Импланты для эндопротезирования. Плюсы и минусы

Успех любой операции по замене сустава зависит от ряда факторов. Одним из ведущих является качество имплантов и их главное отличие – материал изготовления.

Выбор хирурга зависит от основных показателей:

  1. Возраст пациента, его вес.  
  2. Уровень активности пациента.
  3. Особые деформации оперируемой области или анатомические аномалии.
  4. Тяжесть основного и сопутствующих заболеваний.  
  5. Наличие/отсутствие аллергической реакции пациента на применяемый материал.
Материалы изготовления эндопротезов

Импланты для эндопротезирования: основные материалы, используемые для изготовления компонентов

Общими требованиями к материалам являются: прочность, эластичность, устойчивость к коррозии, возможность создавать требуемую структуру поверхности, характеристики трения и износа. Но основным требованием остается биосовместимость. Негативное влияние материала и продуктов его износа или деградации не должны приводить к каким-либо реакциям (местным или системным, моментальным или отдаленным). Например, очень пристальное внимание уделяется возможности образования так называемых частиц износа или частиц, которые образуются при трении материала о материал. Впервые такие осложнения были отмечены при использовании металлических имплантов и выделены в отдельный симптом — ARMD.

ARMD (adverse reactions to metal debris, адверсивная реакция на частицы износа металла) – побочная реакция организма на металлические частицы, которая выражается в развитии воспаления, отека, возможного остеолиза (разрушения тканей кости), развития псевдоопухолей окружающих мягких тканей (мышц) и других осложнений. Как правило, исход таких осложнений — ревизионная операция.

Единственное влияние материала на организм допускается только в виде решения задач, необходимых при эндопротезировании. Например, доставка лекарственных или биологически активных веществ или врастание в костную ткань.    

  1. Металлы и их сплавы: нержавеющая сталь (Fe, С, Or, Ni, Mo), титан и его сплавы (CP-Ti (чистый титан — 98 — 99,6%), Ti-6AI-4V, Ti-5AI-2,5Fe, Ti-6AI-17 Niobium, Ti-Ta30 и др.), сплавы Co-Cr (Co-Cr-Mo, Co-Ni-Cr-Mo, Co-Cr-Ni- W, Co-Ni-Cr-Mo-W-Fe), Сплавы Zr и Та.  
  2. Керамика.
    Применяемые керамические материалы разделяют на группы по принципу взаимодействия с тканями организма.
    • Биоинертная керамика – сохраняет форму импланта и его поверхностную структуру, в окружающие ткани не врастает: соединения на основе Al, Zr, Ti (Аl2O3 ZrO, TiO), карбоновая керамика (углерод с различной структурой, C-Si). Используется для покрытия ножек и чашек имплантов и для создания пар трения.
    • Биоактивная керамика – сохраняет форму импланта и его внутреннюю структуру, врастает в окружающие ткани: кальция фосфаты и алюминаты (Cryst-Са5(РO)3(O), СаАl2O3). Применяется для взаимодействия кости с имплантируемыми материалами. Например, остеоинтеграции (интеграции импланта в костную ткань) или доставки лекарственных и биологически активных веществ.
    • Биодеградируемая керамика – теряет форму и структуру протеза, врастает в окружающие ткани, частично или полностью их замещая: кальция сульфаты, алюминаты и фосфаты (CaSO4, СаАl2O3, Amorph-Ca5(PO4)3(OH)). Используется как носитель лекарственных и биологически активных веществ различного срока высвобождения.
  3. Полиэтилен.
    В последнее время широкое применение получили изделия из полиэтилена ультравысокой плотности и ультравысокой плотности с поперечными связями. Технология создания полиэтилена с поперечными связями является более современной разработкой. Это высокопрочный и износостойкий материал, по своим необходимым параметрам приближающийся к металлическим изделиям, но позволяющий избежать таких недостатков как жесткость, токсичность и аллергенность. Однако, опыт применения этого полиэтилена показал, что существует повышенный риск разрушения изделия при ударных нагрузках. Таким образом, на данном этапе наиболее приемлем вариант использования полиэтилена ультравысокой плотности, а полиэтилен с поперечными связями остается в стадии разработки и клинических испытаний.  

Импланты для эндопротезирования: основные пары трения

Пара трения металл – металл
Бедренный и вертлужный компоненты выполнены из металла.
Плюсы: прочность, хороший диапазон движений и стабильности (снижение риска вывиха), относительно низкая скорость износа.
Минусы: образование частиц износа (могут оседать в окружающих сустав тканях, вызывая их воспаление и отек), попадание ионов металла в общий кровоток (их накопление и возможность развития различных заболеваний, в том числе опухолей), возможное смещение импланта, возможное токсичное влияние на плод при беременности.
Кому больше подходит: людям с высоким уровнем физических нагрузок, при очень активном образе жизни, пациентам с большой массой тела.  

Пара трения керамика – керамика
Бедренный и вертлужный компоненты выполнены из керамики.
Плюсы: самая низкая скорость износа (поверхность твердая, наиболее гладкая, устойчива к царапинам), высокая стабильность, не выделяют металлический мусор, высокая биосовместимость.  
Минусы: относительная хрупкость материала (в последних версиях этой проблемы практически не встречается), появление шума/скрипа/писка, высокая стоимость.
Кому больше подходит: без ограничений.  

Пара трения металл – полиэтилен
Бедренный компонент выполнен из металла, вертлужный компонент – из полиэтилена.
Плюсы: прочность, более широкий диапазон движений, низкая стоимость.  
Минусы: высокая скорость износа, образование частиц износа и их воздействие на окружающие ткани.
Кому больше подходит: людям, планирующим вести умеренный образ жизни без занятий спортом.

Пара трения керамика – полиэтилен
Бедренный компонент выполнен из керамики, вертлужный компонент – из полиэтилена.
Плюсы: низкая скорость износа, не выделяют металлический мусор, стабильны, относительная биосовместимость, цена ниже по сравнению с парой керамика-керамика.
Минусы: образование частиц износа (полиэтилена) и их воздействие на окружающие ткани.
Кому больше подходит: практически без ограничений.

Вывод

У каждой пары трения есть свои преимущества и недостатки. Нельзя четко сказать, какая из них лучше или хуже. На современный рынок постоянно поступают новые модели с различными техническими характеристиками. Однако, о некоторых проблемах можно узнать далеко не сразу. По этой причине многие хирурги предпочитают импланты для эндопротезирования с хорошей и длительной репутацией и, учитывая ваши индивидуальные особенности, будут рекомендовать вам.