Импланты для протезирования тазобедренного сустава

«Износ» тазобедренного сустава вследствие артрита приводит многих пациентов к рассмотрению возможности его протезирования. В зависимости от тяжести состояния пациента и клинической ситуации ортопед-травматолог может порекомендовать и выполнить тотальное эндопротезирование, поверхностное протезирование сустава или частичное эндопротезирование тазобедренного сустава. Для каждого вида операции применяются различные импланты. Существует несколько типов имплантов тазобедренного сустава, каждый из которых может изготавливаться с применением различных материалов. Среди них – протезы, изготавливаемые из металла, полиэтилена и керамики в различных сочетаниях.

Импланты для тотального эндопротезирования тазобедренного сустава:

При тотальном эндопротезировании каждый пораженный отдел тазобедренного сустава замещается соответствующим искусственным, что приводит к устранению болевых ощущений. При протезировании сперва производится удаление головки бедренной кости. Затем в вертлужную впадину после соответствующей ее обработки устанавливается либо полиэтиленовая чашка фиксируемая на цемент, либо металлическая, иногда фиксируемые 1-3 болтами. Внутрь металлической чашки помещают полиэтиленовый, металлический или керамический вкладыш. В бедренную кость устанавливается металлическая ножка, а сверху закрепляется головка. Она изготавливается из металла или керамики и имеет диаметр от 28 до 58 мм. Установка нового сустава завершается вправлением головки в чашку.

Импланты различаются по материалам изготовления (металл, полиэтилен и керамика) и способу фиксации. Существуют цементный, бесцементный (основанный на «врастании костной ткани») и гибридный (комбинирующий два вышеперечисленных) способы фиксации импланта тазобедренного сустава.

Пациент также может обсудить с врачом конструкцию импланта. Модульные системы предлагают возможность подбора головки различных размеров к соответствующей ножке; ориентация, размеры и длина импланта подбираются в соответствии с анатомическими особенностями пациента. Модульные системы расширяют возможности выбора. В некоторых случаях хирурги могут порекомендовать гендерспецифические или другие индивидуальные конструкции имплантов.

Окончательный выбор импланта основывается на особенностях состояния здоровья пациента, а также опыте, образовании и специальных познаниях хирурга в области моделей конкретного производителя. Пациенту следует узнать у хирурга, какой тип импланта планируется использовать при протезировании и каковы причины выбора конкретного импланта.

Только квалифицированный хирург-ортопед может определить какой тип импланта лучше всего подходит для конкретного пациента. При выборе имплантов тазобедренного сустава врач учитывает множество факторов. Пациенту следует задавать вопросы, высказывать свои опасения и активно участвовать в обсуждении конкретных типов имплантов с лечащим хирургом на ранних этапах планирования операции.

Импланты для поверхностного протезирования тазобедренного сустава:

Для некоторых пациентов возможна альтернатива - поверхностное протезирование тазобедренного сустава. При данной операции с верхнего конца бедренной кости удаляется меньше костной ткани. При поверхностном протезировании тазобедренного сустава на головку бедренной кости устанавливается колпачок. В вертлужную впадину помещается чашка, как и при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава. Существует несколько вариантов колпачкового импланта для головки бедренной кости, которые пациенту следует обсудить с хирургом.

Импланты для частичного протезирования тазобедренного сустава:

При переломе шейки бедра, не поддающемся фиксации, головка бедренной кости заменяется имплантом, состоящим из головки и ножки, объединенных в единый компонент. Так как вертлужная впадина находится в нормальном состоянии, то ее протезирование не осуществляется. В зависимости от степени тяжести артрита или травмы бедра, возраста и образа жизни пациента хирург подбирает имплант тазобедренного сустава в наибольшей степени соответствующий индивидуальным потребностям пациента. Для принятия решения хирург учитывает объем движений и уровень стабильности сустава, необходимые пациенту в повседневной жизни, а также свой опыт работы с определенным видом имплантов. Пациенту важно понимать различия между моделями протезов, чтобы иметь возможность осмысленно обсудить с хирургом указанные аспекты.

Типы имплантов для тотального эндопротезирования тазобедренного сустава

Основным отличием между различными видами имплантов являются материал изготовления (металл, полиэтилен и керамика) и метод фиксации. Существуют цементный, бесцементный (основанный на «врастании костной ткани») и гибридный (комбинирующий два вышеперечисленных) способы фиксации имплантов тазобедренного сустава.

Материалы изготовления имплантов для эндопротезирования тазобедренного сустава

Одной из самых распространенных проблем, связанной с протезированием тазобедренного сустава, является его износ в процессе нормальной эксплуатации. В зависимости от ряда факторов (возраста, роста и уровня активности пациента, опыта работы с определенным имплантом хирурга и др.) может быть выбран металл, полиэтилен (пластик) или керамика в качестве материала для пары трения импланта эндопротезирования тазобедренного сустава. Например, если пациент является очень активным или относительно молодым, хирург может порекомендовать керамико-керамический или металл-металлический имплант.

На рынке существует большое количество видов имплантов тазобедренного сустава. Различные производители предлагают различные модели, которые можно классифицировать по типу используемого материала на четыре основные категории (категория определяется материалами, используемыми при изготовлении пар трения):

Среди ортопедов нет единого мнения относительно того, какая пара трения или материал являются лучшими. Выбор обычно обусловлен предпочтениями хирурга. Каждый хирург имеет множество причин для выбора конкретного импланта, в том числе личный опыт применения и предпочтения относительно применения определенного инструментария и метода протезирования.

Протезы с металлической головкой и полиэтиленовой чашкой или вкладышем : Импланты типа металл-полиэтилен имеют наибольшую историю применения. Металлическая головка изготовлена из сплава кобальта и хрома, а вкладыш или чашка – из полиэтилена. Стандартная металлическая головка и полиэтиленовая чашка в протезах используются с начала 1960-х годов. Результаты научных исследований указывают на то, что применение улучшенных полиэтиленовых вкладышей (так называемых «поперечносвязанных» ) приводит к снижению износа импланта. Со времен выполнения первых операций по эндопротезированию тазобедренного сустава хирурги чаще всего выбирают импланты с парой трения металл-полиэтилен из-за их надежности и эффективности. Данный вариант также является наименее дорогостоящим.

По мере износа любых типов имплантов выделяются продукты разрушения. Со временем продукты разрушения полиэтилена могут стать источником воспаления или быть воспринятыми организмом как инородное тело. В результате реакции «организм против трансплантата» развивается остеолизис, что может привести к необходимости ревизионной операции.

Как отмечалось выше, в результате технического прогресса риск износа имплантов с парой трения металл-полиэтилен снизился. Темп износа составляет около 0,1 мм в год. Другие материалы (металл и керамика), появившиеся в результате современных разработок, имеют высокую износостойкость.

Протезы с керамической головкой и полиэтиленовой чашкой или вкладышем : Импланты с парой трения керамика-СВМПЭ (сверхвысокомолекулярный полиэтилен) – являются хорошим сочетанием очень надежных материалов. Керамические головки тверже металлических, более устойчивы к появлению царапин. Жесткость, устойчивость к царапинам, ультрагладкая поверхность позволяют значительно снизить темпы износа полиэтиленовой чашки или вкладыша. Потенциально темпы износа для этого типа импланта ниже, чем для имплантов с парой трения металл-полиэтилен.

Стоимость импланта типа керамика-полиэтилен выше, чем типа металл-полиэтилен, но ниже, чем типа керамика-керамика. Ранее имели место случаи расколов керамических компонентов, но современные, более прочные керамические компоненты значительно снизили частоту переломов (до 0,01%) по сравнению применявшимися ранее более хрупкими керамическими компонентами.

Для производства некоторых имплантов с парой трения керамика-полиэтилен используется стабилизированный витамином Е высокосшитый полиэтилен. Ожидается, что витамин Е, являясь природным антиоксидантом, повысит срок службы протезов, применяемых при тотальном эндопротезировании. В лабораторных исследованиях импланты такого типа продемонстрировали темп износа на 95-99% ниже, чем у протезов, изготовленных из высокосшитого полиэтилена.

Импланты типа керамика-полиэтилен имеют темп износа 0,05 мм в год, т.е. на 50% ниже, чем протезы типа металл-полиэтилен. Для современных чашек из высокосшитого полиэтилена потенциальный темп износа достигает всего 0,01 мм в год.

Протезы с металлической головкой и металлической чашкой или вкладышем: Применение протезов с парой трения металл-металл (из сплава кобальта и хрома и иногда из нержавеющей стали) началось еще с 1955 года, хотя до 1999 года они не были одобрены Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) для использования в США. Использование имплантов тазобедренного сустава с парой трения металл-металл началось раньше, чем имплантов с парой трения металл-полиэтилен.Применение имплантов данного типа обеспечивает низкие темпы износа, меньшее периимплантное воспаление и меньшую потерю костной массы.

Случаи отзывов нескольких имплантов с парой трения металл-металл привлекли внимание общественности.

Только протезы с парой трения металл-металл позволяют использовать самые большие головки среди всех типов имплантов. Большие головки обеспечивают большой объем движений и большую стабильность, что позволяет значительно снизить риск вывиха бедра (что является важным фактором долгосрочного положительного эффекта протезирования).

Так как головка бедренной кости у человека имеет большой размер, оправдано использование соответствующего крупного компонента протеза. Ранее стандартные параметры конструкции не позволяли использовать головки больших размеров. При применении имплантов с парой трения металл-металл, отсутствует потребность во вкладышах, что позволяет хирургу использовать протезы с более крупными головками.

Темп износа имплантов с парой трения металл-металл составляет около 0,01 мм в год. Хотя при использовании имплантов этого типа износ протеза уменьшается, продукты износа (субмикроскопические частицы, ионы металлов) распространяются по всему организму. Поэтому возник вопрос о возможной долгосрочной биологической несовместимости. В настоящее время это рассматривается исключительно как возможность, поскольку клинических данных о негативном влиянии продуктов износа данного типа протезов на организм пациента нет. В целом данная проблема поднимается довольно редко.

Отзывы имплантов производителем: В 2011 году FDA озвучило ряд вопросов, касающихся применения имплантов с парой трения металл-металл и указало на необходимость их дальнейшего их изучения. Некоторые импланты с парой трения металл-металл были отозваны производителями. Отзыв медицинского устройства не всегда означает, что необходимо его удаление. Иногда просто требуется проверка, регулировка или фиксация. Пациентам с отозванными имплантами следует немедленно обратиться к лечащим хирургам, чтобы получить больше информации об отзыве устройства и соотношении рисков его удаления и сохранения.

Протезы с керамической головкой и керамическим вкладышем: Использование керамико-керамических суставов началось в Европе в 1980-х, однако лишь совсем недавно данный тип протезов получили одобрение FDA для применения в Соединенных Штатах. Клинические исследования, проведенные под контролем FDA в 1998 году, продемонстрировали высокую эффективность имплантов с парой трения керамика-керамика. В этих протезах традиционная металлическая головка и полиэтиленовый вкладыш заменены высокопрочными керамическими головкой и вкладышем, характеризующимися сверхнизкими темпами износа. Исторически применение керамических протезов было связано с двумя проблемами: скрипом и раскалыванием под воздействием удара. Раскалывание было серьезной проблемой в 1980-х и 1990-х годах. Но качество имплантов значительно повысилось с тех пор, и данная проблема была искоренена. Однако такая проблема, как скрип протезов остается актуальной для отдельных пациентов. Со временем шум может стихать или сохраняться. Если скрип становится непереносимым для пациента, то требуется выполнение ревизионной операции. Керамика является самым твердым материалом, применяемым при изготовлении имплантов, и имеет самый низкий темп износа (практически неизмеримая величина – в 1000 раз ниже, чем для пары трения металл-полиэтилен – примерно 0,0001 мм в год). Соответственно, этот тип протезов не вызывает ни воспаления, ни потери костной массы, ни распространения продуктов износа в организме. Современные керамические импланты характеризуются повышенной прочностью и широким диапазоном размеров.