Лоскутов А. Е., Красовський Ст. Л., Олійник А. Е., Бредіхін А. В.
Дніпропетровська державна медична академія.
Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ. Україна
Введення
Одним з поширених ускладнень ендопротезування кульшового суглоба є асептична нестабільність стегнового компонента, основною причиною якої, на нашу думку, є недосконалість його кріплення до кістки [1-7]. В даній роботі розглядаються особливості конструкції елемента кріплення стегнового компонента ендопротеза кульшового суглоба «ОРТЕН» при безцементного метод фіксації, а також деякі концептуальні питання, пов’язані з його адаптацією в організмі і забезпеченням тривалої стабільності.
Матеріал і методи
Попередньо зазначимо, що існують два підходи до розробки конструкції стегнового компонента ендопротеза кульшового суглоба. Перший підхід базується на ідеї створення ніжки за формою і розмірами, суворо відповідним кістково-мозкової порожнини, (його можна назвати анатомічним). Суть другого підходу (назвемо його функціональним) полягає в розробці такої конструкції ніжки, яка в максимальній мірі забезпечувала б необхідні функції штучного суглоба. Природно, що в цьому випадку цілком припустимі певні, в тому числі і значні відхилення форми ніжки від форми порожнини. Функціональний підхід істотно розширює можливості як конструктора-розробника ендопротеза, так і технолога, займається його виробництвом.
При розробці модульних ендопротезів кульшового суглоба «ОРТЕН» [8, 9] ми базувалися на функціональному підході, що дозволило створити досить високий запас міцності фіксації стегнового компонента, що забезпечує його тривалу стабільність. Ніжка ендопротезу системи «ОРТЕН» (рис.1а) складається з наступних відділів: 1) шийки ніжки ендопротеза (на якій кріпиться голівка діаметром 28 мм), 2) метафізарній частині ніжки, 3) діафізарної частини ніжки. Кожен відділ відрізняється певними конструктивними рішеннями.
Шийка ніжки ендопротеза у проксимальній частині виконана у вигляді конуса Морзе (1), забезпечує міцну фіксацію головки ендопротеза. В дистальній частині шийка має п’ятку (4), яка спирається на калькар малого вертлюга (дугу Адамса). Метафизарная частину ніжки ендопротеза (2) має трапецієподібну уплощенную форму, повторює своєю конфігурацією у фронтальній площині проксимальний відділ стегнової кістки (анатомічний елемент конструкції). У метафізарній частини ендопротеза виконані поглиблення, орієнтовані під кутом 45° до осі протеза. В зоні переходу метафіза в діафіз починається диафизарная частину ніжки ендопротеза (3), поперечний переріз якої по довжині цій частині ніжки не змінюється і має форму квадрата з усіченими кутами (рис.1б). По передній і задній поверхні діафізарній частині є поглиблення (5) у вигляді жолоба з прямими кутами, глибиною 2 мм На всю поверхню метафізарній і діафізарної частин ніжки нанесено керамічне покриття.
Розроблено п’ять типорозмірів ніжки ендопротеза, в основу яких були покладені результати статистичної обробки антропометричних досліджень стегнової кістки.
Імплантація стегнового компонента ендопротеза складається з наступних етапів. При остеотомії проводиться опил шийки стегнової кістки таким чином, щоб кут нахилу до осі її діафізарної частини збігався з відповідним кутом п’яти ніжки ендопротеза. З цією метою використовують спеціальний шаблон. Кістково-мозкову порожнину розтинають за допомогою желобоватой долота в метафізарній частини, при цьому користуються вузьким долотом, і спонгиозную тканину видаляють дуже економно. Потім проводять обробку кістково-мозкової порожнини набором рашпілів, починаючи з найменших і закінчуючи рашпілем необхідного розміру. Розмір останнього рашпіля по кожній стороні на 0,5 мм менше розміру ніжки (за рахунок нанесеного керамічного покриття). Таким чином, фіксація як метафізарній, так і діафізарній частині ніжки ендопротеза здійснюється шляхом пресової посадки (по суті, з незначним смятием кісткової тканини в зонах контакту). Обробка кістково-мозкової порожнини проводиться вручну, зворотно-поступальними рухами рашпіля і, природно, повинна здійснюватися без істотних порушень кісткових структур навколо оброблюваної поверхні.
Результати та їх обговорення
Конструкція ніжки ендопротеза, в першу чергу, повинна забезпечувати надійну і тривалу стабільність фіксації імплантату в кістки. На нашу думку, це може бути реалізовано лише при виконанні ряду умов, найбільш важливими з яких є: 1) достатня міцність кріплення імплантату; 2) механізм передачі навантаження від протеза до несучої трубчастої частини кістки повинен бути близьким до фізіологічного.
Остання умова припускає, що додаток зусиль до стегнової кістки здійснюється, в основному, в метафізарній зоні її через дугу Адамса і спонгиозную тканина. При цьому не повинно виникати великих поперечних складових контактного тиску між ніжкою і кісткою, в особливості діафізарної частини стегнової кістки. Важливою передумовою ефективної адаптації протеза до кістки і забезпечення зазначених умов стабільності є дистальна первинна стабільність імплантату, що дозволяє раннє дозоване навантаження оперованої кінцівки. Ніжка стегнового компонента ендопротеза кульшового суглоба «ОРТЕН» в цілому, а також кожен її елемент окремо містять у собі ряд конструктивних рішень, спрямованих на забезпечення як первинної, так і тривалої стабільності її фіксації. Розглянемо більш детально як здійснюється ця фіксація і з якими конструктивними елементами пов’язана первинна і тривала стабільність кріплення ендопротеза.
Первинну стабільність забезпечують п’ята протеза, метафизарная і диафизарная його частини, а також керамічне функціональне покриття. П’ята перешкоджає виникненню поздовжньої нестабільності, оскільки вона спирається на компактне речовина стегнової кістки в області дуги Адамса, що не дозволяє ніжці зміщуватися в дистальному напрямку вздовж осі стегна. Зазначимо, що, з іншого боку, цей елемент конструкції при ранній дозованого навантаження на оперовану кінцівку забезпечує навантаження дуги Адамса, близьке до природного, що вкрай необхідно для збереження фізіологічних властивостей кісткової тканини цього важливого відділу стегнової кістки. У метафізарній частині ніжки трапецієвидна уплощенная її форма у поєднанні з пресової посадкою (вклинювання в спонгиозную тканина метафізарного відділу стегна) сприяє фронтальної, поздовжньої та ротаційної стабільності кріплення імплантату. Диафизарная частину ніжки фіксує ендопротез у верхній третині діафіза стегнової кістки. Тут слід відзначити, що внутрішня частина кортикальної пластинки в цьому відділі має нерівну шорстку поверхню, що складається з трабекулярних елементів компактної кісткової речовини. Саме в цій кістковій структурі формується прямолінійний канал квадратного перерізу під діафізарну частину ніжки. Навіть при досить широкому діапазоні варіабельності розмірів кістково-мозкової порожнини в цьому відділі,
пресова посадка порівняно довгою діафізарній частині ніжки забезпечує достатній (хоча, як правило, неповний) контакт з усіх її граней, сприяє, в першу чергу, фронтальної та ротаційної стабільності ендопротеза. За рахунок подовження діафізарній частині ніжки забезпечується також інша важлива функціональна особливість конструкції, пов’язана з надійної гарантованої центруванням ендопротеза в костномозговой порожнини. Ніжка такої конструкції, по суті, є самоцентрирующейся. Її імплантація не вимагає складних, тривалих маніпуляцій, що істотно скорочує час операції і, як наслідок, знижує ймовірність ранніх післяопераційних ускладнень. Особливу роль у забезпеченні первинної стабільності відіграє функціональне покриття. Високий коефіцієнт тертя між покриттям і кістковою тканиною по всій довжині ніжки протеза при пресової його посадці забезпечує надійну поздовжню фіксацію і, зокрема, виключає можливість міграції та екстракції ендопротеза. Поздовжні заглиблення на діафізарної частини, так само як і зрізи прямих кутів, не знижуючи істотно первинну стабільність фіксації ніжки (внаслідок зменшення площі контакту), виконують важливу функцію дренування кістково-мозкової порожнини в першу добу після операції з метою зменшення внутрішньокісткового тиску. Завершуючи обговорення конструктивних особливостей первинної стабільності фіксації ендопротеза «ОРТЕН» в цілому, відзначимо, що найбільш важливими елементами цієї фіксації є п’ята і диафизарная частина ендопротеза, оскільки наявність борозен в його метафізарній частини зменшує площу контакту через відсутність конгруентності контактуючих поверхонь і знижує міцність кріплення протеза в цьому відділі. Незважаючи на відносно високу міцність, при такому типі фіксації ендопротеза істотно порушується механізм передачі зусиль від суглобового кінця до несучої трубчастої кістки, що негативно впливає на властивості останньої.
Зазначена вище надійна первинна стабільність ніжки ендопротеза дозволяє використовувати ранню дозоване навантаження оперованої кінцівки, що, в поєднанні з низкою конструктивних особливостей ніжки, є гарною передумовою для формування тривалої стабільності кріплення імплантату. Так, у процесі адаптації до протеза до кістки для забезпечення надійності його фіксації істотно зростає роль функціонального покриття,
сприяє остеоінтеграції та збільшення площі зон контакту ніжки з кісткою по всій її довжині. Змінюють свої функції поздовжні борозни і зрізи прямих кутів в дистальної частини протеза. Відсутність контакту протеза з кісткою на ділянках розташування борозен і зрізів створює умови для проростання судин по внутрішній частині кортикальної пластинки, чим стимулюється остеогенез. Розростається кісткова тканина при цьому заповнює борозни і зрізи, збільшуючи площу контакту ніжки з кісткою і сприяючи додаткової її фіксації. Збільшення площі контакту і зміни характеру фіксації імплантату сприяють також борозни в метафізарній частині ніжки, що призводить до суттєвого збільшення міцності кріплення протеза в цьому відділі кістки. Кожний з розглянутих елементів фіксації, доповнюючи один одного, обумовлює високий рівень надійності фіксації протеза в цілому.
Найважливіша особливість запропонованої функціональної ніжки полягає в тому, що фіксація протеза здійснюється в спонгиозном речовині, причому до часу повної адаптації його до кістки міцність кріплення імплантату в метафизарном відділі істотно зростає. Це призводить до зміни механізму передачі навантаження від протеза до несучої трубчастої частини кістки, який виявляється близьким до фізіологічного, що обумовлює тривалий ефективне її функціонування.
Висновок
Надійність фіксації ендопротеза кульшового суглоба «ОРТЕН» і тривала його стабільність пов’язані з конструктивними особливостями функціональної ніжки імплантата, а також з наявністю керамічного покриття. Опорними поверхнями для ендопротеза є дуга Адамса, спонгиозное речовина метафізарній зони і трабекулярные структури діафіза, що обумовлює рівномірний розподіл навантаження на всю трубчасту частину кістки і демпферирование динамічних навантажень. Передумовами для забезпечення тривалої надійності і стабільності фіксації протеза є його первинна стабільність, що дозволяє раннє дозоване навантаження оперованої кінцівки, сприяє остеоінтеграції протеза з кісткою, а також зміни характеру фіксації протеза, при якому передача навантаження на несучий трубчастий відділ кістки виявляється близькою до фізіологічної. Остання умова необхідно для тривалого функціонування системи «ендопротез-кістка».
Ортопедія, травматологія і протезування. — 2000. — №2. — С. 63-66.
УДК 616.728.2-089.28
