Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Биомеханика. Основные понятия. Эндопротезирование тканей и органов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ЭНДОПРОТЕЗЫ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА

Тазобедренный сустав (ТБС) человека образован из следующих составляющих: ацетабулярной (ветлужная впадина тазовой кости) и бедренной (головка бедренной кости и бедренная кость), контактирующих между собой через синовиальную жидкость. При этом ветлужная впадина имеет сферическую форму; головка бедренной кости - форму шара; бедренная кость является трубчатой, полость которой заполнена костномозговой жидкостью.

Первоначально протезировалась только бедренная составляющая сустава (субтотальное протезирование). Ножка сустава изготавливалась из металла, головка - из полиметилметакрилата.

В настоящее время заменяется весь сустав (тотальное протезирование). В большинстве случаев деталь, помещаемую в бедренную кость (Stem), изготавливают или монолитной, или со съемной шаровидной или полусферической головкой. Часть поверхности ножки в ряде случаев покрывают гидроксилапатитом. В ряде моделей шаровидную головку делают керамической (рис. 5.2).

Типичные детали конструкции для полного замещения ТБС

Рис. 5.2. Типичные детали конструкции для полного замещения ТБС: бедренные составляющие; имплантируемые титановые чашки; чашки-вкладыши из ПЭСВММ, в том числе с металлическим и керамическим покрытием; металлические и керамические шаровидные насадки (слева - направо)

Конструкция эндопротеза ТБС для тотального протезирования состоит из бедренной и ацетабулярной частей, соединенных между собой по шарнирному типу.

Бедренная часть эндопротеза ТБС закрепляется в канале кости механическим забиванием или при помощи костного цемента. В последнем случае в ряде моделей на конце вводимой ножки закрепляют небольшую насадку (централизатор), центрирующую ножку в канале кости (рис. 5.3).

В случае изготовления централизатора из полиметилметакрилата при ее контакте с костным цементом на основе раствора мономерного метилметакрилата возможно набухание поверхности насадки и более плотное закрепление ножки эндопротеза.

Бедренная часть эндопротеза ТБС с централизатором (модель «Exeter» (Stryker, США))

Рис. 5.3. Бедренная часть эндопротеза ТБС с централизатором (модель «Exeter» (Stryker, США))

Ацетабулярную часть эндопротеза в большинстве современных моделей изготавливают в виде имплантируемой в тазовую кость металлической детали, закрепление которой осуществляется винтами или цементом, и вкладываемой в нее полимерной чашки, содержащей полусферическую впадину, в которую при имплантации вводят головку бедренной составляющей эндопротеза сустава (рис. 5.4). В отдельных моделях полимерную чашку имплантируют в тазовую кость непосредственно.

Схема имплантации эндопротеза тазобедренного сустава

Рис. 5.4. Схема имплантации эндопротеза тазобедренного сустава

Для улучшения условий трения (в том числе снижения коэффициента трения) между вкладышем и головкой эндопротеза предусматривают системы трения металл-металл (обычно СоСг с высоким содержанием углерода) и керамика-керамика. При этом внутренняя поверхность полимерной (полиэтиленовой (обычно полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (ПЭСВММ))) чашки-вкладыша покрывается тонким слоем металла или керамикой.

Рентгенограмма эндопротеза ТБС (безцементный тотальный эндопротез)

Рис. 5.5. Рентгенограмма эндопротеза ТБС (безцементный тотальный эндопротез)

Для облегчения рентгенографического контроля за функциональной устойчивостью эндопротезов ТБС на поверхность полимерной чашки одевают тонкий металлический ободок (рис.

5.5).

Наряду с общими принципами в современных моделях реализуются решения, позволяющие увеличить срок эффективной эксплуатации и улучшить функциональные характеристики эндопротезов:

  • - изготовление текстурированной поверхности и покрытие гидроксилати- том металлической полусферы, контактирующей с костью для улучшения механических характеристик костно-металлического блока;
  • - изготовление текстурированной поверхности или покрытие гид- роксилапатитом поверхности верхней части ножки эндопротеза;
  • - использование ножек эндопротезов, имеющих разную длину для пациентов разного возраста;
  • - использование головок эндопротезов, имеющих разный диаметр для пациентов разного возраста;
  • - использование ацетабулярных полусфер и вкладышей эндопротезов, имеющих разный диаметр для пациентов разного возраста;
  • -изготовление вкладыша ацетабулярного компонента эндопротеза, снабженного козырьком, для предотвращения вывиха бедренной головки;
  • -изготовление головки бедренного компонента из керамики для снижения интенсивности разрушения полиэтиленовой чашки.

Как уже отмечалось, в большинстве выпускаемых конструкций в качестве одного из компонентов шарнирного соединения выступает деталь из ПЭСВММ, обладающего рядом недостатков. В настоящее время в целях увеличения продолжительности эффективной эксплуатации эндопротеза продолжается поиск более совершенных полимерных материалов для изготовления его компонентов. Среди рассматриваемых перспективных материалов необходимо отметить следующие: материал для изготовления чашки-вкладыша ацетабулярной части эндопротеза (угленаполненные композиты на основе ПЭСВММ и композиты на основе полиформальдегида); материал для покрытия ножки эндопротеза (пористый полисульфон, толщиной 0,25...0,5 мм, суммарной пористостью 30 % и размером пор до 250 мкм); композиты на основе углерода и карбида кремния.

Эндопротез ТБС должен обеспечивать сохранение функциональности нижней конечности (ее бедренной части) при осуществлении следующих видов ее движений:

  • - по фронтальной оси: сгибание и разгибание;
  • - по сагиттальной оси: отведение и приведение;
  • - по вертикальной оси: пронация и супинация;
  • - ротация.

При моделировании конструкции эндопротеза бедренная составляющая представляется в виде крепежного стержня, тазовая - в виде элемента шарнирного соединения. В соответствии с этим принципом осуществляется моделирование конструкций эндопротезов других суставов [5, 7, 16].

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>