Пара трения
Итак, именно вариант комбинации материалов головки и вкладыша определяет пару трения. Цементные эндопротезы всегда имеют пару трения металл-полиэтилен (металлическая головка и полиэтиленовый вкладыш), а пара трения в бесцементном эндопротезе может быть разной.
Варианты пары трения бесцементных эндопротезов. Слева-направо: металл-полиэтилен, металл-металл, керамика-полиэтилен, керамика-керамика, керамика-металл. Представлены ножки, чашки, вкладыши и головки разных фирм
Все пары трения, которые используются в современном эндопротезировании тазобедренного сустава, очень износостойки. Теоретически вкладыш из высокомолекулярного полиэтилена 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. Логично, что более толстый вкладыш прослужит дольше. Однако толщина вкладыша определяет диаметр головки – чем толще вкладыш, тем меньше должен быть диаметр головки, и именно по этой причине с полиэтиленовыми вкладышами используются головки диаметром 28 и 32 мм. Как мы уже отмечали, чем больше диаметр головки, тем больше амплитуда движений и более стабилен сустав. Однако и тут не все однозначно и головки разного диаметра по разному распределяют силы. Более того, современные полиэтиленовые вкладыши и головки диаметром 28 и 32 мм при правильной установке эндопротеза могут дать прекрасную амплитуду движений и стабильность. Поэтому не нужно слепо стремится к головкам большого диаметра (36 и более мм).
Скорость износа пары трения керамика-высокомолекулярный полиэтилен составляет 0,1 мм в год, поэтому вкладыша толщиной 8-9 мм хватит уже на 80-90 лет!
Скорость износа пар трения металл-металл, керамика-керамика, 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!
Но, опять же не все так просто. 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 ни исчезают в никуда, они могут раздражать кость, мышцы, всасываться в кровь, оказывать местное (только рядом с эндопротезом) или системное (по всему организму) токсическое действие.
Продукты трения высокомолекулярного полиэтилена называют дебрисом. Он не всасывается в кровь и основная проблема продуктов трения полиэтилена заключается в том, что дебрис раздражает кость, что может привести к расшатыванию ножки или чашки эндопротеза. Для того, чтобы уменьшить токсическое влияние продуктов трения высокомолекулярного полиэтилена на кость в последнее время полиэтилен стали «пропитывать» витамином E (антиоксидант). Мы надеемся, что эта технология покажет себя эффективной. Крайне редко продукты трения полиэтиленового вкладыша могут скапливаться в окружающих мышцах, приводя к так называемому псевдоопухолевому процессу, который может служить причиной болей. К счастью, псевдоопухолевый процесс при использовании современного высокомолекулярного полиэтилена практически не встречается.
Продукты трения металла меньше раздражают кость, но они активно накапливаются в окружающих мышцах и всасываются в кровь. Псевдоопухолевое поражение окружающих мышц при паре трения металл-металл встречается намного чаще, чем у пары трения металл-полиэтилен. Точная частота развития этого осложнения неизвестна, но, по всей видимости, ее можно оценить в 1-2 процента. Распространение ионов с током крови по внутренним органам обнаруживается только лабораторными анализами и не приводит к заболеваниям этих органов, но, тем не менее, этот факт нужно иметь в виду, так как это может стать проблемой при уже имеющемся заболевании этих органов. Так же пару трения металл-металл следует с осторожностью применять в тех случаях, когда планируется беременность – ионы металлов могут проникать в пуповинную кровь.
Продукты трения керамики практически нетоксичны.
Сравнение пар трения эндопротезов тазобедренного сустава
Пожалуй, отметим еще один интересный факт. Королева Великобритании и Северной Ирландии Елизавета II перенесла эндопротезирование тазобедренного сустава в 95 лет, и пара трения в ее эндопротезе - металл-полиэтилен. Конечно же, это вовсе не означает, что металл-полиэтилен - самая лучшая пара трения, но многим "специалистам", безосновательно критикующим такую компоновку, стоит задуматься. А пациентам не стоит думать о том, что металл-полиэтилен - дешево и плохо.
Какая пара трения эндопротеза тазобедренного сустава подойдет мне?
Металл-полиэтилен. Подходит как мужчинам, так и женщинам, планирующим вести умеренный образ жизни без занятий спортом. Общепризнано, что эта пара трения может быть безопасно использована у людей старшей и, возможно, средней возрастных групп, однако критерии возраста определены неточно. Многие считают, что эта пара трения оправдана у людей старше 60 лет, но во многих странах ее используют и у людей старше 50 и 40 лет. Продукты износа не оказывают вредного системного действия, не всасываются в кровь, а могут только оказыввать вредное местное действие, нарушая качество кости вокруг эндопротеза и теоретически способствовать расшатыванию ножки или, реже, чашки. Технологии изготовления чашек из высокомолекулярного полиэтилена совершенствуются и современные материалы обладают гораздо большей износоустойчивостью и меньшей токсичностью продуктов трения, чем предыдущие типы медицинского высокомолекулярного полиэтилена.
При использовании этой пары трения мы рекомендуем ежегодно выполнять рентгенологический контроль для того, чтобы оценивать интенсивность износа вкладыша.
Металл-металл – больше подходит мужчинам с высоким уровнем физических запросов, 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). Мы настороженно относимся к этой паре трения в том случае, если после операции планируется беременность. Есть доказательства того, что ионы металлов проникают в плод (концентрация повышается на 15%), и, возможно, оказывают неблагоприятное влияние. Четких данных о вреде для ребенка нет – по крайней мере не было зарегистрировано случаев возникновения проблем развития и болезней у детей, матерям которых было выполнено эндопротезирование тазобедренного сустава с парой трения металл-металл. Но нужно быть настороженным, поскольку эта пара трения используется все чаще и отсутствие известных случаев вреда детям может быть обусловлено статистической ошибкой из-за относительно небольшого количества таких операций в прошлом.
Керамика-керамика. Подходит, пожалуй, всем пациентам всех возрастов. Целесообразность применения пары трения керамика-керамика нужно соотносить с ее стоимостью. 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) комбинируют в себе описанные выше плюсы и, к сожалению, минусы.