Что такое ацетабулярный компонент тазобедренного сустава

Вообще, тот тип имплантата, который будет установлен пациенту в ходе операции эндопротезирования, будет выбран хирургом в зависимости от степени повреждения сустава, уровня активности, показателей веса и возраста и других факторов. Но, чем больше информации вы будете знать о различных типах эндопротезов и материалах, используемых при их изготовлении, тем больше вероятности, что вы сможете, совместно с вашим лечащим врачом, подобрать наиболее подходящий именно вам тип имплантата. Поскольку все эндопротезы отличаются между собой, хирург обычно работает с двумя-тремя брендами.

При поиске лучшего эндопротеза тазобедренного сустава важно помнить: ваш лечащий врач является абсолютным экспертом именно в тех эндопротезах, с которыми он или она работает.

Какими характеристиками должен обладать и каким требованиям должен отвечать хороший эндопротез тазобедренного сустава:

Обеспечивать достаточный объем движений и возможность пациенту вести активный образ жизни.
Иметь выживаемость 15-20 лет и больше.
Иметь достаточную историю использования у пациентов (5-10 лет минимум)
Соответствовать особенностям вашего организма (например, быть биосовместимым при наличии аллергии на никель). Ваш врач задаст вам ряд вопросов касаемо вашего образа жизни, наличия аллергических реакций и т.д.
Быть привычным типом эндопротеза конкретно для вашего оперирующего хирурга.

Из чего состоит процедура эндопротезирования тазобедренного сустава?

image from Orthoinfo AAOS

Типичная операция эндопротезирования ТС, независимо от типа доступа (передний или задний) включает этап опила костных структур и подбора нужного вам компонента эндопротеза.

Вот из чего состоит стандартная процедура эндопротезирования тазобедренного сустава:

В чем разница между цементным и бесцементным (press–fit) эндопротезом?

Компоненты: из чего состоит эндопротез тазобедренного сустава?

Естественный сустав состоит из двух основных частей: головки и впадины. Во время эндопротезирования тазобедренного сустава для создания нового искусственного сустава используются четыре компонента. Как уже отмечалось выше, этими компонентами являются: ацетабулярный компонент (чашка), пластиковый вкладыш, головка бедренной кости и бедренная ножка.

Ацетабулярный компонент (чашка) – компонент, который создаст новую ацетабулярную впадину. Этот компонент устанавливается в кость таза после того, как произведены необходимые опилы и обработка костных поверхностей впадины. Обычно этот компонент изготавливается из металла, но иногда используется также керамика или комбинация керамики и металла.
Ацетабулярный вкладыш – Пластиковый вкладыш плотно устанавливается в ацетабулярный компонент и позволяет головке бедренной кости легко скользить в нем. Обычно этот компонент изготавливается из высококачественного прочного пластика.
Головка бедренной кости – Головка по размерам точно соответствует новому пластиковому вкладышу, и прикрепляется к бедренной ножке. Существует большое количество разнообразных форм и размеров головок. Головки могут изготавливаться из прочного металла, пластика, керамики или сочетания этих материалов.
Бедренная ножка – Ножка прикрепляется к головке и обеспечивает опору нового сустава. Обычно, металл, из которого изготавливается ножка, является пористым, что позволяет естественной кости прорастать и интегрироваться с вновь установленным компонентом.

Компоненты эндопротеза могут быть изготовлены из прочного пластика, керамики или металла. В большинстве случаев, бедренная ножка выполнена из титана, титан-кобальтового или кобальт-хромового сплава или нержавеющей стали. Головка, вкладыш и чашка могут быть изготовлены из металла, пластика или керамики, либо из сочетания вышеперечисленных материалов. Материалы изготовления компонентов должны быть прочными, но гибкими для того, чтобы обеспечивать подвижность. Компоненты также должны быть биосовместимы (подходящими для контакта с организмом человека, не вызывающими реакции при контакте).

Стандартные сочетания материалов изготовления компонентов

Металл-металл – чашка и головка выполнены из металла. Металл может быть представлен титановым, кобальт-хромовым сплавом или смешанным сплавом на основе кобальта. Полиэтилен и металл-полиэтилен – полиэтилен это высококачественный пластик. Обычно из него изготавливают ацетабулярный вкладыш и иногда чашку. В случае, когда чашка вкладыш пластиковый, а головка металлическая, то это сочетание называется металл-полиэтилен.
Керамика-металл, керамика-полиэтилен, керамика-керамика – керамические компоненты эндопротезов встречаются довольно редко, и этот материал используется не всеми хирургами. Керамика обычно используется в сочетании с металлическими или пластиковыми компонентами при наличии аллергии на металл. Хотя керамические компоненты довольно прочные, исторически они всегда были более хрупкими по сравнению с металлическими компонентами. Это, однако, сейчас меняется. Сегодня есть данные, что керамические компоненты способны служить дольше керамических.

Для тех пациентов, у кого есть аллергия на металлы, титановый сплав является наиболее мягким вариантом с наименьшим (зачастую не поддающимся выявлению) содержанием никеля. Существуют варианты эндопротезов, выполненные совсем без применения металла.

Патология опорно-двигательного аппарата, такая как дисплазия тазобедренных суставов, с чем непосредственно связано понятие ацетабулярный угол, не является приговором. На протяжении нескольких месяцев эту симптоматику можно снять, следуя рекомендациям специалиста. Рассмотрим причины и признаки дисплазии у детей и нормы развития тазобедренных суставов у малышей до года, предоставим информацию о том, какое лечение применяется, как предупредить патологию.

Особенности заболевания

Тазобедренная дисплазия – это деструктивные процессы, во время которых связочный аппарат, удерживающий тазовую кость (наиболее крупный сустав в теле человека), развивается неполноценно или неправильно.

Головка бедра прилегает к кости таза в месте, которое называется вертлужной впадиной. Если какой-то из элементов сустава недоразвит, значит, нет правильного сочленения, в результате чего связки растягиваются и головка выпадает из впадины.

Чаще всего с такой патологией сталкивают родители деток до года. Это связано с тем, что связки малыша очень эластичные. Это позволяет ему пройти по родовым путям матери без последствий. Поэтому у любого новорожденного младенца отмечается незрелость тазобедренного сустава. Как только он появляется на свет, происходит активно сочленение, которое длится на протяжении одного года (более активно в первый месяц жизни). Если в это время сустав развивается неправильно, а ацетабулярный угол отклоняется больше нормы, принято говорить о дисплазии.

В 9 случаев из 10 дисплазия поражает именно девочек, хотя точной причины этой патологии нет. Чаще всего ее связывают с периодом малыша в утробе матери. Именно в результате гормональных изменений, которые наиболее сильно влияют на женщину в первой беременности, связки могут быть слишком эластичными.

Степени и виды болезни

Принято говорить о дисплазии в зависимости от степени патологии:

Первая (предвывих) – незначительные нарушения, которые не приводят к смещению тазобедренного сустава, то есть отклонению ацетабулярного угла от нормы.
Вторая (подвывих) – головка бедра частично выходит из вертлужной впадины.
Третья (врожденный вывих бедра) – из вертлужной впадины полностью выходит головка бедра, а пространство что освободилось, заполняется соединительной тканью (такая патология требует немедленного лечения - вправления).

При помощи УЗИ можно выявить незначительные нарушения в процессе развития сустава.

Виды дисплазии тазобедренного сустава:

Ацетабулярная – патология, которая непосредственно связана с вертлужной впадиной.
Ротационная – кости расположены неправильно.
На проксимальном отделе кости бедра наблюдается недоразвитость сочленений.

Взрослые такой патологией не страдают. Если в первый год жизни были нарушения в развитии тазобедренного сустава и не приняты соответствующие меры терапии, это может сказаться на нормальном самочувствии уже взрослого человека, вплоть до инвалидности.

Врожденный вывих бедра

При неполноценности сустава диагностируется врожденный вывих бедра. Она является наиболее сложной и требует немедленного лечения. При отсутствии терапии может в дальнейшем проявиться хромота у ребенка. Наиболее эффективно лечить патологию на 3-4 месяце жизни малыша. Именно в этот период принято говорить о норме ацетабулярного угла в 3 месяца. Диагностировать патологию или отклонение от нормальных значений может только специалист.

Если патология диагностирована поздно или лечение было неэффективным, проводят оперативное вмешательство. Отсутствие своевременной терапии может привести к развитию коксартроза и инвалидности в будущем.

Согласно статистике, врожденный вывих бедра встречается у одного ребенка из 7 тысяч новорожденных. Чаще поражает девочек и бывает односторонним в 2 раза чаще. Поскольку тазобедренные суставы находятся глубоко, диагностировать патологию можно по косвенным признакам. Чаще всего это ограничение отведения. У здорового малыша ацетабулярный угол тазобедренного сустава составляет 25-29 градусов при рождении, а ножки отводятся на 80-90 градусов. Если показания меньше принято говорить о дисплазии.

Причины возникновения патологии

Современная наука не может точно сказать, почему возникает дисплазия тазобедренных суставов. Но существуют факторы, которые увеличивают риск развития патологии:

Первые роды. Гормон релаксин, который вырабатывается в больших количествах при первой беременности, делает суставы более эластичными и мягкими, как бы подготавливая женщину к родам, но влияет это не только на маму, но и на малыша.
Вес плода более 3,5 кг. Такой ребенок считается крупным. Во время прохождения по родовым путям давление на тазобедренные суставы у него больше (при этом чаще страдает левая сторона).
Рождение девочки. Природой устроено так, что именно женский организм более пластичный, поэтому более подвержен дисплазии.
Тазовое предлежание плода.
Наследственная предрасположенность – чаще передается по материнской линии.

Симптоматика

Если заметить отклонение от нормы ацетабулярного угла можно только с помощью УЗИ или рентгена, то дисплазию (в зависимости от степени) можно диагностировать визуальным осмотром. Сделать это сможет как специалист, так и мама.

Признаки, которые указывают на дисплазию тазобедренных суставов:

Складки на ножках несимметричны. Они могут отличаться формой, глубиной и быть расположены на разных уровнях, что становится заметным в возрасте 2-3 месяцев (глубже складки именно на той стороне, где наблюдается вывих или подвывих). Но ассиметричность может наблюдаться и у здоровых деток.
Укорочение бедра. Головка бедренной кости смещается относительно вертлужной впадины назад. Это тяжелая форма дисплазии, которую можно проверить, положив малыша на спинку и согнув ножки в коленках. Если они находятся на разных уровнях, диагноз подтверждается.
Симптом соскальзывания Маркса-Орттолани. Не является прямым признаком дисплазии, поскольку 60% деток с таким симптомом абсолютно здоровы, но применяется в качестве косвенного доказательства патологии и только на первом месяце жизни.
Ограничение при отведении бедра. Дисплазия диагностируется, если ножки разводятся на угол менее 80-90 градусов. У семимесячного малыша норма составляет 60-70 градусов.

Диагностика

Диагностировать дисплазию может ортопед. Проводится УЗИ, хотя это не является точным диагностическим методом при патологии. С помощью него можно контролировать, как проходит процесс терапии.

Чаще всего при подозрении на болезнь назначается рентген, который может отобразить полную картину патологии. При этом у новорожденных деток кость бедра состоит из хрящей, что на рентгенограмме может быть не видно. Поэтому используются определенные схемы и расчеты.

Именно при помощи рентгеновского исследования рассчитывается ацетабулярный угол, то есть величина наклона крыши вертлужной падины и его отклонение от нормы. Но в первые месяцы жизни малыша такое обследование не проводят. В качестве профилактики практикуют лечебные массажи и пеленание.

Что считается нормой

При подозрении на дисплазию или врожденный вывих бедра назначается рентгеновское исследование. С помощью этого метода определяется ацетабулярный угол, то есть, насколько крышка вертлужной впадины наклонена к линии Хильгенрейнера. В первые три-четыре месяца жизни его показания максимальны. Оптимальные размеры угла могут варьироваться в пределах 25-30 градусов. По мере взросления ребенка и роста организма в целом этот угол начинает постепенно уменьшаться.

К году показатель угла уже составляет 20-25 градусов, а к 2-3 годам – 18-23 градуса. В пять лет нормой считается угол 15 градусов и менее.

Ниже представлены нормальные показатели и отклонения, согласно таблице Графа:

3-4 месяца – норма – 25-30 градусов, 1-я степень дисплазии (подвывих) 30-35 градусов, вывих – 35-40, при угле более 40 градусов говорят о высоком вывихе.
5 месяцев – 2 года – норма – 20-25 градусов, подвывих – 25-30, вывих – 30-35, сильный вывих – более 35 градусов;
2-3 года – норма – 18-23 градуса, 1 степень – 23-28, 2 степень – 28-33, 3 степень – более 33.

Если ацетабулярный угол в 1 год у малыша превышает норму, это может говорить о врожденной дисплазии тазобедренного сустава или нейромышечных расстройствах. Показатель ниже нормы характерен для малышей с синдромом Дауна и ахондроплазией.

В норме у взрослого человека угол варьируется в пределах 33-38 градусов. К промежуточным значениям относятся показатели 39 и 46 градусов, при 47 принято говорить о дисплазии.

Ацетабулярные углы в 3 месяца

Когда малышу исполняется 3 месяца, педиатр направляет его на профилактический осмотр к ортопеду. Пропускать это обследование не рекомендуется, поскольку именно здесь большое внимание уделяется развитию тазобедренного сустава. Специалист, проведя визуальный осмотр, может заметить дисплазию. Если она выявлена еще в роддоме, малыш сразу направляется к ортопеду.

Головка бедренной кости, которая располагается неправильно, может сместиться относительно вертлужной впадины, изменив при этом строение сустава. Именно так появляется предвывих, подвывих и вывих, то есть три степени дисплазии. Чем больше угол наклона или ацетабулярный индекс, тем риск нарушения правильного строения тазобедренного сустава в дальнейшем выше.

К примеру, если нормальные показатели в три месяца должны составлять 25-30 градусов, то норма ацетабулярного угла в 6 месяцев несколько ниже и варьируется от 20 до 25 градусов. При этом у мальчиков, как правило, угол наклона на пару показателей ниже, чем у девочек. Именно поэтому они менее гибкие и пластинные. Часто дисплазия у детей носит односторонний характер.

В раннем возрасте патология может никак не проявляться, поэтому далеко не все мамы замечают отклонение. Если определить патологию в 3-4 месяца, можно добиться полного выздоровления наименее болезненным методом практически в 100% случаев. Поэтому важно не пропускать консультацию ортопеда.

Ацетабулярные углы в год

Если дисплазия не была выявлена вовремя (до достижения ребенком годика), возможны значительные последствия. Но и в этом возрасте родителям достаточно трудно определить нарушения в строении тазобедренного сустава. На это могут указывать такие факторы:

Норма ацетабулярных углов в год у детей должна составлять 20-25 градусов. У девочек наклон (то есть угол) больше чем у мальчиков, что зависит от анатомических особенностей организма. Чем больше индекс, тем ярче проявляются признаки патологии и выше степень дисплазии.

Лечение

При выявленной дисплазии в раннем возрасте, к примеру, при несколько увеличенных показателях ацетабулярных углов в 6 месяцев, проводится консервативная терапия. Она заключается в использовании специальных ортопедических приспособлений, с помощью которых ножки ребенка будут фиксироваться в разведенном положении. Это может быть подушка Фрейка, пеленание при помощи двух пеленок между ножек, стремена Павлика, повязки, штанишки Бекера, эластичные шины.

Важно также проводить лечебную гимнастику и специальные массажи, что будет способствовать не только укреплению мышц и суставов, но и оздоровлению маленького организма в целом. Эти методы используются на всех этапах терапии и в восстановительный период.

Если диагностируется тяжелый вывих (3 степень дисплазии) показаны к применению кокситные повязки, шины Волкова или Виленского. Проводится также корректирующее оперативное вмешательство при неэффективности консервативной терапии.

Как предупредить

Отсутствие тугого пеленания может снизить риск развития дисплазии в разы. Возможно широкое пеленание, когда ножки малыша не сводятся. Если не получается, тогда между ними можно положить мягкую игрушку или подушку.

Хорошим профилактическим методом и современным помощником родителей являются подгузники. Они не дают ножками смыкаться (особенно наполненные), что является отличной профилактикой дисплазии. Также можно брать подгузники на несколько размеров больше.

Рюкзаки для переноски, автомобильные кресла также являются отличным профилактическим средством. Стоит вовремя проходить осмотр (не позже шестимесячного возраста малыша). Если не выявить и не устранить проблему своевременно, в будущем у ребенка может выработаться неправильная осадка и походка, он будет ощущать серьезные трудности с опорно-двигательным аппаратом.

Вывод

Дисплазия, которую выявили в возрасте до года, при соблюдении мер терапии практически в 100% случаев заканчивается полным излечением. Стоит обращать внимание на развитие своего малыша и вовремя проходить осмотр у врача-ортопеда, который не только проведет комплексное исследование, но и назначит соответствующее лечение.

Использование: в медицине для протезирования тазобедренного сустава ортопедических больных. Сущность: ацетабулярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава содержит металлическую чашку и полимерный вкладыш, который вводится во внутреннюю полость чашки. На сферической части металлической чашки выполнены разрезы, проложенные от ее вершины до основания, образующие подвижные сегменты, а в месте сопряжения сферической части чашки с конической частью вкладыша выполнены поперечные пазы, перемычки между которыми выполняют функцию гибкой опоры. На внешней стороне подвижных сегментов расположены ряды зубцов с режущими кромками. Верхние грани зубцов расположены по касательной к траектории их перемещения при повороте относительно гибкой опоры. Внешняя сторона конусной части металлической чашки снабжена многозаходной резьбой. 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а более конкретно к эндопротезированию тазобедренного сустава у ортопедических больных.

Известен ацетабулярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава [1] согласно которому он содержит металлическую чашку и полиэтиленовый вкладыш. Чашка выполнена сферической и имеет на одной полусфере горизонтальные прорези, образующие подвижные дуги, с гибкой опорой на нарезной части полусферы. При введении вкладыша во внутреннюю полость чашки дуги разводятся в стороны и распирают вертлужную впадину, фиксируя в ней ацетабулярный компонент.

Недостатком данной конструкции является ненадежность фиксации ацетабулярного компонента в вертлужной впадине. Подвижные дуги практически не участвуют в восприятии нагрузки при ходьбе, так как нагрузка действует только на торец дуги, а на ее плоскость, что приводит к разрушению гибкой опоры.

Известен патент [2] согласно которому ацетабулярный компонент тазобедренного сустава выполнен в виде металлической чашки с медиально расположенными П-образными вырезами, образующими подвижные сегменты на гибкой опоре, функцию которой выполняет часть основания. При введении металлической чашки в вертлужную впадину с помощью установочного инструмента подвижные сегменты сводятся к центру внутренней полости чашки, после введения сегменты освобождаются от установочного инструмента и под действием упругих сил возвращаются в исходное положение, распирая стенки вертлужнойвпадины. Шипы, которые находятся на внешней стороне сегментов, врезаются в губчатую ткань впадины, дополнительно фиксируя металлическую чашку. Затем во внутреннюю полость вводится полимерный вкладыш.

По сравнению с вышеприведенным патентом в указанном крепление ацетабулярного компонента в вертлужной впадине более эффективно.

Однако, недостатком данной конструкции является то, что основная фиксация чашки осуществляется по краям вертлужной впадины, а не по всей ее поверхности. Обычно края вертлужной впадины ослаблены патологическими процессами и, таким образом, не могут служить надежной опорой для фиксации ацетабулярного компонента.

Наиболее близким техническим решением к предложенному по решаемой задаче является ацетабулярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава бесцеметной фиксации [3] Согласно патенту ацетабулярный компонент включает металлическую чашку, нижняя часть которой выполнена конусной, а верхняя сферической с медиально расположенными разрезами, образующими подвижные сегменты на гибкой опоре, на внешней стороне которых расположены зубцы с режущими кромками и винтовой полимерный вкладыш.

Недостаток данной конструкции такой же, как и в патенте [2] фиксация металлической чашки по краям вертлужной впадины. Кроме того излишняя подвижность сегментов, отсутствие их надежной фиксации в основании чашки, размещение гибкой опоры в зоне сферического купола, который принимает значительные нагрузки при ходьбе и дополнительные нагрузки от работы подвижных сегментов- все это приводит к ненадежной фиксации чашки в вертлужной впадине и ее недолговечность.

Задача, которую решает предлагаемое техническое решение это продление срока службы ацетабулярного компонента и надежность его крепления в вертлужной впадине за счет фиксации чашки по всей ее поверхности.

Для осуществления поставленной задачи в ацетабулярном компоненте эндопротеза тазобедренного сустава бесцементной фиксации, включающем металлическую чашку, нижняя часть которой выполнена конусной, а верхняя - сферической с медиально расположенными разрезами, образующими подвижные сегменты на гибкой опоре, на внешней стороне которых расположены ряды зубцов с режущими кромками и винтовой полимерный вкладыш, разрезы, образующие сегменты, выполнены на сферической части металлической чашки от ее вершины до основания, где в месте сопряжения сферической части с конической частью вкладыша, выполнены поперечные пазы, перемычки между которыми выполняют функцию опоры, при этом на верхние грани зубцов расположены по касательной к траектории их перемещения при повороте относительно гибкой опоры, а внешняя сторона конусной части металлической чашки снабжены многозаходной резьбой.

Подобное решение позволяет надежно укрепить металлическую чашку в вертлужной впадине с фиксацией ее как по краям с помощью многозаходной резьбы в основании чашки, так и путем принудительного разведения сегментов при ввинчивании полимерного вкладыша во внутреннюю полость чашки и дополнительной фиксации ее с помощью зубцов, которые врезаясь в губчатую ткань вертлужнойвпадины, принимают на себя часть нагрузки, которая ложится на металлическую чашку.

После полной фиксации чашки в вертлужной впадине и введения полимерного вкладыша гибкие подвижные сегменты становятся жесткими и воспринимают нагрузку со всей чашкой.

Изобретение поясняется чертежом, где: на фиг. 1 изображен ацетабулярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава, вид в плане и в сечении по А А; на фиг. 2 то же, в рабочем положении; на фиг. 3 подвижный сегмент с зубцами на сферической части металлической чашки.

Ацетабулярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава бесцементной фиксации включает металлическую чашку 1, нижняя часть 2 которой выполнена конусной, а верхняя 3 сферической. На сферической части 3 чашки 1 выполнены разрезы 4 от вершины до основания, образующие подвижные сегменты 5. В основании сферической части 3 прорезаны поперечные пазы 6, перемычки 7 между которыми выполняют функцию гибкой опоры сегментов 5.

С внешней стороны сегментов 5 расположены ряды зубцов 8 с режущими кромками. Верхние грани 9 зубцов 8 расположены по касательной к траектории их перемещения при повороте относительно гибкой опоры, т. е. сегментов 5.

С внешней стороны конусная часть 2 металлической чашки 1 снабжена многозаходной резьбой 10.

Ацетабулярный компонент содержит также винтовой полимерный вкладыш 11, выполненный в виде чашки со сферической 12 и конусной 13 частями и резьбой 14.

Для перемещения винтового вкладыша 1 предусмотрена резьба 15 на внутренней поверхности конусной 13 части чашки.

При полном завинчивании полимерного вкладыша 11 в чашку 1 происходит совмещение наружной сферы вкладыша с внутренней поверхностью разведенных сегментов 5 металлической чашки 1.

Установка ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава осуществляется следующим образом.

После резекции головки, шейки бедра и удаления остатков капсулы со связками фрезами разрабатывают вертлужную впадину, удаляя остатки хрящевого покрова. Затем примерочными чашками подбирают необходимый типоразмер металлической чашки. Специальными установочными инструментами ввинчивается металлическая чашка 1. При этом наклон ее должен составлять с вертикальной линией, проходящей по нижнему краю впадины, угол 45 o C.

После установки металлической чашки 1 во внутреннюю ее полость вводится и завинчивается полимерный вкладыш 11 до полного сопряжения с поверхностью сегментов после их разведения. При ввинчивании вкладыша его сферическая часть давит на внутреннюю поверхность подвижных сегментов 5 и разводит их, поворачивается относительно гибкой опоры. В это время зубцы 8, верхняя грань 9 которых расположена по касательной к траектории их перемещения, вдавливаются в губчатую кость боковых стенок вертлужной впадины, дополнительно фиксируя металлическую чашку 1.

После установки ножки эндопротеза в костно-мозговой канал и подбора головки, последнюю вставляют в ацетабулярный компонент эндопротеза. Рану дренируют и послойно ушивают наглухо.

Данная конструкция ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава бесцементной фиксации изготовлена в 10 экземплярах и прошла испытания в патолого-анатомическом отделении ГКБ N 13. Фиксация ацетабулярного компонента в вертлужной впадине была надежной.

1. Ацетабулярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава бесцементной фиксации, включающий металлическую чашку, нижняя часть которой выполнена конусной, а верхняя сферической с меридиально расположенными прорезями, образующими подвижные сегменты на гибкой опоре, на внешней стороне которых расположены ряды зубцов с режущими кромками, и винтовой полимерный вкладыш, отличающийся тем, что разрезы, образующие сегменты, выполнены на сферической части металлической чашки от ее вершины до основания, где в месте сопряжения сферической части с конической частью вкладыша выполнены поперечные пазы, перемычки между которыми выполняют функцию гибкой опоры.

2. Компонент по п.1, отличающийся тем, что верхние грани зубцов расположены по касательной к траектории их перемещения при повороте относительно гибкой опоры.

3. Компонент по п.1, отличающийся тем, что внешняя сторона конусообразной части металлической чашки снабжена многозаходной резьбой.

Схематически эндопротез тазобедренного сустава состоит из ацетабулярного компонента (чашки), бедренного компонента (ножки) и головки. Различают имплантаты цементной и бесцементной фиксации.

Ацетабулярный компонент (чашка) эндопротеза

Чашка бесцементной фиксации состоит из металлической основы и вкладыша. Металлическую основу бесцементного вертлужного компонента эндопротеза чаще всего изготавливают из титана. По форме металлическая чашка обычно имеет вид полусферы либо усеченной полусферы. Для ревизионного протезирования иногда используют овальные вертлужные компоненты. Некоторые модели эндопротезов имеют дополнительные элементы крепления в виде лепестков, выступов на экваторе, скоб, пластин, шипов и т.д.

Современная металлическая основа бесцементной чашки эндопротеза по наружной поверхности имеет пористое покрытие в виде мельчайших шариков, проволоки или плазменного напыления титана. Доказана эффективность использования гидроксиапатита для стимуляции остеогенеза.

Самой уязвимой частью эндопротеза тазобедренного сустава является узел трения, поэтому большое внимание уделяют выбору полимерного состава вкладыша, толщине и способу фиксации его в чашке, размеру и материалу головки, технологии производства имплантата.

Данные о скорости износа в узле трения свидетельствуют о том, что в паре трения металл-полиэтилен износ полиэтилена составляет 0,2 - 0,5 мм/ год, в паре трения керамика-полиэтилен - 0,1 мм/ год, в паре трения металл-металл стирание металла составляет 0,002 мм/год, а керамики в паре трения керамика-керамика - 0,001 мм/год.

Поскольку именно в паре трения образуются субмикроскопические продукты трения, токсичные для клеток, работа над оптимизацией ее параметров постоянно продолжается.

Обычно вкладыш изготавливают из ультравысокомолекулярного полиэтилена (ultra-high-molecular-weight-polyethylene - UHMWPE) методом вытачивания или сверхточного вакуумного прессования. От качества, чистоты и точности изготовления вкладыша зависит срок службы его в узле трения эндопротеза.

Чашка цементной фиксации эндопротеза в большинстве случаев не имеет металлической основы и изготавливается из UHMWPE.

Различают полнопрофильные (обычные) и низкопрофильные (при дисплазии вертлужной впадины) цементные чашки эндопротезов. В зависимости от формы чашки цементной фиксации подразделяют на классические, классические модифицированные с фланцем, классические чашки низкопрофильные, цементные чашки с эксцентричной ямкой под головку.

Традиционно полиэтиленовая ацетабулярная чашка эндопротеза фиксируется в подготовленном костном ложе при помощи костного цемента. Поскольку полиметилметакрилат (ПММА) не является клеем, фиксация достигается за счет проникновения цемента в поры губчатой костной ткани и неровности полиэтилена, Поэтому, если внутренняя стенка вертлужной впадины гладкая, необходимо предусмотреть формирование специальных каналов и отверстий. Полиэтиленовая чашка, в свою очередь, должна иметь по наружной поверхности желоба достаточной глубины и ширины для фиксации цемента. Как правило, они имеют прямоугольную форму и связаны друг с другом, что способствует прочному связыванию цемента. Наклон края полиэтиленовой чашки в сторону выемки для головки обеспечивает большую стабильность сустава. В 80-х годах был разработан новый дизайн полиэтиленовой чашки эндопротеза, впрессованной в металлическую оболочку с пористым покрытием для лучшей фиксации цемента. Экспериментальные исследования методом конечных элементов показали более равномерное распределение напряжения на цемент и вертлужную впадину. Однако последующие клинические наблюдения не выявили существенных преимуществ этого типа чашек.

Головки эндопротеза производят из нержавеющей стали, сплава кобальт-хрома, циркониевой и алюминиевой керамики, сплава титана. Диаметр головок составляет 22, 26, 28 и 32 мм. С внедрением поперечно-связанного полиэтилена появилась возможность использования головок большего диаметра. Головку устанавливают на конус бедренного компонента, который выполнен по принципу конуса Морзе. Головки диаметра 22 мм позволяют применять более толстый полиэтиленовый вкладыш, способствуют уменьшению объемного износа полиэтилена, распределению сил через всю сферу головки на чашку, но при этом создают большее контактное давление на чашку и имеют более высокий уровень риска вывиха головки.

Исходя из данных клинической практики, головки эндопротезов диаметром 22 мм целесообразно имплантировать пациентам, у которых размеры вертлужного компонента находятся в интервале от 44 до 46 мм, а головки диаметром 32 мм - больным, у которых размеры чашек варьируют в интервале от 58 мм и более. Чаще находят применение головки диаметром 28 мм.

Применение пары трения металл-металл позволило значительно чаще применять головки больших размеров - от 36 мм и более. Увеличение диаметра головки эндопротеза позволяет повысить стабильность в искусственном суставе без существенного увеличения линейного и объемного износа.

Бедренный компонент эндопротеза

Бедренные компоненты эндопротезов изготавливают из сплавов Со-Cr-Мо, нержавеющей медицинской стали, сплавов титана. Философия построения ножек идет по пути максимального сближения модуля упругости искусственного материала и костной ткани.

Бедренные компоненты эндопротеза тазобедренного сустава бывают бесцементной и цементной фиксации.

По уровню фиксации бесцементные бедренные компоненты разделяют на конструкции с проксимальной фиксацией (Mayo Conservative Hip, Zimmer; Proxirna, DePuy), дистальной (ревизионные ножки) и комбинированной.

Наиболее часто применяются бедренные компоненты эндопротезов комбинированной фиксации. По форме выделяют цилиндрические ножки (AML, DePuy; Versys Beaded Midcoat, Versys Fiber Metal Midcoat, Zimmer) и клиновидные. Последние, в свою очередь, подразделяют на клиновидные прямые (Spotorno, Versys ЕТ), клиновидные с прямоугольным сечением (Zweymuller), клиновидные ножки, изогнутые в проксимальном отделе (Muller) и конические (Wagner).

Для обеспечения вторичной (биологической) фиксации ножки имеют неровную поверхность, желоба или выступы. Шероховатость достигается корундированием (пескоструйной обработкой). Этот тип обработки характерен для клиновидных ножек. Более выраженная пористость достигается специальными покрытиями из шариков, мелкой проволоки, плазменным напылением металла.

Цементные ножки эндопротезов, как правило, изготавливают из кобальт-хромового сплава или стали. Это обусловлено тем, что эти материалы имеют большую жесткость и не разрушают цементную мантию.

По форме выделяют изогнутые ножки, повторяющие форму костного канала (Charnley, Muller) и прямые клиновидные (типа Exeter, СРТ).

По структуре поверхности различают полированные и шероховатые ножки. Первый вариант обработки имеет преимущество, так как при этом сохраняются микродвижения на границе цемент-металл, и уменьшается нагрузка на соединение цемента с костью.

Центраторы и пробки

В цементном эндопротезировании часто применяют центраторы, которые позволяют правильно устанавливать ножку и обеспечивают формирование равномерной цементной мантии.

Перед установкой ножки в дистальный отдел канала бедренной кости вводят пробку-заглушку (специальную пластиковую или изготовленную из губчатой кости), которая препятствует дальнейшему прохождению костного цемента и создает необходимые условия для компрессии костного цемента при введении ножки эндопротеза.

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

Читайте также: