Доктор Вакуленко

Главная » Эндопротезирование » Какая пара трения эндопротеза лучше?

Какая пара трения эндопротеза сустава лучше?

Общие сведения

Любой движущийся механизм подвержен износу. Эндопротезы суставов — не исключение. Например, во время ходьбы пациента головка эндопротеза тазобедренного сустава постоянно трется о вертлужный компонент («чашку»), отделяя от него микроскопические частицы материала.

Это нормальный процесс износа или старения искусственного сустава, полностью избавиться от которого пока невозможно. Скорость износа эндопротеза напрямую зависит от материалов, из которых изготовлены головка и чашка. Сочетание этих материалов именуется «парой трения» эндопротеза.

Сегодня при производстве искусственных суставов применяют разнообразные металлические сплавы, пластик (полиэтилен), а также керамику в различных комбинациях. Рассмотрим подробнее пары трения современных эндопротезов и узнаем их преимущества и недостатки.

Сравнение скорости износа различных пар трения эндопротезов тазобедренного сустава
Скорость износа максимальна для пары трения «стандартный полиэтилен-металл» и минимальна для полностью керамической пары трения (реальная скорость износа зависит от массы пациента и его уровня физической активности)

Пара трения полиэтилен — металл

Это самая распространенная на сегодняшний день пара трения. По данным авторитетнейшего Шведского регистра артропластики, на ее долю приходится порядка 80% от всех операций по замене тазобедренного сустава.

В такой паре трения, головка эндопротеза металлическая. Обычно это сплав кобальта и хрома. Вертлужный компонент (или его вкладыш) изготавливается из пластика, а точнее сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой плотности (UHMWPE — ultra-high molecular weight polyethylene).

Данный пластик бывает двух разновидностей:

Скорость износа стандартного полиэтилена в среднем равна 200 микронам в год, сшитого — 20 микронам в год. Таким образом, за 15 лет эксплуатации будет утрачено около 3 мм толщины чашки для стандартного полиэтилена и около 0,3 мм — сшитого. Как видим, износ сшитого полиэтилена примерно в 10 раз меньше.

Так выглядит изношенный полиэтиленовый лайнер на рентгенограмме. Синие стрелки показывают его толщину в наиболее (вверху) и наименее (внизу) нагружаемых частях
Так выглядит изношенный полиэтиленовый лайнер на рентгенограмме. Синие стрелки показывают его толщину в наиболее (вверху) и наименее (внизу) нагружаемых частях.

Однако, что плохого в том, что за 15 лет службы чашка протрется на 3 мм? Ведь ее толщина, как правило, не менее 5-6 мм и остается хороший запас еще лет на 15…

Проблема в том, что долговечность эндопротеза не равна сроку полного износа чашки.

Частицы пластика (тот самый «песок» на картинке выше) попадают в организм пациента и запускают сложную иммунологическую реакцию. Если очень упростить процесс, то в результате происходит частичное рассасывание костей, в которых закреплен сустав.

Через некоторое количество лет (обычно от 10 до 20) фиксация сустава к кости ослабляется настолько, что возникает необходимость его замены. Износ чашки при этом может быть еще сравнительно небольшим. Кроме того, при значительном износе полиэтилена могут происходить вывихи эндопротеза тазобедренного сустава

Таким образом, чем меньше скорость износа пары трения, тем дольше прослужит сустав и тем позже потребуется его замена на новый (ревизия эндопротеза).

В общем, сшитый полиэтилен, безусловно предпочтительнее стандартного, хотя и дороже его. А когда же имеет смысл применять стандартный полиэтилен? В тех случаях, когда:

Важное замечание. Данные о скорости износа пар трения, представленные на рисунке в начале статьи, очень приблизительные. Реальная скорость износа может быть существенно выше:

Пара трения металл — металл

В общем-то, писать тут много не придется. На картинке в начале статьи видно, что износ этой пары в 2 раза меньше, чем у сшитого полиэтилена. Казалось бы, вот он, прорыв? Увы, попытка широкого внедрения пары трения «металл — металл», которая имела место в середине нулевых годов, выявила ее серьезные недостатки.

Не буду вдаваться в медицинские и технические подробности. Если вкратце, то немногочисленные частички металла, попадая в мягкие ткани вокруг сустава, приносят больше вреда, чем «горы» полиэтиленовых опилок от стандартной пары трения «полиэтилен — металл».

В настоящее время эта пара трения практически не используется. По данным того же Шведского регистра артропластики, с 2010 года в Швеции не было произведено ни одной операции по замене тазобедренного сустава с использованием полностью металлической пары трения. Я также много лет не использую эндопротезы с парой трения "металл-металл".

Пары трения керамика-керамика и полиэтилен-керамика

Наименьший износ среди эндопротезов тазобедренного сустава имеет пара трения «керамика — керамика». Она обеспечивает износ менее 1 микрона в год. А это всего лишь 0,02 мм за 20 лет эксплуатации! Отличные показатели и у пары трения «полиэтилен-керамика» - износ всего порядка 10 микрон в год.

Полностью керамическая пара трения. Использование керамики уместно у молодых и физических активных пациентов.
Полностью керамическая пара трения. Использование керамических пар трения уместно у молодых и физических активных пациентов.

Именно поэтому полностью керамические варианты пар трения особенно уместны у молодых и физически активных пациентов, чья ожидаемая продолжительность активной жизни велика. Малый темп износа позволяет таким людям сравнительно безопасно эксплуатировать эндопротез под немалыми нагрузками длительное время.  Также определенный смысл имеет применение керамики при эндопротезировании пациентов с избыточной массой тела.

Какие же недостатки у полностью керамической пары трения ?

Последний пункт требует пояснения. Некоторые пациенты считают, что керамическая пара трения по прочности сродни керамическому цветочному горшку или тарелке. Малейшая нагрузка, прыжок или что-то подобное приведет к катастрофе — эндопротез расколется.

Керамический лайнер значительно прочнее обычной тарелки. Он не выйдет из строя даже у тучных или физически активных пациентов.
Керамический лайнер значительно прочнее обычной тарелки. Он не выйдет из строя даже у тучных или физически активных пациентов.

Конечно же, это не так. Современные керамические компоненты эндопротеза очень прочные и в процессе обычной физической активности расколоться не могут (даже у тучных пациентов). Со временем, на них могут появляться царапины и сколы. Однако даже в этом случае срок службы керамики будет гораздо больше, чем у пары трения «полиэтилен — металл».

А что лучше - полностью керамическая пара трения, в которой и головка, и вкладыш изготовлены из керамики, или пара трения «полиэтилен-керамика» (в которой керамическая только головка)?

С позиции износа безусловно лучше полностью керамическая пара трения. Однако, как я уже говорил выше, скорость износа - не единственная переменная в уравнении долго и успешно функционирующего эндопротеза.

Снова не вдаваясь в технические детали, скажу, что существует немало ситуаций, когда пара трения «полиэтилен-керамика» имеет неоспоримые преимущества перед полностью керамической парой трения. Например, при тяжелой дисплазии тазобедренного сустава нередко приходится устанавливать вертулжный компонент эндопротеза под увеличенным углом инклинации. При использовании полностью керамической пары трения это часто приводит к регулярным вывихам эндопротеза. Если же устновить полиэтиленовый лайнер особой конструкции (пара трения «полиэтилен-керамика»), то эндопротез будет работать нормально. И, конечно, пара трения «полиэтилен-керамика» дешевле.

Какая пара трения лучше?

Для пациентов моложе 50 лет я рекомендую использовать пару трения «керамика — керамика» или «сшитый полиэтилен — керамика». Остальным прекрасно подойдет традиционный «сшитый полиэтилен — металл». Если же Вы моложе 50 лет и не можете приобрести эндопротез с керамикой, то расстраиваться не стоит.

Ведь даже в наиболее развитых странах мира на более доступную пару трения «сшитый полиэтилен — металл» приходится 80% операций эндопротезирования тазобедренного сустава. Это говорит о том, что данная пара трения совсем не плохая. Просто есть более совершенные пары трения.

Представьте себе последние марки автомобилей Мерседес и Фольксваген. Автомобилисты знают, что Фольскваген — прекрасный автомобиль, на котором можно проехать десятки тысяч километров без всяких поломок. Но они также знают, что Мерседес несколько лучше. Примерно также обстоит дело и с парами трения эндопротезов…

И еще одно замечание. Не всегда существует техническая возможность использовать продвинутые пары трения. В некоторых ситуациях применяется только пара трения «полиэтилен — металл».

Полную информацию по замене суставов в Сочи Вы можете получить, обратившись ко мне на консультацию.

Записаться ко мне на прием можно, позвонив в колл-центр клиники +7 (862) 295-11-11. Кроме того, возможна и он-лайн запись. Для этого нажмите на ссылку ниже и выберите свободную дату и время.

ЗАПИСАТЬСЯ

© Антон Вакуленко, 2008-2024, Сочи
Замена суставов, лечение артроза, асептического некроза, перелома шейки бедра в Сочи

Материалы сайта доступны по лицензии Creative Commons с указанием авторства и с сохранением условий (версия 4.0, всемирная). Прямая ссылка на оригинал при перепечатке обязательна!