Керамические эндопротезы коленного сустава
Впервые керамические эндопротезы тазобедренного сустава были использованы в Европе еще в 1980-х годах, но в США они получили одобрение на имплантацию пациентам не так давно. Керамические материалы являются неплохой альтернативой разного рода сплавам. У керамики есть свои уникальные свойства, особо ценные при создании протезов, продлевающие срок их службы и улучшающие функциональные характеристики.
Малоинвазивное эндопротезирование в Чехии: врачи, реабилитация, сроки и цены.
Узнать подробнее
Виды керамики
Разные виды керамики.
Типы материала тела сустава:
- инертная. Не дает костным тканям врастать и сохраняет свою форму;
- биоактивная. Ассимилируется с костными тканями, но форма остается прежней;
- биодеградируемая. Полностью растворяется и замещается.
Типы керамики:
- На оксидах алюминия, цинка и титана. Такие протезы относятся к биоинертным. Они прочные, характеризуются высокой степенью биосовместимости. Обычно идут в узлах трения керамика-полиэтилен и керамика-керамика.
- Циркониевая. Диоксид циркония не уступает металлу по прочности. Однако в компании с примесью иттрия несколько токсичен для организма.
- Карбоновая (C-Si, С). Биоинертный материал повышенной прочности, обладающий отличной биологической совместимостью. Часто используется при изготовлении вкладышей в ацетабулярные чашки, стержней имплантатов.
- На основе фосфатов кальция и алюминатов. Биоактивный, но не деградируемый материал. Изделия из него могут выступать посредниками между костью, имплантатами и другими биоматериалами. А также используются в качестве носителей различных активных веществ с быстрым поверхностным высвобождением.
- На основе сульфатов кальция, фосфатов и алюминатов. Биодеградируемый материал. Может быть носителем активных веществ с медленным поверхностным высвобождением.
- Композитный керамический материал BIOLOX delta. Представляет собой инновационный сплав из оксида алюминия (82%), диоксида циркония (17%) и прочих элементов. Оксид алюминия обладает очень высокой плотностью за счет мелкозернистой структуры матрицы. Изделия отличаются высокой биосовместимостью, износостойкостью, химической и гидротермальной стабильностью.
Пара трения на основе керамики
Узел трения образуется головкой и имплантатом вертлужной впадины – модульной чашей (ацетабулярный компонент). Ацетабулярная чаша состоит из металлической полусферы, которая выпуклой частью фиксируется в вертлужной впадине (на цемент или методом пресс-фит), а также керамического вкладыша, который крепится внутри чаши с помощью специального механизма блокировки (конус Морзе). Именно внутри этого ложа будет скользить головка при движении.
Также есть моноблочные ацетабулярные чаши, в которых вкладыш изначально закреплен на заводе. При установке такого имплантата риск расколоть прокладку отсутствует.
Вкладыши из керамики обладают очень высокой прочностью, поэтому значительно тоньше остальных. Могут идти в паре с головками больших размеров, что означает повышенную стабильность сустава.
Многие западные хирурги сходятся во мнении, что при имплантации тазобедренных суставов у пациентов в возрасте до 75 лет следует использовать монокерамическую пару трения. Поскольку такая совместимость почти не подвержена стиранию и образованию дебриса в отличие от металла, где частички, попадая в кровоток, могут вызвать аллергию и различные патологии почек. В зависимости от состава керамики, компоненты протеза могут быть цветными: если использована алюмиевая (Al2O3) керамика − желтые, а если композитная (смесь алюминия и циркония) − розовые.
Преимущества имплантатов с монокерамической парой трения
- высокая биоинертность;
- повышенная износостойкость;
- антикоррозийность;
- подходят для беременных;
- керамические головки более гладкие, чем металлические;
- можно изготавливать головки больших диаметров;
- высокая чистота обработки поверхности.
Недостатки керамики
Раскол чашки Biolox.
- жесткость;
- иногда в процессе эксплуатации появляется характерный скрип;
- возможность разрушения либо по причине неправильной техники установки, либо сама по себе из-за нарушенной технологии производства имплантата;
- колкость (преимущественно в монокерамической паре, но в последнем поколении материалов почти не случается);
- продукты трения (дебрис) еще больше увеличивают скорость износа протеза. Также их наличие может спровоцировать растворение костной ткани в ложе имплантата. При ревизионных операциях полностью удалить все частицы довольно тяжело. Поэтому применение биоактивных видов керамики при изготовлении эндопротезов спорно.
Примеры износа керамических головок.
Еще одним недостатком эндопротезов из керамики является их высокая стоимость. Однако узел трения керамика-полиэтилен не во многом уступает монокерамическому, но цена значительно ниже.
Исследования 83-х монометаллических (46) и монокерамических (37) узлов трения на коррозийную устойчивость показали, что керамические головки существенно снижают коррозию конуса, в котором крепится ножка.
Производители керамических имплантатов
Сама технология производства керамики достаточно сложна. По этой причине большинство производителей (Zimmer, Smith&Nephew, Biomet, Aesculap, B. Braun, DePuy, Stryker) закупают материал на единственном в своем роде заводе компании немецкой компании CeramTec (выпускает керамику с 1974 года, владеет 93% рынка). За все время существования компания сменила 3 поколения и в данный момент специализируется на 4-м поколении материала − Biolox delta, из которого изготавливаются все инновационные серии имплантатов.
Особое внимание следует уделить недавней разработке российских ученых – нанокерамике. Это уникальный аналог Biolox delta, ни в чем ему не уступающий. Исследования в этой области начались в 2011 году ЗАО «НЭВЗ-керамикс», а в 2015 был имплантирован первый нанокерамический тазобедренный протез. Продукцию уже оценил такой крупный производитель как концерн Johnson&Johnson (DePuy), предложив совместное участие в проекте.
Изделие из нанокерамики может прослужить от 20 лет без замены. Отличается высокой биоинертностью и прочностью. Благодаря достаточно низкой цене в скором времени эти протезы будут широко использоваться при проведении операций по замене тазобедренных суставов в составе государственной программы выдачи квот.
Срок службы эндопротезов
На срок службы влияет не только материал изготовления и мастерство врача, но и различные заболевания типа хронического полиартрита, а также уровень физической активности, состояние костной ткани и вес пациента. Средний срок для тазобедренного имплантата – 10-25 лет. Но это только расчетное время.
Металлические головки в паре с полиэтиленом изнашиваются примерно через 10 лет, а керамические служат гораздо дольше. Керамические эндопротезы тазобедренного сустава самые прочные, со сверхнизким темпом износа (0,0001 мм в год). При благоприятных условиях могут прослужить не одно десятилетие.
Но большинство ревизионных операций проводится не из-за износа, а по причине расшатывания конструкции и дестабилизации сустава.
Источник
Сегодня эндопротезы коленных суставов выпускаются аногими компаниями в разных странах мира. При желании на рынке можно найти огромное количество первичных, ревизионных, онкологических, тотальных, одномыщелковых протезов. Все они различаются по материалу, строению, способу фиксации и многих других характеристиках. При этом каждый имплант имеет свои преимущества и недостатки.
Импланты из черной керамики.
Люди, которым предстоит оперироваться, стремятся найти «лучший», «самый качественный» и «долговечный» протез. К сожалению, подобные поиски являются абсурдом. Подбирать имплант нужно не по цене или «популярности», а с учетом его характеристик. Ну и, конечно же, выбор должен осуществляться в индивидуальном порядке. Это значит, что эндопротез следует подбирать под конкретного пациента.
Совет! Запомните, что покупка самого дорогого импланта не обеспечивает успех операции. При эндопротезировании гораздо важнее правильный подбор протеза и его качественная установка. Если вы хотите получить хороший результат – обращайтесь в соответствующую клинику, где работают квалифицированные специалисты.
Эндопротезирование колен в Чехии: гарантии, цены, реабилитация, отзывы и статистика.
Узнать подробнее
Основные требования к коленным эндопротезам
Отметим, что все существующие эндопротезы соответствуют базовым требованиям и могут стать полноценной заменой коленному суставу. Логично, что на рынке не может быть имплантов, которые не отвечали бы определенным стандартам. Но при всем этом одни протезы изготавливаются из более качественных и износостойких материалов, а другие имеют более низкое качество.
Основные требования к хорошему эндопротезу:
- Биосовместимость. Материалы, из которых изготавливают имплант, обязаны быть гипоаллергенными и не должны вызывать реакций отторжения.
- Соответствие анатомическим особенностям скелета. Эндопротез должен соответствовать размеру и в точности повторять природные изгибы костей.
- Соответствие механических характеристик материалов определенным структурам коленного сустава. Материал, из которого состоит имплант, должен быть прочным и выдерживать сильные нагрузки. А гладкие поверхности протеза обязаны обеспечивать легкое скольжение его компонентов.
- Хорошая функциональность. Качественный эндопротез должен обеспечивать хорошую амплитуду сгибаний и разгибаний, не ограничивая при этом подвижность колена.
- Сохранение формы и функций на протяжении длительного времени. С годами эндопротезы не должны стираться или деформироваться.
- Высокая износостойкость. Гарантийный срок службы современных протезов составляет 15-20 лет. Известно немало случаев, когда имплант «работал» на 5-10 лет дольше положенного времени.
Критичный износ пластиковой платформа коленного импланта.
Примечательно, что для нормального функционирования протеза требуется не только его высокое качество, но и правильная установка. Если в ходе операции хирург неправильно ориентирует компоненты импланта – сустав не будет нормально работать. От качества установки также зависит срок службы протеза.
Факт! Доказано, что установка имплантов сомнительного производства гораздо чаще приводит к осложнениям. К примеру, инфекции в области хирургического вмешательства развиваются у 3-10% прооперированных. В аналогичных условиях, но при использовании протезов производителей мировых марок, инфекционные осложнения возникают всего в 0,3-4,8% случаев.
На что нужно обращать внимание при выборе импланта
При подборе эндопротеза врачи в большей степени смотрят на его конструкцию и тип фиксации. Именно от этих двух характеристик и зависит успех эндопротезирования. В то же время установка неподходящего импланта может привести к неудовлетворительному результату операции и нежелательным осложнениям.
Отметим, что большинство опытных врачей в своей практике использует протезы 2-3 производителей. Это дает свободу выбора и одновременно позволяет специалисту хорошо изучить особенности каждой модели. Так что если ваш лечащий врач работает с какими-то определенными эндопротезами – выберите вариант среди них. Не вынуждайте хирурга ставить малознакомую для него модель.
Таблица 1. Основные принципы подбора эндопротеза.
| Характеристики | Вариации | Особенности использования |
| Материал | Металлические компоненты (бедренный, большеберцовый, надколенниковый) производят из сплавов на основе титана или кобальта-алюминия. Для изготовления амортизационного вкладыша используют ультравысокомолекулярный полиэтилен. | Более качественными, прочными и износостойкими считаются эндопротезы из титановых сплавов. Большинство мировых производителей делает импланты именно из таких материалов. Если у вас есть возможность выбора – отдавайте предпочтение протезам из титана. |
| Тип фиксации | Сегодня в ортопедии и травматологии используют импланты с цементной и бесцементной фиксацией. Для установки первых используют специальный полимерный цемент, вторые имплантируют по методу press fit (путем «плотной посадки»). | Цементные эндопротезы чаще ставят людям пожилого возраста, которые страдают системным остеопорозом. Импланты с бесцементым типом фиксации рекомендуют молодым пациентам, а также лицам с нормальной плотностью костной ткани и узким каналом бедренной кости. |
| Подвижность платформы | Существует два типа конструкции протеза коленного сустава: Fixed Bearing и Mobile Bearing. Для первого характерно плотное соединение полиэтиленового вкладыша и металлического тибиального компонента. Второй вариант предусматривает определенную свободу движений платформы. | Пенсионерам и людям, ведущим малоактивный образ жизни, специалисты рекомендуют протезы с фиксированным вкладышем. Конструкция Mobile Bearing требует более сильной поддержки со стороны мягких тканей и связок. Следовательно, ее устанавливают преимущественно молодым и активным людям. Что касается лиц с избыточной массой тела, им также больше подходит вариант с мобильной платформой. |
Производитель | Наиболее известными производителями эндопротезов являются компании Biomet, Zimmer, Stryker, Aesculap, DePuy и т.д. | Большинство врачей рекомендует своим пациентам модели зарубежных производителей. Отечественные импланты имеют более низкое качество, чем импортные, но при этом находятся с ними в одной ценовой категории. |
| Цена | Отечественные эндопротезы стоят ненамного дешевле импортных. Цены на первые колеблются в пределах 130000-160000 рублей, на вторые – 150000-200000 рублей. | Дорогие модели обычно имеют более сложные конструкции, а изготавливают их из более качественных материалов. Но как мы уже сказали, высокая стоимость импланта не является гарантией успешной операции. |
Рейтинг наиболее популярных эндопротезов
Давайте рассмотрим пятерку мировых лидеров, выпускающих наиболее качественные и износостойкие эндопротезы коленных суставов.
1 место – Zimmer
Американская компания Zimmer занимается производством эндопротезов на протяжении почти 100 лет. На сегодняшний день она выпускает целый ряд имплантов, которые подойдут для пациентов любого возраста и пола. Продукцию данного производителя с успехом используют для выполнения однополюсного, малоинвазивного и тотального эндопротезирования.
Импланты фирмы Zimmer:
- Zimmer High-Flex. Имплант представляет собой систему для одномыщелкового эндопротезирования коленного сустава. Его используют в тех случаях, когда пациенту требуется замена лишь одной части колена (травмы, переломы и т.д.). Успешность однополюсного эндопротезирования имплантом Zimmer High-Flex составляет 98% за 10 лет, что является самым высоким показателем на сегодняшний день.
- Zimmer Gender Solutions. Эндопротезы созданы с учетом анатомических различий в строении мужских и женских колен. Установка этих имплантов позволяет добиться максимально качественных результатов операции у представителей разных полов.
- Zimmer Gender Solutions Patello-Femoral Joint. Система используется для проведения малоинвазивных операций. Имплант применяют для раннего хирургического лечения у мужчин и женщин с деформирующим остеоартрозом.
- NexGen LPS-Flex Mobile и LPS-Mobile. Являются тотальными эндопротезами с гибридным типом фиксации. Имеют подвижный полиэтиленовый вкладыш, что обеспечивает максимальную мобильность коленного сустава.
Любопытно! Компания Zimmer выпускает не только искусственные импланты, но и продукты клеточной инженерии для восстановления поврежденных суставных хрящей. Ее уникальная технология DeNovoNT позволяет успешно лечить остеоартроз I-II степени.
2 место – Biomet
Еще один мировой лидер в производстве продукции для ортопедии, травматологии, стоматологии и спортивной медицины. Компания была основана в 1977 году в США. Сегодня она выпускает эндопротезы, зубные импланты, системы фиксации костных фрагментов, расходные материалы для травматологии и ортопедии.
Коленные протезы компании Biomet:
- Vanguard. Представляет собой тотальный коленный протез с бесцементным типом фиксации. Стопорная вставка импланта пропитана витамином E.
- AGC Knee. Эндопротез обладает повышенной прочностью и износостойкостью. Отметим, что компания выпускает конструкции, позволяющие как сохранить, так и заменить крестообразную связку.
В ходе клинических исследований было установлено, что выживаемость эндопротезов Biomet – 98%. Средняя продолжительность службы имплантов составляет 20 лет.
Любопытно! В 2015 году Zimmer и Biomet объединились, создав компанию ZimmerBiomet. Скорее всего в ближайшем будущем фирма порадует нас новой качественной продукцией.
3 место – Aesculap
Немецкая компания Aesculap была основана в 1967 году. Сегодня наряду с другой продукцией она производит целуют линейку эндопротезов коленных суставов. Давайте рассмотрим наиболее известные модели.
- Columbus Total Knee System. Система предназначена для тотального эндопротезирования колена. Компания выпускает большое количество моделей с разными типами фиксации, различными платформами и ножками.
- Columbus Revision Total Knee System. Имплант предназначен для ревизионного эндопротезирования. Выпускается в разных размерах.
- AS Advanced Surface. Модель имеет уникальное многослойное покрытие из нитрида циркония и керамики. Это делает протез очень прочным и повышает его износостойкость на 65%.
Columbus
Среди недостатков продукции Aesculap следует выделить отсутствие так называемых гендерных имплантов, которые дают возможность подобрать наиболее оптимальный вариант для мужчин и женщин.
4 место – Johnson&Johnson
Производством коленных имплантов занимается отделение известного концерна Johnson&Johnson, которое называется DePuy Synthes. Оно производит разные модели для тотального, ревизионного и онкологического эндопротезирования. Компания выпускает протезы с фиксированным и подвижным вкладышем, с цементным и бесцементным типами фиксации.
5 место – Stryker
Компания выпускает уникальный коленный эндопротез Scorpio NRG. Он имеет фиксированную платформу, но при этом его подвижность не хуже, чем у конструкций типа Mobile Bearing. Отметим, что бедренный компонент модели NRG имеет 9 размеров, что позволяет подобрать максимально подходящий вариант для каждого пациента.
Источник