Ежегодно проводится сотни тысяч операций эндопротезирования тазобедренного сустава. Технологии совершенствуются и операция давно уже не считается редкой и сложной. Операция позволяет пациентам сохранить активность и нормальное качество жизни. О том, что еще нужно знать об эндопротезировании, в завершающей части своего повествования рассказывает Александр Тарасов, врач Юсуповской больницы по направлению ортопедической реабилитации.
Классический эндопротез состоит из ножки, чашки и головки, которая насаживается на ножку эндопротеза тазобедренного сустава. Головка вместе со вкладышем, устанавливаемым внутрь чашки, составляют пару трения.
Какие бывают головки?
Головки различаются между собой глубиной посадки на ножку, благодаря чему хирург во время операции регулирует расстояние между телом ножки и чашкой. Чем короче головка (то есть чем больше глубина ее посадки), тем меньше ее толщина и, следовательно, запас прочности. Глубину посадки головки часто подбирают непосредственно в ходе операции таким образом, чтобы эндопротез был стабилен.
Обычно головки имеют правильную сферическую форму, но бывают и исключения. Например, некоторые модели имеют форму искривленной сферы, что, по данным производителя, позволяет уменьшить износ на 80%. Однако эта новая революционная технология пока еще не получила широкого признания.
Материал, из которого изготавливается головка, должен соответствовать, во-первых, материалу, из которого сделана ножка, а во-вторых, материалу, из которого изготовлен вкладыш. Головки могут быть металлическими и керамическими.
Раньше металлические головки делали из нержавеющей стали, но они были недостаточно прочными и сильно изнашивались. Сейчас головок из обычной нержавеющей стали уже не делают, а для их изготовления используют сплавы, содержащие кобальт, никель, хром, титан.
Головка из обычной медицинской нержавеющей стали за два года практически полностью истерлась, что потребовало ее замены.
Неизбежным недостатком металлических головок является то, что при трении они постепенно изнашиваются, а продукты трения в виде ионов металлов проникают в окружающие ткани (мышцы, связки, кость) и с током крови попадают в другие органы (почки, печень и другие).
У пациентов, которым установлены эндопротезы с металлической головкой, в крови всегда обнаруживаются ионы металлов, из которых состоит головка, но их концентрация достаточно мала и не несет никакого вреда. Однако пропитывание ионами металлов мышц, окружающих тазобедренный сустав, представляет собой определенную проблему.
Безусловно, 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 корродируют в месте контакта с конусом ножки, а продукты их износа малотоскичны.
Керамические головки, в отличие от металлических, гораздо меньше истираются при движении, а их продукты трения нетоксичны. Однако, к сожалению, этот материал достаточно дорог. Более того, производство керамических головок и вкладышей это 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.
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 и в жизни такое случается крайне редко: риск перелома головки составляет около 1%.
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.
Пара трения
Вкладыш, внутри которого происходит вращение головки эндопротеза, во время операции вставляется в чашку и блокируется в ней. Вкладыши бывают полиэтиленовые, металлические и керамические.
Комбинация материалов головки и вкладыша определяет пару трения. У цементных эндопротезов пара трения всегда металл—полиэтилен (металлическая головка и полиэтиленовый вкладыш), а в бесцементных эндопротезах пары трения могут быть разными.
Все пары трения, которые используются в современном эндопротезировании тазобедренного сустава, очень износостойки. Теоретически вкладыш из высокомолекулярного полиэтилена, контактирующий с металлической головкой, 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. Скорость износа пары трения керамика-полиэтилен составляет 0,1 мм в год, поэтому вкладыша толщиной 8-9 мм хватит уже на 80-90 лет!
Скорость износа пар трения металлметалл, керамика—керамика или 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.
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 не исчезают в никуда: они могут раздражать кость и мышцы, всасываться в кровь и оказывать местное (только рядом с эндопротезом) или системное (по всему организму) токсическое действие.
Продукты трения высокомолекулярного полиэтилена не всасываются в кровь, а раздражают кость, что может привести к расшатыванию ножки или чашки эндопротеза. Для того чтобы уменьшить токсическое действие этих веществ на кость, в последнее время полиэтилен стали «пропитывать» витамином E, обладающим свойствами антиоксиданта.
Скапливаясь в окружающих мышцах, продукты трения полиэтиленового вкладыша могут вызывать образование болезненных псевдоопухолей, но, к счастью, при использовании современного высокомолекулярного полиэтилена это осложнение практически не встречается.
Продукты трения металла меньше раздражают кость, но они активно накапливаются в окружающих мышцах и всасываются в кровь. Псевдоопухоли окружающих мышц при использовании пары трения металл-металл встречаются намного чаще, чем у пары трения металл—полиэтилен. Точная частота развития этого осложнения неизвестна, но, по всей видимости, ее можно оценить в 1—2%.
Распространение ионов металлов с током крови по внутренним органам обнаруживается только лабораторными анализами и неопасно для здоровых органов, но может усугубить их поражение при наличии сопутствующих заболеваний. Пару трения металл—металл также следует с осторожностью использовать в тех случаях, когда планируется беременность, поскольку ионы металлов могут проникать в пуповинную кровь. Продукты трения керамики практически нетоксичны.
Какая пара трения эндопротеза тазобедренного сустава подойдет мне?
Металл—полиэтилен
Подходит как мужчинам, так и женщинам, планирующим вести умеренный образ жизни без занятий спортом. Общепризнанно, что эта пара трения может безопасно использоваться у людей старшей и, возможно, средней возрастных групп, однако в точности возрастной критерий не определен.
Многие считают, что эта пара трения оправдана у людей старше 60 лет, но во многих странах ее используют и у людей 40—60 лет. Продукты износа не всасываются в кровь и не оказывают вредного системного действия, а могут действовать только местно, нарушая прочность кости вокруг эндопротеза и, теоретически, способствуя расшатыванию ножки (реже — чашки). Технологии изготовления чашек из высокомолекулярного полиэтилена совершенствуются, и современные материалы обладают гораздо большей износоустойчивостью и меньшей токсичностью продуктов трения.
При использовании этой пары трения рекомендовано ежегодно делать рентгеновские снимки, чтобы оценивать степень износа вкладыша.
Металл—металл
Больше подходит мужчинам с высоким уровнем физических нагрузок, 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).
Керамика—керамика
Подходит, пожалуй, пациентам всех возрастов. Из-за высокой стоимости не всегда целесообразна: 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) сочетают в себе достоинства и, увы, недостатки вышеописанных пар.
