости, образующие сустав, начинают соприкасаться между собой при ходьбе, что приводит к быстрому стиранию суставных поверхностей. Серьезно усугубляет патологию лишний вес, создающий повышенную нагрузку на опорную систему.

Когда операция является необходимостью

Травматолог-ортопед по характеру походки может определить степень артроза или остеопороза, но окончательные выводы делаются только после получения заключения рентгенограммы или МРТ. Плановое протезирование тазобедренного сустава является необходимостью в том случае, если восстановить функциональность суставной связки невозможно консервативным способом, а отсутствие операции приведет к инвалидности. Неотложное протезирование у пожилых людей осуществляется при .

Снимок четко показывает степень дегенеративных изменений в костно-суставной ткани, виды деформаций и другие аномалии, которые можно устранить оперативным способом, заменив разрушенную часть сустава имплантатами.

Заключение травматолога-ортопеда о том, что единственным эффективным методом лечения патологии является операция по эндопротезированию - вовсе не печальное известие, как это вначале может показаться.

При сильном разрушении компонентов сустава врачи не берутся применять радикальные методики. Хрупкие кости и атрофированные связки не выдерживают нагрузок, создаваемых медицинскими конструкциями (имплантатами), в результате чего образуются дополнительные травмы. Поэтому, если врач сделал вывод о том, что операция нужна и, главное, возможна , это повод для позитивного настроя.

Противопоказания к эндопротезированию ТБС

Абсолютных противопоказаний не так много, и большинство из них относится к сфере общей хирургии:

• Заболевания органов кроветворения;
• Тяжелые психические расстройства;
• Сердечная недостаточность (стадия декомпенсации);Оострые инфекционные заболевания;
• Глаукома;
• Тотальное разрушение костной ткани.
• Детский возраст (стадия формирования скелетной системы).

Относительными противопоказаниями являются функциональные хронические заболевания в стадии ремиссии, невроз, сахарный диабет, деформации костей и суставов конечностей, склонность к аллергическим реакциям, избыточный вес.

Что представляет собой эндопротез

Пациенты внимательно относятся к выбору эндопротеза, понимая, что от свойств медицинской металлоконструкции во многом зависит качество жизни после операции. Но эти переживания не имеют основания, ведь авторитетный хирург никогда не использует материалы низкого качества. Хорошо выполненная операция - это визитная карточка ортопеда-травматолога, определяющая его успешность как специалиста, доверие пациентов и, соответственно спрос на медицинские услуги.

В период подготовки к операции врач обязательно расскажет, какие эндопротезы могут быть применены в конкретном случае, какие недостатки и достоинства есть у каждой конструкции. Пациент получит исчерпывающую информацию о применяемых протезах и получит рекомендации специалиста, которые помогут сделать обоснованный выбор.

Все виды эндопртезов делятся на три группы по типу закрепления в суставе: имплантаты с цементной, бесцементной и гибридной фиксацией. Элементами бесцементной конструкции являются: головка, опорная ножка, чаша и вкладыш. У цементного протеза аналогичное устройство, но только вертлужный компонент является цельным (то есть, не разделен на чашу и вкладыш).

По конструктивному устройству различают однополюсные и двухполюсные эндопротезы. Однополюсные используют для замены головки шейки бедренной кости, двухполюсные – для замены головки и вертлужной впадины тазобедренного сустава.

Конструктивные особенности эндопротезов для тазобедренного сустава

Как не существует одинаковых черт лица, так нет в природе двух абсолютно одинаковых суставов. У каждого человека есть анатомические особенности скелетной системы (различия по размерам, форме, расположения кистей, сухожилий, связок). Именно поэтому выпускается множество типоразмеров имплантатов - разнообразие моделей позволяет выбрать подходящий вариант конструкции. Абсолютная совместимость ножки протеза и сустава достигается после обработки канала бедренной кости.

Бесцементные ножки эндопротеза имеют шероховатую структуру, что позволяет костной ткани врастать в основание протеза. Метод установки конструкции этого типа называется техникой «плотной посадки» (press-fit). Проще говоря, ножка вколачивается в канал бедренной кости после его предварительной обработки под форму основания протеза.

Для производства бесцементных эндопротезов используют сплавы на основе титана, отличающего лучшими показателями биологической совместимости. Внешним покрытием ножки бесцементного протеза является гидроксиапатит кальция или другие составы, ускоряющие процесс врастания кости в структуру искусственного материала.

Производители эндопротезов применяют собственные технологии и решения, придающие конструкциям определенные свойства. Для более плотной посадки в костном канале ножка укрепляется различными выступами, ребрами, дугами и прочими фиксирующими элементами. Подбор ножки осуществлялся по рентгенограмме. Травматолог прикладывает заранее заготовленные шаблоны внутриканальных оснований, определяя степень совместимости конфигурации с фрагментами сустава.

Форма ножки поможет быть прямой, расширяющейся кверху, изогнутой. Поперечное сечение основания протеза – круглое или четырехугольное. Какой бы ни был конфигурация имплантата, он должен решить главную задачу - обеспечить максимально возможную равномерность перехода нагрузки на кость по всей длине и окружности канала бедренной кости.

Чашка эндопротеза

Чашка эндопротеза тазобедренного сустава называется в ортопедии вертлужным (или ацетабулярным) компонентом. Это часть протеза, закрепляемая в области вертлужной впадины по цементной или бесцементной методике. Форма компонента может быть полусферической или низкопрофильной (с меньшей областью внешнего выступа).

Низкопрофильные конструкции обеспечивают широкий диапазон движений, но, в то же время являются менее надежными при высоких нагрузках, поскольку низкие бортики не могут предотвратить смещение (вывих) головки бедренной кости из чаши эндопротеза. В последние годы получили распространение модернизированные конструкции, в которых бортики чаши укреплены дополнительными козырьками.

Чашки цементной фиксации изготавливают из высокомолекулярного полиэтилена, бесцементные - из титанового сплава (добавляется алюминий и ниобий). Поверхность бесцементных чашек грубовато-шероховатая, что обеспечивается покрытием из мелких зернистых шариков. Через отверстия на поверхности детали эндопротеза проходят фиксирующие винты или стрежни.

Головка и вкладыш эндопротеза

Вкладыш устанавливается внутри чаши, а головка накручивается на конус ножки протеза. Головка в пределах анатомической амплитуды двигается внутри вкладыша. Контактные области протезов (вкладыш-головка) называют узлами трения . Срок службы эндопротеза зависит от износостойкости материалов в зоне соприкосновения. По видам шарнирных пар в области трения различают следующие сочетания:

• Металл-металл;
• Металл-керамика;
• Металл-полиэтилен;
• Керамика-полиэтилен.

Врач выбирает конструкцию с учетом клинический картины и физиологических особенностей костно-мышечного аппарата пациента.

Виды операций по эндопротезированию тазобедренного сустава

Эндопротезирование тазобедренного сустава - это операция по замене части сустава искусственным компонентом (имплантатом). Все многообразные виды хирургии в этой области делятся на две группы: частичное и полное (тотальное) протезирование. Гемиартропластика (неполное протезирование) предусматривает замену бедренной головки при сохранении вертлужной впадины. При тотальной хирургии осуществляется замена вертлужной впадины и бедренной головки.

Вид оперативного лечения выбирает хирург-ортопед принимая во внимание следующие факторы:

• Возраст пациента;
• Состояние костной и хрящевой ткани;
• Характер патологического процесса (травма, болезнь);
• Общее состояние здоровья.

В отношении пациентов преклонного возраста чаще применяют частичное протезирование, поскольку данная операция является более щадящей, и не сопряжена с обильной кровопотерей. Недостаток – относительно недолгий срок службы эндопротеза (5-6 лет).

Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава -технически сложная операция, во время которой удаляется хрящевая ткань и субхондрональные кости, опиливаются поверхности сустава, после чего происходит установка эндопротеза (по цементной или бесцементной технологии). Недостаток – длительное время пациент находится под наркозом, травмируются мягкие ткани, не исключена значительная потеря крови. Преимущество - длительный срок службы имплантата, полное восстановление функциональности сустава.

Выбор техники проведения операции

Хирургическая техника для обеспечения доступа к суставной связке выбирается в период подготовки к операции с учетом нескольких факторов:

• Характер и масштаб патологии;
• Состояние костно-суставной ткани;
• Состояние здоровья и возраст пациента;
• Личный опыт и наработки хирурга.

Методика проведения операции зависит от выбора доступа (разреза) к участку, где проводятся хирургические манипуляции. Разрез может быть передним, переднебоковым, задним, комбинированным.

При проведении операций по эндопротезированию тазобедренного сустава чаще всего применяется задний доступ, который является наиболее физиологичным, в наименьшей степени травмирует мягкие ткани, нервны и мышцы, а также снижает вероятность повреждения отводящего механизма.

Расширенный доступ к оперируемому участку применяют при проведении повторных операций, необходимость которых вызвана врачебным просчетом, отторжением имплантата или вторичной травмой. Широкий доступ обеспечивает полный обзор бедренной кости. Разрез может быть прямым продольным, иметь дугообразную или крюкообразную форму.

После того как разрез будет сделан, хирург аккуратно раздвигает мышцы и фасции, вскрывает суставную капсулу, проводит резекцию поврежденных фрагментов. Удаляется бедренная головка, вертлюжная впадина тщательно очищается (при тотальной операции вертлужная впадина удаляется вместе с бедренной головкой).

Следующий этап - установка фиксирующего протеза (на металлические стержни или цемент), затем апробирование дистальной области искусственного сустава. Если отклонения не обнаружатся, хирург обрабатывает костномозговой канал, куда вставляет ножку протеза, а головка имплантата вводится в вертлужную впадину (или в искусственную полусферическую чашку). После установки тотального или частичного протеза рана послойно ушивается, вставляются дренажные трубки.

Видео: эндопротезирование тазобедренного сустава – схема операции

Осложнения после операции

Осложнения после операции по эндопротезированию тазобедренного сустава развиваются нечасто, но пациент должен знать о возможных последствиях, среди которых наиболее вероятными являются:

• Инфицирование раны;
• Образование тромба;
• Отторжение имплантата;
• Вывих протеза;
• Обострение хронических заболеваний.

Пациент находится под постоянным контролем бригады врачей, поэтому риски неблагоприятных последствий сводятся к минимуму. Операция и восстановление проводятся по детально отработанным техникам, что уменьшает вероятность возникновения непредвиденных ситуаций.

Ревизионное эндопротезирование

Ревизионное эндопротезирование - вторичная операция, которая применяется в том случае, если после установки имплантата возникли серьезные осложнения, в частности:

Техника ревизионного эндопротезирования принципиально отличается от первичной хирургии. Плановая операция по установке эндопротеза проводится по стандартизированной схеме, а ревизионное вмешательство в каждом случае требует применения уникальной техники.

Осложняющим фактором является значительная потеря костной ткани, окружающей эндопротез. Хирургу приходится удалять цементный сустав, проводить чистку суставных поверхностей, после чего устанавливать новые компоненты имплантата.

При развитии тотального гнойного процесса не всегда удается провести восстановление сустава с применением протеза, поскольку сепсис быстро распространяется на мягкие ткани и органы. К счастью, гнойное инфицирование является крайне редким осложнением после хирургической операции. В основном, при проведении ревизии удается устранить дефекты, возникшие после первичной хирургии.

Послеоперационный период

Операция проводится под общей анестезией и длится, в среднем, 2 часа. Время нахождения в послеоперационной палате – три часа. Если за это время не появится признаков осложнений, пациента транспортируют в постоянную палату. В первые дни показаны обезболивающие препараты, средства, разжижающие кровь, антибиотики. Рана находится под стерильной повязкой. При выраженном болевом синдроме возможно эпидуральное введение лекарств под контролем систем типа IV-PCA.

Ранняя реабилитация

На третий день после операции начинается тренировка конечности - это необходимо для предотвращения атрофии мышц и образования тромбов.

Первое упражнение – подъем-опускание стопы (ножной насос) необходимо делать каждые 10 минут. Вначале будет сложно, но отказываться от физической активности ни в коем случае нельзя. Правильная реабилитация представляет не меньшую важность, чем технически грамотное проведение операции.

Второе упражнение - вращение стопы при неподвижном коленном суставе (по часовой стрелке, и в противоположную сторону)

Третье упражнение - напряжение-расслабление мышцы передней поверхности бедра (параллельно будут напрягать икроножные мышцы)

На четвертый день добавляется тренировка коленного сустава с фиксацией пятка. Пятка двигается по направлению к ягодицам с одновременным сгибанием колена. Тазобедренный сустав сгибать более чем на 90 градусов нельзя!

На пятый день начинается тренировка на боковую амплитуду движений – отведение ноги в сторону и возвращение в исходное положение. Тренировки проводятся в клинике 8-10 дней, после чего пациента выписывают (если нет осложнений) для продолжения курса реабилитации дома.

Поэтапное восстановление после операции

Вставать можно и нужно на следующий день после операции. Врач по ЛФК научит вас ходить с помощью костылей или ходунков. Не бойтесь опираться на больную ногу, но движения должны быть аккуратными. Нагрузка увеличивается с каждым днем под контролем специалиста. Не переживайте по поводу отечности в районе бедра - это нормальное явление. Отеки могут сохраняться несколько месяцев.

Важно научиться правильно ходить – вначале опускается пятка на пол, затем переносится вес на полную стопу. Старайтесь, чтобы шаги были ритмичными и плавными. Если прооперирован правый сустав, опорный костыль должен быть под левой рукой (и наоборот). При подъеме по лестнице надо делать по одному шагу, опираясь на перила рукой, противоположной прооперированному суставу. Спуск – только с посторонней помощью! Пациенту выдается подробная инструкция с упражнениями на каждый день. Постарайтесь не пропускать занятия, и не нарушать режима нагрузки.

Полноценная жизнь после операции - через 4-5 месяцев. Если все рекомендации ортопеда будут пунктуально выполняться, функциональность сустава восстановится полностью.

Бесплатные и платные операции

Операции по квоте теоретически доступны в крупных городах России. Квоту приходится ждать более полугода после направления травматолога и прохождения медицинской комиссии. Платная операция является востребованной услугой. Стоимость хирургии в Москве от 120 тысяч рублей. Реабилитация в клинике оплачивается отдельно. Возможно включение услуги в полис ДМС.

Судя по отзывам, радикальное лечение переносится хорошо, причем многие пациенты отмечают, что период операции и восстановления значительно легче, чем они ожидали. Эндопротезирование тазобедренного сустава – единственный метод, который во многих случаях позволяет предотвратить неизбежную инвалидность, сохранить социальную и физическую активность.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано преимущественно при частичной замене сустава с сохранением естественной вертлужной впадины. Изобретение позволяет сберечь хрящ вертлужной впадины от усиленного износа при работе в паре трения с искусственными материалами небиологической природы. Головка содержит металлическую пробку с конусным отверстием под шейку и шар с отверстием под пробку. Шар выполнен из полимерного материала, отверстие в шаре и наружная поверхность пробки выполнены с резьбой для ввинчивания пробки в полость. Поверхностный слой полимера, образующий резьбовой профиль в полости шара, снабжен системой микропор, заполненных перед монтажом пробки жидким компонентом костного цемента. Поверхность резьбового профиля шара перед монтажом пробки покрыта порошковым компонентом костного цемента, при этом при монтаже пробки происходит смешение компонентов и затвердевание костного цемента. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области ортопедической техники и может быть использовано при эндопротезировании тазобедренного сустава после травм или заболеваний.

Во многих случаях операции эндопротезирования на тазобедренном суставе осуществляют с помощью так называемых однополюсных эндопротезов. Их применяют, если вертлужная впадина, являющаяся тазовым компонентом сустава, не повреждена, а дефекты сосредоточены в бедренной части сустава (например, при переломах шейки бедра). Проблема состоит в том, что технические материалы, используемые в узлах трения эндопротезов суставов, сильно изнашивают хрящ, покрывающий вертлужную впадину. Наименьшая скорость изнашивания хряща имеет место, когда он работает в паре с полимерным материалом. Разработано много конструкций однополюсных эндопротезов с использованием полимеров.

Эндопротез головки бедренной кости [Заявка 96.118.782/14 РФ, A 6 1F 2/36, заявл. 1996] состоит из собственно головки, в виде сегмента полой сферы, и ножки, имеющей сложную конструкцию в виде стержня с отверстием, который закрепляют в полости бедренной кости. Головку фиксируют на ножке с помощью винтов и специального гибкого элемента, расположенного в полости стержня.

Недостаток такой конструкции состоит в сложности замены изношенной или иным образом поврежденной головки при ревизионной операции.

Этот недостаток преодолен в конструкции модульного эндопротеза тазобедренного сустава [Патент 5.370.706 США, А 61 F 2/24, 1994], в котором головка, снабженная конусным отверстием, крепится на конусной шейке ножки. Применяемый в протезах Sulzer стандартный евроконус (12/14) на шейке ножки позволяет быстро и просто устанавливать на нее модульные головки любых производителей.

Однако выполнение головки из полимерного материала порождает при эксплуатации такого эндопротеза проблемы, связанные с ослаблением посадки головки на стандартной конусной шейке. Ходьба, стояние и другие виды нагружения прооперированной конечности вызывают оттеснение полимера в конусном отверстии полимерной головки, которое приобретает в поперечном сечении овальную форму.

Известные попытки решения этой проблемы приводят к значительному усложнению конструкции эндопротеза. Так, эндопротез головки тазобедренного сустава [Заявка 96.110.092/14 РФ, А 61 F 2/36, заявл. 1996] предполагает выполнение шаровой головки из фторопласта. В теле шара имеются каналы, которые соединяют зону трения головки (выходят на ее сферическую поверхность) и коллектор, заполненный смазывающей жидкости. Улучшение условий смазывания головки повышает надежность ее крепления на ножке.

Эндопротез головки бедренной кости [Авт. свид.1.630.812 СССР, А 61 F 2/36, 1991] с целью обеспечения жесткой фиксации головки на ножке снабжен продольными ребрами, которые выполнены на поверхности шейки.

Сложность конструкции таких эндопротезов сводит к минимуму достоинства, которые придает им принцип модульной сборки.

Эндопротез коленного сустава [Авт. свид. 1.061.811 СССР, А 61 F 1/03, 1983] состоит из несущей нагрузку металлической подложки, на которую нанесено полимерное покрытие особой структуры. В полимерной матрице покрытия имеются поры размером 1 -3 мкм, которые заполнены синовиальной жидкостью. Такая структура полимерного элемента эндопротеза имитирует структуру суставного хряща.

Придание подобной структуры поверхностному слою головки эндопротеза тазобедренного сустава, безусловно, снизит трение в паре хрящ-имплантат, но не решит проблему надежности посадки головки на шейке с конусом стандартных размеров.

Прототипом изобретения является модульный эндопротез сустава [Патент 5.858.020 США, А 61 F 2/36, 2/30, 1999 (прототип)]. Он состоит из головки, содержащей металлическую пробку с конусным отверстием, и шара, снабженного полостью под пробку. В конусное отверстие пробки, которое соответствует стандарту на конусные сопряжения деталей эндопротезов, по плотной посадке посажена шейка. Она соединяет головку и ножку эндопротеза, имеющую специальную конфигурацию. Последняя обеспечивает надежное закрепление ножки в костно-мозговом канале кости, входящей в эндопротезируемый сустав.

Недостатки прототипа:

Недостаточная надежность крепления головки на ножке эндопротеза, если шар выполнен из полимерного материала;

Технологическая несовместимость пробки и унифицированных головок эндопротезов тазобедренного сустава, соответствующих евростандарту;

Недостаточная надежность конструкции ножки, содержащей разъемное соединение шейки и стержня.

Задачи, на решение которых направлено изобретение:

1) разработать простую конструкцию однополюсного эндопротеза тазобедренного сустава с головкой из полимерного материала;

2) уменьшить вероятность ревизионных операций в связи с нестабильностью крепления элементов эндопротеза;

3) применить для крепления элементов эндопротеза связующие, используемые в практике эндопротезирования.

Поставленная задача решается тем, что известная конструкция головки эндопротеза тазобедренного сустава, содержащая металлическую пробку с конусным отверстием под шейку и шар с отверстием под пробку, дополнена новыми элементами. Шар изготовлен из полимерного материала, а отверстие в шаре и наружная поверхность пробки выполнены с резьбой для ввинчивания пробки в полость. Поверхностный слой полимера, образующий резьбовой профиль в полости шара, снабжен системой микропор, заполненных перед монтажом пробки жидким компонентом костного цемента. Поверхность резьбового профиля шара перед монтажом пробки покрыта порошковым компонентом костного цемента. При монтаже пробки происходит смешение компонентов и затвердевание костного цемента.

Вариант предложенной конструкции головки состоит в том, что в резьбовом отверстии шара и/или на резьбе пробки выполнены кольцевые канавки, заполненные костным цементом.

Следующий вариант отличается тем, что в пробке и шаре под углом к их общей оси выполнены глухие соосные цилиндрические каналы. Они открыты со стороны унифицированного конусного отверстия в пробке и не выходят на поверхность шара. В каналах по плотной посадке установлены шрифты или шпильки, резьбовая часть которых находится в стенке пробки. Каналы могут быть заполнены костным цементом.

Сущность изобретения состоит в том, что поверхностный слой резьбовой полости в шаре переведен в состояние студня. В полимерной матрице последнего имеются микропоры, заполненные дисперсионной жидкостью. С помощью специальных технологических операций жидкость студня заменена в микропорах жидким компонентом костного цемента. Поверхность резьбового профиля шара покрыта слоем порошкового компонента костного цемента. При вворачивании пробки в шар происходит смешение компонентов и затвердевание цемента. Последний находится в микропорах резьбового профиля в полости шара и образует адгезионное соединение с резьбовой поверхностью металлической пробки. Таким образом повышается надежность фиксации пробки в полимерном шаре, а разъемное конусное сопряжение металлических шейки и пробки по критериям технологичности монтажа и надежности соответствует мировым стандартам ортопедии. Это дает возможность заменять во время ревизионных операций головку эндопротеза, соответствующую настоящему изобретению, на другую стандартную головку, независимо от того, каким производителем она выпущена.

Примеры предложенной конструкции головки однополюсного эндопротеза тазобедренного сустава показаны на фиг.1-4: фиг.1, 3, 4 - поперечные сечения головок; фиг.2 - структура поверхностного слоя шара на границе с пробкой.

На фиг.1 приведена конструкция, состоящая из полимерного шара, снабженная глухим резьбовым отверстием, в которое ввинчена пробка 2 с наружной резьбой, имеющая сквозное конусное отверстие 3.

Пробка 2 изготовлена из биоинертного металла, например из титан-алюминий-ванадиевого сплава (Ti-6A1-4V), широко применяемого для изготовления эндопротезов. Конусное отверстие 3 соответствует международному стандарту ISO 7206 - 87 «Имплантаты для хирургии».

Шар 1 выполнен из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), наилучшим образом (по сравнению с другими конструкционными полимерами) зарекомендовавшего себя в парах трения эндопротезов, например из СВМПЭ марки Chirulen DIN 5883 С (фирма Hoechst AG, Германия). Резьбовое отверстие шара предварительно подвергнуто специальной обработке, включавшей следующие операции:

1) в отверстие залито масло вазелиновое (MB) медицинское (ГОСТ 3164-78), после чего шар термостатировали при Т=125°С в течение времени τ=1 ч;

2) удаление масла, промывка отверстия гексаном («хч», ТУ 6-09-3375-78) в течение 20 мин и вакуумная сушка;

3) обработка резьбового профиля в полости шара плазмой тлеющего высокочастотного разряда в течение 5 мин;

4) нанесение на поверхность резьбы жидкого компонента костного цемента (метилметакрилат - 97,5%, диметилтолуол - 2,5 мас.%), выдержка в течение 15 мин, удаление избытка жидкости;

5) напыление на поверхность резьбы порошкового компонента костного цемента (полиметилметакрилат - 98%, пероксид бензоила - 2 мас.%), после чего в шар 1 ввинчивали пробку 2.

В процессе этой обработки произошли следующие трансформации поверхностного слоя резьбового профиля:

1) образовался коллоидный раствор СВМПЭ и MB в поверхностном слое толщиной h=140-150 мкм; при охлаждении раствор распался на фазы и приобрел структуру студня, состоящего из полимерной матрицы, в порах которой (диаметр 1-10 мкм) находится MB;

2) в результате промывки гексаном и вакуумной сушки шара MB было экстрагировано из пор СВМПЭ-матрицы;

3) в процессе обработки плазмой поверхностный микропористый слой шара приобрел поляризационный заряд и повышенную способность к смачиванию;

4) жидкий компонент костного цемента смочил поверхность резьбы и вошел в поры СВМПЭ-матрицы;

5) порошковый компонент костного цемента равномерно распределился по поверхности резьбового профиля шара, при монтаже пробки произошло смешение компонентов (на границе раздела и в порах матрицы) и затвердевание цемента.

На фиг.2 показана структура модифицированного поверхностного слоя 4 материала шара 1 на границе с пробкой 2. Слой 4 толщиной h имеет структуру полимерного студня: в СВМПЭ-матрице расположены сообщающиеся поры 5 микронных размеров, заполненные костным цементом. Затвердевание цемента, находящегося в зазоре резьбового соединения, обеспечивает адгезионное соединение пробки и головки. Таким образом дополнительно снижается вероятность самопроизвольного вывинчивания пробки из головки.

На фиг.3 приведен пример усиления адгезионного соединения пробки и шара. На их резьбовых частях выполнены кольцевые канавки: 6 - на шаре 1 и/или 7 - на пробке 2. Канавки перед ввинчиванием пробки заполняют костным цементом.

На фиг.4 изображены примеры конструкций, обеспечивающих высокую надежность соединения шара и пробки. В этих деталях под углом к их общей оси просверлены глухие соосные каналы 8. В них по плотной посадке установлены штифт 9 или шпилька 10, резьбовая часть которой находится в стенке пробки. Канал 8 может быть заполнен цементной «пробкой» 11.

Предложенная конструкция головки обеспечивает достижение следующих технических результатов:

головка выполнена из биоинертных материалов, многолетний опыт применения которых в эндопротезах послужил основанием для включения их в стандарты ISO по ортопедии, и поэтому является биосовместимой;

Закрепление цементного «клея» в микропорах СВМПЭ-матрицы позволяет решить проблему «плохой» адгезии костного цемента к полимерным материалам, что обеспечивает жесткость и высокую надежность однополюсного эндопротеза;

Первые операции технологии создания микропористого слоя, имитирующего хрящ, на поверхности трения головки аналогичны приведенным выше первым трем операциям технологии модифицирования поверхностного слоя резьбы; их сущность состоит в переводе поверхностного слоя в состояние студня и удалении дисперсионной жидкости студня; это придает заявленной конструкции технологичность;

Элементы головки, обеспечивающие дополнительное крепление металлической пробки в полимерном шаре (цементные кольца в канавках 6 и 7, штифт 9, шпилька 10, цементная «пробка» 11), находятся в глухих каналах, перекрытых шейкой эндопротеза; это исключает попадание элементов крепления и продуктов их изнашивания в прооперированный сустав;

Шар, выполненный из полимерного материала, снабжен унифицированным, отвечающим мировым стандартам элементом крепления на ножке эндопротеза, что обеспечивает взаимозаменяемость головок.

Предложенная конструкция головки однополюсного эндопротеза тазобедренного сустава может быть использована в практической ортопедии как средство сбережения хряща вертлужной впадины от усиленного износа искусственными материалами небиологической природы.

1. Головка эндопротеза тазобедренного сустава, содержащая металлическую пробку с конусным отверстием под шейку и шар с отверстием под пробку, отличающаяся тем, что шар выполнен из полимерного материала, отверстие в шаре и наружная поверхность пробки выполнены с резьбой для ввинчивания пробки в полость, поверхностный слой полимера, образующий резьбовой профиль в полости шара, снабжен системой микропор, заполненных перед монтажом пробки жидким компонентом костного цемента, поверхность резьбового профиля шара перед монтажом пробки покрыта порошковым компонентом костного цемента, при этом при монтаже пробки происходит смешение компонентов и затвердевание костного цемента.

2. Головка эндопротеза по п.1, отличающаяся тем, что в резьбовом отверстии шара и/или на резьбе пробки выполнены кольцевые канавки, заполненные костным цементом.

3. Головка эндопротеза по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в пробке и шаре под углом к их общей оси выполнены глухие соосные цилиндрические каналы, открытые со стороны конусного отверстия и не выходящие на поверхность шара, в которых по плотной посадке установлены штифты или шпильки с резьбовой частью в стенке пробки, либо каналы заполнены костным цементом.

Подробности Сиротин Иван Владимирович Эндопротезирование тазобедренного сустава 25 сентября 2016

Проблема выбора эндопротеза тазобедренного сустава при различных патологиях высоко актуальна в настоящее время. Причиной тому большое разнообразие производителей и моделей, имеющий, на первый взгляд, большое количество существенных отличий в дизайне и особенностей в установке, которые, как результат, способны привести к различным срокам службы эндопротеза и различному качеству его функции.

При всем многообразии имеющейся продукции подобного рода на современном российском рынке, тем не менее, существует несколько основных принципов выбора импланта, исходя из его базовых свойств.

Справедливости ради, следует отметить, что большинство зарубежных компаний, долгое время занимающихся производством эндопротезов, в настоящее время имеют линейку имплантов, как говорится, на все случаи жизни, а их качество не уступает друг другу в сериях сравнительных наблюдений. Уже сейчас у большинства эндопротезов срок службы в организме превышает 15-20 лет.

Тем не менее, высокий процент успеха операций эндопротезирования во многом определяется именно пониманием хирургом принципа выбора импланта в зависимости от анатомических особенностей пациента (например, при диспластическом коксартрозе, когда наряду с незначительной глубиной вертлужной впадины, в ряде случаев, имеется и существенно суженный канал бедренной кости), а также в зависимости от качества кости и возраста пациента.

Среди тотальных эндопротезов выделяют две большие группы: эндопротезы цементной фиксации и эндопротезы бесцементной фиксации.

Показанием к использованию в нашей клинике эндопротезов цементной фиксации является плохое качество костной ткани (остеопороз). При наличии отсеопороза «врастание» бесцементного эндопротеза в костную ткань затруднено, что требует длительного периода ограничения нагрузки на оперированную конечность (до 8 недель после операции и более). Учитывая тот момент, что в большинстве случаев остеопороз является сопутствующей патологией у лиц пожилого и старческого возраста, главной задачей эндопротезирования у которых является максимально ранняя полноценная активизация (особенно при переломах), данный выбор становится очевидным.

Кроме этого, имеются и другие основания считать данные импланты предпочтительными для лиц старших возрастных групп. Так по данным скандинавских регистров, где учитываются результаты использования различных эндопротезов, не имеется достоверной разницы в выживаемости цементных и бесцементных эндопротезов при соблюдении правильной техники создания цементной мантии, что в среднем составляет более 20 лет. Также в ряде исследований американских ученых показано, что фиксация бедренного компонента у лиц старше 80 лет с использованием костного цемента предпочтительнее бесцементного импланта.

Таким образом, для пациентов старческого возраста (старше 75 лет) и долгожителей (старше 90 лет), а также пациентов с выраженным остеопорозом имплантом выбора в нашей клинике является тотальный эндопротез цементной фиксации. Причины этому – лучшая первичная фиксация импланта, возможность немедленной нагрузки на оперированную конечность и низкая вероятность ревизионного вмешательства, учитывая ожидаемую продолжительность жизни.

Для пациентов моложе 55 лет с хорошим качеством костной ткани имплантом выбора является тотальный бесцементный эндопротез. Основной причиной широкого распространения применения эндопротезов бесцементной фиксации является не столько лучшая выживаемость за счет прорастания кости в специально обработанную поверхность импланта, сколько большая техническая простота замены этих имплантов в случае необходимости по сравнению с эндопротезами цементной фиксации.

Основной причиной замены имплантата является его асептическое (без присутствия инфекции) расшатывание внутри кости. В случае с бесцементным эндопротезом расшатавшийся имплантат удаляется и на его место устанавливается другой имплант,как правило большего размера и длины. При замене же цементного импланта чаще всего, особенно при нестабильности бедренного компонента эндопротеза, имплант расшатывается не в месте соединения цементной мантии с костью, а в месте контакта цемента с эндопротезом. Поэтому относительно легко удалив сам имплант хирург сталкивается с необходимостью удаления ещё и костного цемента, что не представляется возможным адекватно выполнить через костно-мозговой канал. Поэтому для адекватного удаления костного цемента приходится вскрывать костно-мозговой канал на протяжении, трепанируя бедренную кость. Такая операция на порядок сложнее, травматичнее и часто даёт худшие результаты. Поэтому, при возможности, у молодых пациентов следует отдавать предпочтение имплантам бесцементной фиксации, поскольку за свою жизнь пациент может перенести до 5 ревизионных вмешательств.

Что касается возраста пациентов от 55 до 75 лет, то в данной возрастной категории выбор импланта в большей степени зависит от опыта и предпочтений хирурга. В нашей стране, учитывая возрастающую продолжительность жизни, при отсутствии противопоказаний предпочтение отдаётся тотальным эндопротезам тазобедренного сустава бесцементной фиксации, что соответствует общемировым тенденциям.

В последние десятилетие активно расширяются показания к выполнению тотального эндопротезирования тазобедренного сустава у лиц моложе 30 лет, а также подростков в случаях ювенильных остеоартрозов, болезни Пертеса, диспластического коксартроза. Причиной этому являются высокий процент отличных результатов лечения данных заболеваний путем эндопротезирования по сравнению с традиционными методиками, долгосрочный эффект от лечения, его относительная безопасность, а главное - возможность сохранения или восстановления привычного до болезни образа жизни. С современными эндопротезами пациенты способны почти не испытывать ограничений и даже заниматься спортом.

В связи с подобной тенденцией возможность проведения при необходимости многократных и относительно технически простых ревизий эндопротеза становится еще более актуальной. Ведь при современной продолжительности жизни у молодого человека, первичное эндопротезирование которому было выполнено в 20 лет, может состояться более 5 ревизионных вмешательств на данном суставе. В таком случае обычно возникает ситуация, когда каждый следующий протез замещает всё большее и большее количество кости, тем самым с каждой последующей ревизией сокращая количество собственной кости пациента. Теоретически может возникнуть ситуация, когда кости для очередной ревизии не останется совсем.

Большой вклад в уменьшение количества кости при ревизионных вмешательствах вносит и так называемое явление «стресс-шилдинг» - асептическое рассасывание кости выше точки фиксации бедренного компонента эндопротеза, поскольку в этой зоне кость почти перестаёт испытывать нагрузку (нагрузка переходит на эндопротез) и атрофируется.

Одним из путей решения данной проблемы является использование бедренных компонентов эндопротеза, требующих для установки минимального удаления кости и максимально высокой точки фиксации, как например укороченные бедренные компоненты проксимальной фиксации. Такие импланты обладают меньшими, по сравнению со стандартными, размерами и, соответственно, требуют удаления меньшего количества кости. Точка же их фиксации располагается в метафизарной зоне бедренной кости, что способствует более физиологичному распределению нагрузки на кости и тем самым снижает её резорбцию.

Другим путем для продления службы эндопротеза является замена пары терния головка\тазовый компонент с традиционной металл по полиэтилену на другие, имеющие более высокую износостойкость и более низкий коэффициент трения – так называемые «твердые пары трения». Мы рассмотрим две наиболее популярные в настоящее время пары трения – металл по металлу и керамика по керамике.

В эндопротезах с «металл – металлической» парой трения все компоненты изготавливаются из металла. Наиболее распространенным на сегодняшний день материалом для создания металлических компонентов эндопротезов является кобальт – хромовый сплав (CoCr).

К преимуществам Ме-Ме пары трения, в первую очередь относится их долговечность за счет большой износостойкости, что может значительно уменьшить количество ревизионных операций из-за расшатывания имплантированного сустава. Это очень важно при проведении операции по эндопротезированию тазобедренного сустава у молодых пациентов, и, поскольку, данная группа больных в основном ведет активный образ жизни, то им необходим максимально возможно большой объем функций в установленном суставе.

Данная проблема эффективно решена возможностью установки головки протеза большего диаметра, максимально соответствующую размеру собственной головки бедра пациента. С увеличением диаметра головки достигается также увеличение площади «смачивания», что также уменьшает трение между компонентами искусственного сустава.

Тем не менее, целесообразность массового использования эндопротезов тазобедренного сустава (ЭПТС) с «металл-металлической» (Ме-Ме) парой трения является предметом спора среди современных ортопедов. Причина заключается в том, что наряду с большими преимуществами над другими материалами металлические сплавы в небольшом проценте случаев могут вызывать ряд побочных явлений (металлоз окружающих сустав мягких тканей, системное токсическое действие ионов металла, попавших в кровоток, возможно и канцерогенное действие).

Поэтому все большее распространение в последнее время получает другая «твердая пара трения» - керамика по керамике, компоненты которой произведены из современных видов оксидной керамики.

Как материал с физико-химической точки зрения керамика имеет ряд существенных преимуществ над металлическими сплавами. Во-первых, керамика биоинертна, соответственно не вызывает какой-либо реакции со стороны тканей организма.

Во-вторых, керамика очень прочный и износоустойчивый материал, а, значит, при ее использовании образуется очень небольшое количество продуктов износа, на порядок меньшее, чем в паре терния металл по полиэтилену, практически не приводящее к местным или системным патологическим проявлениям. А также, поскольку керамика это оксид, то она не окисляется, соответственно нет коррозии, присущий металлам.

В третьих, керамика не деформируется при ударе, воздействии высоких температур и давления. Такая стабильность способствует предотвращению деформации активных поверхностей при стерилизации, цементировании или при действии давления, возникающего во время эксплуатации эндопротеза.

Таким образом, в настоящее время имеется множество возможностей для максимального продления срока службы эндопротеза, которыми используются в нашей клинике на благо наших пациентов.

На представленных снимках отражены операции по установке тотальных бесцементных эндопротезов с использованием «твердых пар трения».