Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава

На нашем сайте есть отдельные статьи, посвященные эндопротезированию тазобедренного сустава, подробно описывающие процесс подготовки к операции, пребывание в клинике при эндопротезировании тазобедренного сустава:

 

Сейчас мы подробно поговорим о том, какие вообще существуют эндопротезы тазобедренного сустава, и попытаемся дать ответ на непростой вопрос:

В современном мире в интернете, казалось бы, можно найти ответ на любой вопрос, и многие люди, подходя к ответственному решению об операции эндопротезирования тазобедренного сустава, пытаются найти информацию о существующих типах, марках и моделях эндопротезов. Поэтому на консультациях очень часто мы, врачи, занимающиеся эндопротезированием, слышим утверждения от пациентов:

  • «Я читал (читала), что самый лучший эндопротез – керамический (с керамической парой трения)».
  • «Цементный протез – это плохо, самый лучший – бесцементный».
  • «Хорошие эндопротезы делают в Германии (Швейцарии, США, Великобритании и т.д.)».

Если бы все было так просто, то уже давно бы появился «немецкий керамический бесцементный эндопротез», который бы был самым лучшим, а все остальные бы прекратили свое существование.

Итак, во-первых, самого лучшего эндопротеза не существует.

Во-вторых, конечно же, существует много разных эндопротезов, и какие-то из них  лучше, а другие… лучше в чем-то другом. При одном маленьком условии – если мы говорим об эндопротезах известных фирм-производителей с мировым именем.

В целом можно сказать, что существуют более дорогие модели эндопротезов и более дешевые. Но опять же это не означает, что дорогие модели лучше. Конечно же, выпуская новую модель эндопротеза, фирма-производитель вынужденно делает ее дороже, чем предыдущие модели, ведь разработка нового имплантата требует значительных денежных трат на исследовательскую работу, модернизацию производственных линий, маркетинг и т.д. Новые модели эндопротезов учитывают недостатки предыдущих поколений, и, вероятно, современные модели будут более долговечными и надежными. 

С другой стороны, не всегда нововведения в конструкциях эндопротезов оказываются благом. Здесь уместно упомянуть о фирме DePuy, принадлежащей концерну Johnson&Johnson. Эта всемирно известная фирма, существующая более 100 лет, выпустила новую чашку (вертлужный компонент) для эндопротезирования тазобедренного сустава под названием ASR в июле 2003 года. Однако по данным регистра эндопротезирования Великобритании, оказалось, что эта чашка дает неприемлемо высокий процент неудовлетворительных исходов (около 4% установленных эндопротезов потребовали замены в течение 2 лет). Аналогичные цифры показали и регистры других стран (3-8%). В связи с этим в августе 2010 года фирма DePuy приняла решение об «отзыве» чашек ASR и прекратила их реализацию. К этому моменту по всему миру уже было установлено около 93 тысяч таких чашек. При этом чашка ASR использовала модную и высокотехнологичную пару трения металл-металл. Подробнее об истории с чашками ASR фирмы DePuy вы можете почитать в статье британского медицинского журнала (BMJ).

Стоит отметить, что история с чашками ASR фирмы DePuy не единственная в своем роде. В середине 1990-х годов фирма 3M «отзывала» чашку Capital Hip. Такие ситуации подчеркивают честность и порядочность фирм-производителей по отношению к своим клиентам (наших пациентам). Здесь можно провести аналогию с автомобилями: всемирно признанные производители (Тойота, Ниссан, Мерседес-Бенц, Митсубиси, Форд и т.д.) периодически производят отзыв своей продукции по поводу той или иной технологической недоработки, а местечковые автомобильные заводы, производящие некачественные автомобили, не делают отзывов никогда. А ведь качество автомобиля – это безопасность и, порою, жизнь людей.

Так что не всегда новое – самое лучшее. Опять же приведем в пример фирму DePuy, чтобы у читателя не возникло ощущения о том, что это «плохая» фирма. С 1986 года эта фирма выпускает ножку эндопротеза тазобедренного Corail с гидроксиапатитовым покрытием. С тех пор реализовано более 700 тысяч таких ножек в 75 странах и они до сих пор пользуются популярностью у врачей, занимающихся эндопротезированием тазобедренного сустава. По данным регистров Австралии и Великобритании в 2010 году ножка Corail устанавливалась чаще, чем любая другая бесцементная!

Но, тем не менее, технологический процесс производства эндопротезов тазобедренного сустава не стоит на месте и новые модели, учитывающие недостатки предыдущих, как правило, все-таки лучше.

 В-третьих, гораздо более важно то, как хорошо будет выполнена операция, а не то, насколько «крутой» или «дорогой» эндопротез будет выбран. К сожалению, некорректная установка не спасет «самый лучший» эндопротез, а правильно установленный в ходе операции «эндопротез-середнячок» уверенно и без проблем может прослужить многие десятилетия. Так что главное, все-таки, как бы это банально не звучало, – руки хирурга. Однако у хирурга, особенно много оперирующего, появляются свои предпочтения в выборе тех или иных моделей эндопротеза тазобедренного сустава. Например,  у фирмы Zimmer есть чашка Trilogy, а у DePuy – чашка Pinnacle. Технологически и внешне эти чашки очень похожи, но различия, конечно же, есть (по методу фиксации вкладыша, по типу покрытия чашки, контактирующего с костью, по размеру трех отверстий для винтов). Так вот, у чашки Trilogy диаметр отверстий меньше, а у Pinnacle – больше. С одной стороны, чем меньше площадь отверстий для винтов – тем лучше, ведь возрастает площадь контакта чашки с костью, а с другой стороны маленькие отверстия Trilogy не позволяют увидеть села ли чашка на дно вертлужной впадины до конца, или еще остался промежуток. В связи с этим хирурги, предпочитающие чашку Pinnacle с более широкими отверстиями, говорят: «Я уверен в этой чашке – ее можно контролировать и быть уверенным в том, что она на дне». Кроме того, опытные хирурги при установке чашки контролируют глубину ее посадки не только глазом, но и даже на слух – звук при забивании чашки изменяется при посадке чашки на дно вертлужной впадины. И таких особенностей при установке чашке, ножки, вкладыша, головки возникает несколько десятков, и все они влияют на качество установки эндопротеза. Так что еще раз повторим банальное правило – залог успеха – хирург, а не эндопротез. Хороший хирург сам подберет вам правильную модель эндопротеза или предложит разумные альтернативы там, где они возможны. Не нужно заниматься поиском лучшего эндопротеза – займитесь поиском лучшего хирурга!

В-четвертых, если существует много разных моделей эндопротезов, значит это кому-нибудь нужно. Кому-то лучше всего подойдет один тип эндопротеза, а кому-то – другой. Так что, опять же, лучше всего оставить выбор модели эндопротеза профессионалу. Но как найти его, своего врача? Есть хорошая пословица: «Качество игры гроссмейстера зависит от количества сыгранных партий». Действительно, как правило, лучше оперирует тот хирург, который оперирует много. Считаются опытными пожилые хирурги, и это правильно, но возраст хирурга не всегда указывает на его большой опыт именно в эндопротезировании тазобедренного сустава. В нашей стране много 30-летних хирургов, которые ежедневно оперируют по 3-5 тазобедренных суставов, накапливая в своем активе по многу сотен   эндопротезирований тазобедренного сустава в год, что является прекрасным показателем по мировым меркам: в мире считается опытным хирург, который выполняет более 50 эндопротезирований тазобедренного сустава в год. Если ежегодное число операций меньше, то такого хирурга будут считать «вечно обучающимся» вне зависимости от того, сколько ему лет: 30, 40, 50, 60 или даже 70.

Когда на международных конференциях мы общаемся с нашими зарубежными коллегами и говорим им о том, что в нашей стране существует несколько центров, где выполняют больше одной тысячи операций эндопротезирования в год, то у многих из них на лицах появляется искреннее удивление и уважение. Ведь в подавляющем большинстве европейских и американских клиник в год выполняется 200-300 эндопротезирований в год. Такая уникальная ситуация в нашей стране сложилась благодаря системе высокотехнологичной медицинской помощи, когда эндопротезирование, финансируемое федеральным бюджетом, сосредоточено в нескольких клиниках, центрах травматологии и ортопедии. Так что во многом уже следует признать неверным и устаревшим утверждение о том, что хорошие хирурги заграницей. В России много своих талантливых хирургов, обладающих порой много большим опытом, чем зарубежные коллеги.

Этого нельзя сказать о самих эндопротезах. К сожалению, отечественные технологии и ряд других порой непреодолимых факторов не позволяют добиться того качества эндопротезов и инструментов, которые нужны пациенту и его хирургу. Так что в выборе самого эндопротеза на сегодняшний день и на ближайшие несколько лет придется доверять только иностранным производителям.

 Но вернемся к выбору своего хирурга.  Мы выяснили, что правильный тот хирург, который оперирует много. Но может получиться так, что даже много оперирующий хирург не стремится изучать современные научные публикации по эндопротезированию тазобедренного сустава, не интересуется опытом коллег и работает «по накатанной», не стремясь совершенствоваться. К сожалению, такие хирурги тоже встречаются и, наверное, это не самый лучший и надежный вариант, хотя, несомненно, труд таких хирургов помогает многим и многим пациентам.

Есть еще один момент. Результат эндопротезирования определяется не только качеством самой операции, но и соблюдением правил реабилитации. После операции у пациента всегда возникают те или иные вопросы: Почему отекает нога? Как долго может повышаться температура? Когда можно водить машину? Когда можно пойти в баню? и т.д. Представьте, что вам достался «хирург-бука», который, прекрасно оперируя, не любит  отвечать на вопросы пациента, отмахиваясь или отвечая неполно. На многие эти и другие вопросы можно найти ответы на нашем сайте, но не все ситуации однотипны и максимально точный и правильный совет может дать только очный врач. 

Итак, главное выбрать не эндопротез, а хирурга. Но и выбор хирурга не так прост, так что мы все же поговорим о том, какие бывают эндопротезы и чем они отличаются.

Как мы уже говорили, доверять следует производителям с мировым именем. Ниже представлена таблица с логотипами и ссылками на официальные сайты компаний, производящих наиболее качественные эндопротезы тазобедренного сустава, имеющие историю, производственные и научные ресурсы, являющиеся мировыми лидерами по объему продаж.

 

Название компании

 

Логотип компании

(щелкните мышкой, чтобы перейти на сайт фирмы производителя эндопротезов)

Zimmer

(Зиммер, международная компания)

DePuy

(ДеПью, международная компания,  принадлежит концерну Johnson&Johnson, Джонсон энд Джонсон)

Stryker

(Страйкер, международная компания)

Smith & Nephew

(Смит энд Нефью, международная компания)

Biomet

(Байомет, международная компания)

Aesculap, B. Braun

(Эскулап Би Браун, международная компания)

Каждая из этих компаний является международной и нельзя сказать, что какая-то из них немецкая, английская или американская. Почти все эти компании имеют заводы в разных странах, а штаб квартиры, как правило, расположены в США.

В настоящее время качество эндопротезов ведущих западных производителей практически не отличается по соотношению цена-качество, так что выбор фирмы-производителя эндопротеза тазобедренного сустава разумно предоставить хирургу: ведь для эндопротезирование нужно не просто несколько «коробочек» с имплантатами, а полный набор имплантатов различных типоразмеров, качественные инструменты для установки эндопротеза, силовое оборудование и ряд других расходных материалов, которые без проблем должны поставляться представителем фирмы-производителя эндопротезов. Между тем представители фирм есть не во всех городах России, поэтому просить хирурга, например в Вологде, о том, чтобы он вам установил протез, например, только фирмы Smith&Nephew, может оказаться неразумным – в этом городе может не оказаться представителя именно этой фирмы, а транспортировка необходимого оборудования из другого города будет сопряжена с излишними тратами и нести в себе риск предоставления неполной линейки продукции. Хирурги сами знают, какая фирма обеспечивает качественные поставки в их городе и сами предложат вам оптимальный вариант.

Попытки пациента самостоятельно найти эндопротез «получше и подешевле» заведомо бессмысленны, поскольку, повторимся, для эндопротезирования нужен не только сам эндопротез, но и набор специальных инструментов, которые зачастую размещаются в 3-8 ящиках! На фотографии ниже показан как раз такой набор инструментов, посмотрите как их много:

Набор инструментов для установки эндопротеза тазобедренного сустава

В крупных российских городах, как правило, есть представители всех перечисленных выше производителей эндопротезов тазобедренного сустава.

Есть и несколько других известных и уважаемых компаний (DJO Global, Waldemar LINK, Exactech, Sulzer Medica, Wright Medical Group, Сeraver, ImplantCast)  но они или не представлены в России, или имеют неразвитую дистрибьюторскую сеть.

В последние несколько лет появилось много новых фирм в Индии, Тайване, Китае (например, тайванская компания United Orthopedic Corporation), которые выпускают клоны эндопротезов ведущих мировых фирм. Пока отношение к их продукции настороженное; впрочем, учитывая промышленные возможности этих стран, не исключено, что в обозримом будущем они займут значительное место на мировом рынке эндопротезов тазобедренного сустава.

Итак, выбор самого лучшего эндопротеза не так прост, как казалось вначале, и будет логичным и разумным оставить выбор эндопротеза врачу. Однако эндопротезирование – очень ответственный шаг, и, поэтому, все-таки будет правильным, если вы будете знать об эндопротезах немного больше.

Классический тотальный эндопротез состоит ножки, чашки и головки. Самый распространенный вид эндопротезирования – это тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава. В ходе этой операции заменяют на искусственные как шейку с головкой бедренной кости, так и вертлужную впадину (двухполюсное или тотальное эндопротезирование).

При замещении обоих компонентов сустава (головка и впадина) эндопротезирование называется тотальным. Компоненты эндопротеза могут фиксироваться за счет вколачивания в кость во время операции - так называемая бесцементная фиксация пресс-фит (press-fit). Впоследствии кость прорастает в пористую поверхность или специальные борозды эндопротеза. Чашка эндопротеза (тазовый компонент, замещающий вертлужную впадину) при бесцементной фиксации также имеет пористое покрытие для последующего прорастания кости. Чашка может дополнительно фиксироваться винтами. Некоторые модели эндопротезов покрыты гидроксиапатитом: например, уже упомянутая нами ножка Corail фирмы DePuy.

Бесцементный метод фиксации более предпочтителен для молодых пациентов: он обеспечивает хорошую фиксацию благодаря высокой плотности кости и более благоприятен в отношении повторной операции по замене эндопротеза. Хотя сроки службы эндопротезов постоянно увеличиваются благодаря развитию технологий, они все еще остаются ограниченными и у молодых пациентов в будущем может потребоваться плановая замена эндопротеза. Подробнее о плюсах и минусах цементных и бесцементных эндопротезов мы поговорим позже. 

Тотальное (двухполюсное, т.е. замещается и шейка бедренной кости, и вертлужная впадина) бесцементное эндопротезирование при переломе шейки бедра. Слева – рентгенограмма после операции. Справа – внешний вид бесцементного эндопротеза с пористым покрытием. Представлена одна из самых распространенных компоновок бесцементного эндопротеза, состоящая из чашки, вкладыша из высокомолекулярного полиэтилена, металлической головки и ножки

 

У пожилых пациентов, особенно с переломами шейки бедренной кости, чаще выбирают фиксацию эндопротезов с помощью особого полимерного цемента, который обеспечивает быструю и надежную фиксацию даже в условиях снижения прочности и плотности костей (остеопороз), часто наблюдаемой у таких пациентов. Однако если сопутствующие заболевания у пожилого пациента с переломом шейки бедренной кости не критичны, а состояние кости хорошее, то возможна установка и бесцементного эндопротеза.

Эндопротез цементной фиксации

Итак, начнем с ножки (бедренного компонента) – той части эндопротеза, которая вставляется в канал бедренной кости.

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. Угол, под которым соединяются шейка и тело, называют шеечно-диафизарным углом. Как правило, он равняется 135 градусам, но бывают ножки с углом в 125 и 145 градусов. 

Части ножки эндопротеза тазобедренного сустава на примере ножки Spotorno фирмы Zimmer

 

Среди существующих моделей ножек эндопротеза тазобедренного сустава можно выделить следующие основные характеристики:

  • Тип фиксации (цементная или бесцементная).
  • Покрытие ножки.
  • Форма ножки. 
  • «Шеечно-диафизарный угол» и оффсет

Вы заметили, что мы пропустили такой параметр, как материал, из которого изготовлена ножка? Странно, ведь именно этот вопрос чаще всего задают пациенты и их родственники: «Из чего сделана ножка? Какой металл? Какой сплав? Она титановая или железная?». На самом деле материал (сплав), из которого изготовлена ножка эндопротеза тазобедренного сустава, вызывает наименьшее число вопросов среди хирургов, инженеров, ученых, а другие параметры, которые мы как раз и перечислили, вызывают порой жаркие споры. Но, все же, из чего изготовлена ножка?

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

Ножки цементной фиксации (например, CPT фирмы Zimmer) изготавливаются из кобальт-хромового сплава или кобальт-хром-молибденового сплава. В настоящее время используется кобальт-хромовый или кобальт-хром-молибденовый сплавы, поскольку стальные ножки, использовавшиеся в 1970-1975 годах (аналогичная CPT ножка Exeter фирмы Stryker), показали себя достаточно хрупкими и могли ломаться (из 433 ножек сломалось 13). Кобальт-хром-молибденовый сплав известен под названием Виталлиум (Vitallium), состоящий из 60% кобальта, 20% хрома, 5% молибдена и других составляющих.

Бесцементные ножки делают сплавов на основе титана, который показывает прекрасную биосовместимость. В 1960-х – 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.

Тип фиксации (цементная или бесцементная). Принципиальное отличие цементных и бесцементных моделей эндопротезов заключается в принципе их фиксации в кости. Бесцементные ножки имеют шероховатую поверхность, которая позволяет кости врастать в ножку. Они  устанавливаются в кость по методу «плотной посадки» (press-fit), т.е. вколачиваются в канал бедренной кости после того, как его форма будет адаптирована под форму ножки специальными рашпилями. Цементные эндопротезы фиксируются в кости специальным полимерным цементом, обычно изготовленным из полиметилметакрилата.

Цементная и бесцементная фиксация ножек эндопротеза

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

Слева – ножка CPT фирмы Zimmer с полированной поверхностью. Качество полировки столь высокое, что поверхность выглядит почти как зеркало и порой дaже слепит хирурга, отражая яркий свет от операционных ламп. Cправа – ножка VerSys Advocate фирмы Zimmer с сатинированной поверхностью.

 

Поверхность бесцементных ножек – очень важный вопрос, ведь именно характеристики покрытия будут во многом определять врастание кости, и, соответственно надежность и долговечность ножки эндопротеза. 

Поверхность бесцементой ножки эндопротеза тазобедренного сустава может быть покрытой специальными веществами, облегчающими врастание кости, или шероховатой с микропорами (спрессованные шарики, проволока, плазменное титановое напыление, трабекулярный металл, комбинированные варианты). Иногда встречается и сочетание поверхности с пористым покрытием и плазменным напылением специальных веществ.

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 (гидроксифосфат кальция). «Золотой стандарт» ножки с гидроксиапатитовым покрытием – Corail фирмы DePuy концерна Johnson и Johnson. Эту ножку ортопеды иногда называют «невестой» за красивый белый цвет:

Ножка Corail фирмы DePuy концерна Johnson и Johnson с гидроксиапатитовым покрытием. Слева – общий вид ножки, справа – увеличение части ножки с гидроксиапатитом

 

Как мы уже отмечали, шероховатая поверхность кости, облегчающая врастание кости, может быть получена различными способами: спрессованные шарики, проволока, плазменное титановое напыление, трабекулярный металл. Шероховатая поверхность может покрывать всю ножку или только верхнюю часть ножки, которая располагается в вертельной зоне.

Варианты поверхностей ножек эндопротезов на примере линейки фирмы Zimmer. Слева направо: ножка VerSys Beaded MidCoat с покрытием из спрессованных шариков, ножка VerSys fiber metal 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 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 выпускаемых ножек являются безворотничковыми.

Все описанные выше варианты покрытия ножки эндопротеза тазобедренного сустава касаются микроструктуры, но часто производители дополняют ножку специальными выступами, ребрами, арками и прочими геометрическими «украшениями», которые не облегчают врастание кости, но способствуют более прочной первичной фиксации ножки в канале бедренной кости:

Варианты геометрии формы ножки. Слева направо. Ножка CLS Spotorno фирмы Zimmer с тремя продольными ребрами, ножка Alloclassic 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 форме ножки? Казалось бы все просто. Ножка должна максимально соответствовать форме канала бедренной кости и в таком случае все будет хорошо. Но дело обстоит сложнее. Во-первых, все люди разные и одинаковых каналов бедренной кости не существует – можно лишь выделить основные варианты: 

Три основных формы канала бедренной кости

Так что несложно догадаться, что только лишь по этой причине не может быть самой лучшей ножки для всех пациентов. Можно выделить три основных варианта формы ножек эндопротезов тазобедренного сустава: расширяющиеся сверху (например, Alloclassic фирмы Zimmer), прямые (с прямым наружным краем, например VerSys или Spotorno фирмы Zimmer) и изогнутые (например, Fitmore фирмы Zimmer или Corail фирмы DePuy). Каждая из форм имеет свои плюсы и минусы, особенности и тонкости установки, соответствует определенным вариантам формы канала бедренной кости и обсуждать эти особенности, пожалуй, интересно только профессионалам.

 

Три классических формы ножки: изогнутая, прямая и расширяющаяся.

 

Есть еще один важный параметр формы ножки: поперечное сечение. Ножки в поперечном сечении могут быть круглыми, четырехугольными. Как мы уже отмечали, в последнее время имеется тенденция к сглаживанию углов четырехугольных ножек. Казалось бы, оптимальной будет ножка круглого сечения, ведь сам канал кости круглый! Но и этот вопрос не так прост. Во-первых, канал бедренной кости изогнут. Во вторых, модуль эластичности кости не одинаков в верхней части и в нижней, и ножки круглого сечения будут блокироваться в нижней части канала кости, при этом верхняя часть кости будет ненагружаемой и будет постепенно рассасываться (так называемый стресс-шилдинг). Идеальная ножка эндопротеза тазобедренного сустава должна обеспечивать равномерный переход нагрузки на кость не только по окружности канала, но и в верхней и нижней части. Биомеханика четырехугольных ножек или ножек со скругленными углами сводится к принципу трехточечной фиксации в изогнутом канале бедренной кости, 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 среди хирургов своих сторонников  и каждый лагерь, по своему, обоснованно прав.

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

Коническая ножка Wagner фирмы Zimmer. Вид спереди, вид слега сверху. Коническая форма позволяет вращать ножку в канале и устанавливать ее под нужным углом. Это может быть необходимым при значительных деформациях канала бедренной кости, которые часто встречаются после каких-либо предшествовавших операций (корригирующие остеотомии по поводу врожденных вывихов, дисплазий, остеосинтезов по поводу переломов вертельной области).

 

«Шеечно-диафизарный угол» и оффсет. Мы уже писали, что у ножки эндопротеза тазобедренного сустава есть такой показатель, как шеечно-диафизарный угол. Он образован соединением шейки и тела ножки эндопротеза и, как правило, равняется 135 градусам. Иногда выпускаются ножки с 125 или 145 градусным углом:

Ножки Wagner фирмы Zimmer. Слева с углом 125 градусов. Справа – 135 градусов.

 

Еще один важный показатель – длина шейки, которая определяет оффсет, т.е. горизонтальное расстояние между конусом и центром тела ножки эндопротеза тазобедренного сустава. 

Ножки CLP фирмы DJO.  Слева – с увеличенным оффсетом, справа – с нормальным оффсетом

 

Для того чтобы подобрать нужный конкретному пациенту шеечно-диафизарный угол и оффсет, выпускают так называемые модульные ножки, которые состоят из двух соединяющихся частей: тела и шейки с конусом. Такая технология позволяет подобрать практически по настоящему индивидуальный эндопротез, но она не лишена недостатков. Во-первых, монолитная ножка прочнее, а соединение шейки с телом в модульной ножке – потенциально слабое место. Во-вторых, увеличение количества компонентов (ведь по сути модульная шейка – новый компонент, который имеет много вариантов), ведет к неизбежному подорожанию итак недешевого эндопротеза тазобедренного сустава. 

Модульная ножка SMF компании Smith&Nephew. Различные варианты шеек позволяют не только подбирать нужный шеечно-диафизарный угол и оффсет, но и наклон вперед или назад

 

Анатомические ножки. Бедренная кость, если на нее смотреть сбоку, выгнута кпереди, и, соответственно, канал внутри бедренной кости тоже изогнут. Обычно ножки эндопротеза тазобедренного сустава, если смотреть на них сбоку, прямые. И такое несоответствие приводит к тому, что ножка блокируется в канале бедренной кости «в повороте» в трех точках. Для того, чтобы увеличить площадь контакта ножки со стенками канал а бедренной кости выпускают изогнутые анатомические ножки. Такие ножки несимметричны и имеют левый и правый варианты соответственно для левого и правого тазобедренного сустава. Такая технология повышает стоимость эндопротеза – ведь производителям нужно вдвое увеличить количество рашпилей для обработки канала бедренной кости (отдельные рашпили для левой и правой бедренной костей). Стоит отметить, что эта технология в исследованиях не показала неоспоримого преимущества и в подавляющем большинстве случаев используются универсальные ножки, которые подходят одновременно для левой и правой ноги. 

Слева – прямая ножка, которая фиксируется в изогнутом канале бедренной кости в трех точках. Справа – изогнутая ножка, которая повторяет форму канала бедренной кости. Соответственно площадь контакта такой ножки с внутренней частью кости больше, чем у прямой ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Красными линиями показаны плотные контакты ножки с костью 

 

Существуют еще более сложные конструкции модульных ножек, которые используются при мегапротезировании, т.е. тогда, когда заболеванием (например, опухолью) поражена вся верхняя часть бедренной кости. Такие ножки могут состоять из многих частей и быть очень длинными. 

Модульная ножка эндопротеза тазобедренного сустава Mutars немецкой фирмы ImplantCast

 

Подводя итог разнообразию бесцементных ножек эндопротеза тазобедренного сустава можно выделить девять основных типов формы ножек:

Девять основных типов формы ножек эндопротезов тазобедренного сустава. 1 – простой клин (имеет форму клина сбоку), а – с прямым наружным краем, б – со скошенным наружным краем; 2 – двойной клин; 3 – с расширенной верхней частью и круглым сечением снизу; 4 – конические; 5 – четырехугольного поперечного сечения; 6 – цилиндрические; 7 – модульные; 8 – анатомически изогнутые; 9 – короткие. 

 

 

Хирург, планируя операцию эндопротезирования тазобедренного сустава, подбирает наиболее подходящую ножку по рентгенограмме, прикладывая к ней специальные шаблоны контуров различных типов и размеров ножек. При этом учитываются многие параметры: форма канала, имеющиеся деформации, выраженность остеопороза и т.д.

Планирование подходящей ножки по шаблонам, которые хирург прикладывает к рентгенограмме

Сначала по шаблону спиливают шейку и головку бедренной кости

 

Затем специальным инструментом открывают канал бедренной кости

 

После этого канал бедренной кости разрабатывают специальными рашпилями, повторяющими форму ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Рашпили последовательно меняют от меньших к большим до тех пор, пока рашпиль не будет плотно заклиниваться в канале бедренной кости

 

 

На рашпиль одевают примерочную головку, вправляют ее в заранее установленную чашку эндопротеза и проверяют движения

 

Подобрав нужный размер ножки и головки, внутрь канала вставляют пробку, которая будет задерживать цемент и не пускать его вниз по каналу бедренной кости

 

 

В канал бедренной кости вводят специальным шприцом жидкий цемент

 

На кончик цементной ножки надевают специальный централизатор, который не даст ножке перекоситься в канале бедренной кости  и ножка будет введена правильно

 

В пока еще жидкий цемент вставляют ножку, излишки цемента убирают и через 5-8 минут, когда цемент затвердеет, ножка будет зафиксирована очень прочно

 

Так же как и при цементной ножке, сначала по шаблону спиливают шейку и головку бедренной кости

 

Затем специальным инструментом открывают канал бедренной кости

 

После этого канал бедренной кости разрабатывают специальными рашпилями, повторяющими форму ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Рашпили последовательно меняют от меньших к большим до тех пор, пока рашпиль не будет плотно заклиниваться в канале бедренной кости

 

На рашпиль одевают примерочную головку, вправляют ее в заранее установленную чашку эндопротеза и проверяют движения

 

Далее в канал вставляют ножку эндопротеза

 

И вколачивают ее до тех пор, пока она прочно не вклинится в канале бедренной кости

 

Чашка эндопротеза тазобедренного сустава имеет полусферическую форму. После обработки вертлужной впадины специальными фрезами чашка крепится в вертлужной впадине цементным или бесцементным способом. Соответственно, чашки бывают цементные и бесцементные.

По форме чашки бывают полусферическими и низкопрофильными. Отличает их размер – полусферические чашки в соответствии со своим названием имеют форму полусферы, а низкопрофильные – чуть меньше. Низкопрофильные чашки дают большую амплитуду движений, но, с другой стороны, они могут провоцировать вывих за счет меньшей высоты «бортиков». Для того, чтобы уменьшить вероятность вывиха, т.е. выскакивания головки из чашки, по ее краям иногда делают увеличенные края – козырьки, которые располагают в наиболее в тех местах, где может произойти вывих (сверху и чуть сзади). 

Схематическое изображение формы полусферических (слева) и низкопрофильных (в центре) чашек эндопротезов тазобедренного сустава. Справа – схематическое изображение чашки с козырьком. Рыжая фигура – контур чашки при взгляде сбоку, синий круг – воображаемая сфера, пунктирная линия – диаметр (линия, проходящая через центр)

Цементные чашки делают из высокомолекулярного поперечно связанного полиэтилена. Конечно же, это не тот полиэтилен, из которого делают пакеты или упаковку в супермаркете. Полиэтилен, использующийся для изготовления цементных чашек, имеет очень высокую молекулярную массу (от 2 до 6 миллионов), а обычный полиэтилен имеет молекулярную массу в 80 000—500 000. Более того, молекулы медицинского полиэтилена связаны между собой. В медицинском полиэтилене отсутствуют низкомолекулярные примеси. По сути, медицинский высокомолекулярный полиэтилен (или даже ультравысокомолекулярный полиэтилен) представляет собой абсолютно новый, отличающийся от обычного полиэтилена материал. Высокомолекулярный полиэтилен очень дорог и применяется только в медицине из-за трудностей при изготовлении деталей: он обладает низким ПТР (показатель текучести расплава) и перерабатывается только литьём. Использование высокомолекулярного полиэтилена в эндопротезировании  стало возможным благодаря титаническому труду гениального британского ортопеда Сэра Джона Чарнли (Sir John Charnley), который начал применять эту технологию в 1962 году. Ультравысокомолекулярный полиэтилен начал использоваться в 2005-2006 годах, поэтому показатели долговечности эндопротезов скорее всего улучшаться.

Внешняя сторона цементных чашек имеет ступеньки или зубчики, которые увеличивают прочность фиксации чашки в цементе.

Внутренняя сторона чашки имеет правильную гладкую полусферическую форму, внутри которой и происходит движение головки эндопротеза. Диаметр внутренней части цементной чашки должен точно соответствовать диаметру головки. Чаще всего используются диаметры 28 мм и 32 мм, но иногда встречаются редкие диаметры 22 мм и 26 мм.

Цементные полиэтиленовые чашки рентгенпрозрачны, т.е. 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. 

 

 

Цементная чашка Muller. Внешняя сторона имеет специальные выступы. Внутренняя сторона гладкая, именно во внутренней сфере происходит движение головки. По краю виден металлический ободок, который позволяет оценивать положение чашки на рентгенограммах

Рентгенограмма после цементного эндопротезирования тазобедренного сустава. Сама чашка в отличие от металлической ножки и головки не видна, на рентгенограмме видны только металлические маркеры чашки, отмеченные рыжими стрелками.

 

Цементные чашки могут быть низкопрофильными, полусферическими и могут иметь козырек, препятствующий вывихам головки. 

Цементные чашки эндопротеза тазобедренного сустава. Слева – низкопрофильная чашка Muller, в центре – полусферическая чашка ZCA с 10 градусным козырьком, справа – полусферическая чашка ZCA All-Poly. Все эти чашки изготовлены фирмой Zimmer, но цементные чашки выпускаются практически всеми фирмами производителями эндопротезов тазобедренного сустава

Бесцементные чашки, точно также как и бесцементные ножки, устанавливаются в предварительно обработанной сферическими фрезами вертлужной впадине методом «плотной посадки» (press-fit).

Чашки изготавливают из титан-алюминий-ванадиевого сплава или из титан-алюминий-ниобиевого. Наружная поверхность чашки, контактирующая с костью, имеет пористое покрытие из спрессованных шариков, проволоки или трабекулярного металла. В отличие от бесцементных ножек пескоструйная обработка чашек не используется – для прочной фиксации чашки нужна более «грубая» поверхность. 

Варианты наружного покрытия бесцементных чашек эндопротеза тазобедренного сустава на примере чашек линейки Pinnacle фирмы DePuy концерна 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 (толщина слоя гидроксиапатита – 35 микрон, благодаря чему поры не закрываются)

 

Вы уже заметили, что бесцементные чашки могут иметь разное количество отверстий. Некоторые вообще лишены отверстий, другие (чаще всего) имеют три отверстия, а иногда чашки похожи на дуршлаг – они все в дырках! Зачем  нужны эти отверстия? Чем больше площадь пористого покрытия чашки, тем больше площадь контакта с костью, и, соответственно, когда позже кость врастет в покрытие чашки, то такая фиксация будет наиболее прочной. Поэтому, казалось бы, предпочтительны чашки без отверстий, так как у них площадь пористого покрытия максимальна. Но, с другой стороны, хирург, устанавливающий чашку по методу плотной посадки в случае чашки без отверстий 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. Но, к сожалению, изменение звука не всегда различимо, что может быть обусловлено состоянием кости (выраженность склероза, наличие кист и так далее). В таком случае хирургу бывает просто необходимо заглянуть в отверстие чашки, через которое можно четко увидеть «села» ли чашка на дно или нужно бить по направителю еще.

Кроме того, иногда склероз вертлужной впадины может быть столь сильно выражен, что несмотря даже на самое современное покрытие чашки с высоким коэффициентом трения фиксация может показаться хирургу недостаточной, и в таком случае через отверстия в чашке можно ввести один или два дополнительных винта, которые будут усиливать фиксацию. Именно поэтому больше всего распространены чашки с тремя отверстиями. Эти отверстия ориентируют сверху и чуть кзади – в этом месте кость, находящаяся за вертлужной впадиной наиболее массивная, и там нет важных кровеносных сосудов, что делает введение винтов безопасным.

В случае дефектов вертлужной впадины, при 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. 

Чашки линейки Pinnacle фирмы DePuy. Слева направо. Чашка с тремя отверстиями, чашка с «зубчиками», чашка без отверстий, чашки 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 и керамики – именно этот материал будет определять пару трения, и мы поговорим об этом подробнее позже.  Вкладыш имеет определенную толщину, и поэтому диаметр головки, как правило, составляет 28-32 мм. Однако большой диаметр головки дает большую стабильность и амплитуду движений. С этой целью некоторые чашки не имеют вкладыша, а головка вращается непосредственно по внутренней полированной стороне чашки. К такому типу чашек как раз и относится чашка M2a-Magnum фирмы Biomet. Благодаря такой «безвкладышной» технологии можно применять головки диаметром 44-66 миллиметров (обычные головки, напомним, имеют диаметр 28 и 32 мм, редко – 36 мм). Такая технология используется и некоторыми другими фирмами. 

Чашка M2a-Magnum фирмы Biomet с внутренней полированной частью – такой чашке не нужен вкладыш и благодаря малой толщине возможно применение головки большого диаметра.

Модульные чашки. В тех случаях, когда вертлужная впадина нестандартна, имеет дефекты (т.е. у нее отсутствуют края, крыша или дно), могут потребоваться индивидуальные эндопротезы, повторяющие индивидуальную форму вертлужной впадины. В таких случаях стандартная чашка дополняется краевыми накладками из пористого тантала (трабекулярного металла). Эти накладки, которые еще называют аугментами (т.е. укрепителями) располагают по бокам от чашки в тех местах, где отсутствует кость. 

Слева – вертлужная чашка с боковой накладкой (аугмент). Справа – чашка с боковой накладкой установлены в кость. Накладка заполняет собой отсутствующую часть крыши вертлужной впадины

 

Боковые накладки (аугменты) выпускаются различных форм и размеров. На фотографии показаны аугменты фирмы Zimmer

Сначала вертлужная впадина рассверливается сферическими фрезами до нужного диаметра. При этом полностью снимается слой хряща

В дне вертлужной впадины делают несколько углублений-отверстий

На дно вертлужной впадины кладут цемент

В цемент прочно вдавливают полиэтиленовую чашку

Остатки цемента по краям полиэтиленовой чашки убирают, и через 5-7 минут цемент твердеет, прочно фиксируя чашку. В процессе отвердевания цемента чашку продолжают вдавливать

 

Так же как и при цементной чашке, сначала вертлужная впадина рассверливается сферическими фрезами до нужного диаметра. При этом полностью снимается слой хряща

 

Чашку вколачивают в кость до тех пор, пока она не заклинится в вертлужной впадине. Как правило, диаметр устанавливаемой чашки на 1-2 миллиметра больше, чем диаметр фрезы, поэтому чашка входит во впадину плотно

 

При необходимости, если у хирурга есть сомнения в прочности фиксации чашки, в ее отверстия вводят один два винта

 

После установки бесцементной чашки в нее ставят вкладыш, внутри которого и будет вращаться головка эндопротеза тазобедренного сустава

 

Размер, до которого нужно рассверливать вертлужную впадину, предварительно оценивается хирургом перед операцией по обычным рентгенограммам, к которым прикладывают специальные шаблоны. 

Планирование размера и положения чашки перед операцией по рентгенограммам и специальным шаблонам

 

Итак, мы подошли к еще одной важной характеристике эндопротеза тазобедренного сустава – паре трения. Внутрь чашки устанавливается вкладыш, а на конус ножки – головка. Именно 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 и также бесцементные чашки для головок с большим диаметром, о которых мы писали выше (M2a Magnum фирмы Biomet и некоторые другие, например и у фирмы Zimmer есть головки диаметром 44 мм).

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, и точно такой же по размерам конус есть внутри головки. Как правило, самый распространенный размер конуса – 12/14 мм, т.е. диаметр 14 мм в основании и 12 мм – на верхушке усеченного конуса:

Конус 12/14 мм на примере ножки эндопротеза тазобедренного сустава Spotorno фирмы Zimmer

 

Размер конуса головки точно соответствует (до сотых долей миллиметра) размеру конуса ножки, за счет чего головка садится на конус ножки «как влитая». Более того, многие производители на поверхности конуса ножки делают специальную микрорезьбу, которая при насаживании головки загибается и благодаря этому головка сидит на ножке эндопротеза очень прочно. 

Микрорезьба на конусе ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Ширина резьбы – около 100 микрометров. После установки головки верхушки резьбы загибаются и блокируют головку

 

Глубина погружения головки на ножку может быть различной и за счет этого хирург в ходе операции подбирает необходимую длину оффсета, которая может изменяться на 20 миллиметров! 

Головки могут иметь разную глубину погружения на конусе ножки эндопротеза. Слева – «короткие» головки, справа – длинные головки. Длину головки часто подбирают в ходе самой операции таким образом, чтобы эндопротез был стабилен и в нем не было «болтанки»

 

В идеале длина головки должна составлять 0 мм, так как короткие головки имеют меньший запас прочности и истираемости просто потому, что толщина таких головок меньше: 

Слева – «короткая» головка, справа – «нормальная». Естественно, у короткой головки запас меньше

 

С другой стороны, «длинные» головки имеют «юбку», чтобы увеличит площадь контакта с конусом ножки. Так вот эта юбка может ударяться о края вкладыша и чашки в крайних положениях.  

«Длинная» головка с юбкой

 

Поверхность головок полируется, чтобы максимально уменьшить трение при движении.

Конечно же, головки имеют правильную сферическую форму, но есть и одно исключение – головка aSPHERE™ фирмы DePuy, которая имеет форму искривленной сферы, что по данным производителя позволяет уменьшить износ на 80%, но эта новая революционная технология пока еще не получила широкого признания.

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

Металлические головки. Раньше головки делали из нержавеющей стали, но они оказались недостаточно прочными и достаточно сильно изнашивались. Помните, мы уже вам рассказывали о том, что и ножки раньше делали из нержавеющей стали? В настоящее время головки из обычной нержавеющей стали 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 PROTASUL, который  состоит из железа, хрома, никеля, марганца, молибдена, ниобия (FeCr22Ni10Mn4Mo2NNb). 

Головка из обычной медицинской нержавеющей стали: за два года она практически полностью истерлась, что потребовало ее замены. Сейчас такие головки не выпускаются

 

Помимо стальных бывают кобальт-хромовые, 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 могут подвергаться коррозии, а титановые головки, которые не подвергаются коррозии на титановой ножке, к сожалению, очень сильно изнашивают вкладыш, так как титановые сплавы практически невозможно отполировать. В связи с этим производители пошли по пути совершенствования кобальт-хромовых сплавов, что привело к минимизации явлений коррозии в месте контакта с титановым конусом ножки бесцементного эндопротеза и титановые головки сейчас практически не используются.

Неизбежным минусом металлических головок является то, что при трении они постепенно изнашиваются, и 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 было выполнено эндопротезирование тазобедренного сустава с использованием металлических головок ионы металлов в крови обнаруживаются всегда, но их концентрация достаточно мала и не несет никакого вреда. Однако пропитывание окружающих тазобедренный сустав мышц ионами металлов представляет собой определенную проблему, и мы поговорим об этом позже. Конечно же, 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 коррозируют в месте контакта с конусом ножки, а продукты износа малотоксичны. 

Головка из циркониевого сплава Oxinium фирмы Smith&Nephew. За красивый цвет хирурги иногда называют ее «черной жемчужиной»

Однако не стоит думать, что кобальт-хромовые головки должны уйти в историю. Например, фирма Zimmer постоянно совершенствует кобальт-хромовые (Protasul, Metasul, Tribosul) и они пользуются доверием хирургов во всем мире. Аналогично и другие фирмы совершенствую свои сплавы. Например, фирма DePuy выпускает головки из современного и качественного сплава Ultamet. 

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

Керамические головки. Керамические головки в отличие от металлических гораздо меньше истираются при движении, а продукты трения керамических головок нетоксичны. Однако, к сожалению, этот материал достаточно дорог. Более того, производство керамических головок и вкладышей 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 и 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 такая оказия 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 редко, притом что во всем мире к началу 2012 года уже установлено более 600 тысяч компонентов эндопротеза тазобедренного сустава 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 выпускаться с различным диаметром в 28, 32, 36 40 мм и др. и могут иметь разный оффсет (длину).

Керамические головки Biolox delta диаметром 28, 32, 36 40 мм

 

Точно как и у металлической головки, у керамической головки есть внутри конус, которым головка насаживается на конус ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Внутренняя часть конуса головки может иметь металлическую вставку. 

Керамические головки с обычным конусом (слева) и с металлическим конусом (справа). Эти особенности носят исключительно технологический характер.

 

Вкладыш, внутри которого происходит вращение головки эндопротеза, вставляется в чашку. Вкладыши бывают полиэтиленовые (из высокомолекулярного поперечно-связанного полиэтилена), 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 поперечно связанного полиэтилена. Когда мы говорили о цементных чашках, то мы упоминали, что они могут иметь козырек, который препятствует вывихам головки эндопротеза тазобедренного сустава. Точно так же и полиэтиленовые вкладыши для бесцементных чашек могут иметь козырьки, которые устанавливаются обычно сверху и чуть кзади.

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

Полиэтиленовый вкладыш без козырька (слева) и с козырьком (справа)

 

Качественный эндопротез тазобедренного сустава – недешевое изделие, и, конечно же, производители стараются уменьшить стоимость своей продукции. Но, конечно же, экономия не может идти в ущерб качеству. Выход из такой непростой ситуации находится 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 одновременно подходят к одной и той же бесцементной чашке

Чашки Pinnacle фирмы DePuy с установленными полиэтиленовым, металлическим и керамическим вкладышами

 

Редко встречаются и комбинированные вкладыши, например, металл-полиэтиленовые и керамика-полиэтиленовые. Как правило, благодаря такой «сэндвичной» структуре вкладыша производители пытаются улучшить амортизационные свойства или усиливают соединение компонентов. В настоящее время это направление практически не развивается. 

Поперечный разрез «сэндвичной» чашки monoblock Hedrocel фирмы Zimmer. Внешний слой – пористый тантал (трабекулярный металл), в который врастает кость. Внутренний слой – керамический вкладыш. Между ними – прослойка из высокомолекулярного полиэтилена, которая технологически соединяет тантал и керамику

 

Итак, именно вариант комбинации материалов головки и вкладыша определяет пару трения. Цементные эндопротезы всегда имеют пару трения металл-полиэтилен (металлическая головка и полиэтиленовый вкладыш), а пара трения в бесцементном эндопротезе может быть разной. 

 

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

 

Все пары трения, которые используются в современном эндопротезировании тазобедренного сустава, очень износостойки. Теоретически вкладыш из высокомолекулярного полиэтилена 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 толщина вкладыша определяет диаметр головки – чем толще вкладыш, тем меньше должен быть диаметр головки, и именно по этой причине с полиэтиленовыми вкладышами используются головки диаметром 28 и 32 мм. Как мы уже отмечали, чем больше диаметр головки, тем больше амплитуда движений и более стабилен сустав. Однако и тут не все однозначно и головки разного диаметра по разному распределяют силы. Более того, современные полиэтиленовые вкладыши и головки диаметром 28 и 32 мм при правильной установке эндопротеза могут дать прекрасную амплитуду движений и стабильность. Поэтому не нужно слепо стремится к головкам большого диаметра (36 и более мм).

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

Скорость износа пар трения металл-металл, керамика-керамика, 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, опять же 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 ни исчезают в никуда, они могут раздражать кость, мышцы, всасываться в кровь, оказывать местное (только рядом с эндопротезом) или системное (по всему организму) токсическое действие.

Продукты трения высокомолекулярного полиэтилена  называют дебрисом. Он не всасывается в кровь и основная проблема продуктов трения полиэтилена заключается в том, что дебрис раздражает кость, что может привести к расшатыванию ножки или чашки эндопротеза. Для того, чтобы уменьшить токсическое влияние продуктов трения высокомолекулярного полиэтилена на кость в последнее время полиэтилен стали «пропитывать» витамином E (антиоксидант). Мы надеемся, что эта технология покажет себя эффективной. Крайне редко продукты трения полиэтиленового вкладыша могут скапливаться в окружающих мышцах, приводя к так называемому псевдоопухолевому процессу, который может служить причиной болей. К счастью, псевдоопухолевый процесс при использовании современного высокомолекулярного полиэтилена практически не встречается.  

Продукты трения металла меньше раздражают кость, но они активно накапливаются в окружающих мышцах и всасываются в кровь. Псевдоопухолевое поражение окружающих мышц при паре трения металл-металл встречается намного чаще, чем у пары трения металл-полиэтилен. Точная частота развития этого осложнения неизвестна, но, по всей видимости, ее можно оценить в 1-2 процента. Распространение ионов с током крови по внутренним органам обнаруживается только лабораторными анализами и не приводит к заболеваниям этих органов, но, тем не менее, этот факт нужно иметь в виду, так как это может стать проблемой при уже имеющемся заболевании этих органов. Так же пару трения металл-металл следует с осторожностью применять в тех случаях, когда планируется беременность – ионы металлов могут проникать в пуповинную кровь.

Продукты трения керамики практически нетоксичны.

Сравнение пар трения эндопротезов тазобедренного сустава

 

 

Плюсы

Минусы

Металл-полиэтилен

  • Низкая цена;
  • Технологии изготовления продолжают совершенствоваться;
  • Самый широко используемый вариант пары трения.
  • Ультравысокомолекулярный полиэтилен показывает лучшие результаты, чем высокомолекулярный полиэтилен. Материал продолжает совершенствоваться
  • Допускает широкий угол наклона чашки.
  • Головки могут иметь относительно небольшой диаметр – до 32 мм.
  • Относительно легко стирается.
  • Продукты трения умеренно токсичны.

Металл-металл

  • Износостоек;
  • Возможны головки большого диаметра – 36 и более мм (большая амплитуда движений и стабильность);
  • Сплавы продолжают совершенствоваться
  • Высокая цена;
  • Основной минус – высокая локальная токсичность продуктов трения;
  • Пара чувствительна к ориентации чашки – наклон должен быть не более 50 градусов.

Керамика-керамика

  • Чрезвычайно износостоек;
  • Головки могут иметь большой диаметр;
  • Продукты трения нетоксичны
  • Очень дорого;
  • Может скрипеть;
  • Может расколоться.

Пожалуй, отметим еще один интересный факт. Королева Великобритании и Северной Ирландии Елизавета II перенесла эндопротезирование тазобедренного сустава в 95 лет, и пара трения в ее эндопротезе - металл-полиэтилен.  Конечно же, это вовсе 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.

Металл-полиэтилен. Подходит как мужчинам, так и женщинам, планирующим вести умеренный образ жизни без занятий спортом. Общепризнано, что эта пара трения может быть безопасно использована у людей старшей и, возможно, средней возрастных групп, однако критерии возраста определены неточно. Многие считают, что эта пара трения оправдана у людей старше 60 лет, но во многих странах ее используют и у людей старше 50 и 40 лет. Продукты износа не оказывают вредного системного действия, не всасываются в кровь, а могут только оказыввать вредное местное действие, нарушая качество кости вокруг эндопротеза и теоретически способствовать расшатыванию ножки или, реже, чашки. Технологии изготовления чашек из высокомолекулярного полиэтилена совершенствуются и современные материалы обладают гораздо большей износоустойчивостью и меньшей токсичностью продуктов трения, чем предыдущие типы медицинского высокомолекулярного полиэтилена. 

При использовании этой пары трения мы рекомендуем ежегодно выполнять рентгенологический контроль для того, чтобы оценивать интенсивность износа вкладыша.

Металл-металл – больше подходит мужчинам с высоким уровнем физических запросов, например, если после операции планируется вести особенно активный образ жизни, когда нужна большая амплитуда движений. Меньше подходит женщинам (причины, по которым эта пара трения у женщин менее надежна, пока не до конца ясны). Мы настороженно относимся к этой паре трения в том случае, если после операции планируется беременность. Есть доказательства того, что ионы металлов проникают в плод (концентрация повышается на 15%), и, возможно, оказывают неблагоприятное влияние. Четких данных о вреде для ребенка нет – по крайней мере не было зарегистрировано случаев возникновения проблем развития и болезней у детей, матерям которых было выполнено эндопротезирование тазобедренного сустава с парой трения металл-металл. Но нужно быть настороженным, поскольку эта пара трения используется все чаще и отсутствие известных случаев вреда детям может быть обусловлено статистической ошибкой из-за относительно небольшого количества таких операций в прошлом.

Керамика-керамика. Подходит, пожалуй, всем пациентам всех возрастов. Целесообразность применения пары трения керамика-керамика нужно соотносить с ее стоимостью. Зачастую многим пациентам будет абсолютно достаточно более дешевых пар трения. Однако у некоторых фирм пара трения керамика-керамика стоит дешевле пары металл-металл. 

Остальные варианты пар трения (керамика-полиэтилен, керамика-металл) комбинируют в себе описанные выше плюсы и, к сожалению, минусы. 

 

Автор статьи – кандидат медицинских наук Середа Андрей Петрович

Статья предназначена исключительно для всестороннего информирования о заболевании и о тактике его лечения. Помните, что самолечение может навредить Вашему здоровью. Обратитесь к врачу. 

Если у вас возникли вопросы, то их можно задать по электронной почте: 

или по телефону. Прошу отнестись с пониманием в том случае, если я не смогу ответить на звонок. 

 


Источник: http://travmaorto.ru/264.html



Рекомендуем посмотреть ещё:



Эндопротезирование тазобедренного сустава: виды Упражнения при протрузиях в спине поясничный отдел

Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава Сколько реабилитация после замены тазобедренного сустава

Похожие новости