В современной эндопротезной хирургии доступны различные пары трения для тазобедренных протезов (ТБЭ, искусственный тазобедренный сустав). Одной из этих опций является пара трения керамика-на-керамике (CoC), в которой как головка бедра, так и чашка изготовлены из керамики. Хотя эта пара трения известна своей высокой износостойкостью и биосовместимостью, существуют специфические недостатки, которые следует учитывать при принятии решения.

Пары трения керамика-на-керамике при протезах тазобедренного сустава долгое время считались перспективной альтернативой другим комбинациям материалов. Они были оценены за их высокую износостойкость и биосовместимость. Однако с накоплением опыта и прогрессом в других материалах становится очевидным, что недостатки этой пары трения во многих случаях перевешивают. Сегодня керамика-на-высокосетчатом полиэтилене считается золотым стандартом – но почему?

Что такое пара трения керамика на керамике?

Пара трения в протезе тазобедренного сустава описывает материалы, которые движутся друг против друга в суставе. В паре трения керамика-на-керамике искусственного тазобедренного сустава и головка сустава, и вертлужная впадина состоят из керамического материала — обычно из оксида алюминия или оксида циркония. Эти материалы чрезвычайно твердые и износостойкие, что делает их особенно долговечными.

Преимущества сочетаний скольжения керамики на керамике при протезировании тазобедренного сустава

Прежде чем мы обратимся к недостаткам, важно понять положительные свойства, которые делают это сочетание скольжения изначально таким привлекательным:

• Низкий износ: Керамика чрезвычайно устойчива к износу. Это снижает риск попадания частиц в суставное пространство и возникновения так называемого частицепровоцированного асептического расшатывания.
• Биосовместимость: Керамика — очень хорошо переносимый материал, который редко вызывает аллергические реакции или воспаления.
• Гладкая поверхность: Керамические поверхности чрезвычайно гладкие, что минимизирует трение в суставе и улучшает подвижность.
• Долговечность: Исследования показывают, что современные керамические протезы имеют высокую долговечность – особенно у молодых и активных пациентов это является важным аспектом.

Керамика отличается своей чрезвычайной твёрдостью, высокой износостойкостью и хорошей биосовместимостью. Эти преимущества привели к тому, что керамические пары трения некоторое время считались идеальными, особенно для молодых и активных пациентов. Тем не менее, со временем выявились значительные недостатки.

Основные недостатки пары трения керамика-на-керамике при эндопротезировании тазобедренного сустава

1. Риск поломки

Керамика является хрупким материалом, который может разрушаться при определенных условиях, таких как высокая нагрузка или неправильное положение. Несмотря на современные методы производства, этот риск остается, особенно у молодых и физически активных пациентов. Ранее риск разрушения был даже значительно выше – благодаря улучшенным методам изготовления и составу материала, он стал реже, но не исключен. Разрушение керамических компонентов представляет собой серьезное осложнение и обычно требует сложной операции по замене.

Почему керамика ломается?

Керамика чрезвычайно тверда, но также и хрупка. Это означает, что она хорошо выдерживает высокие нагрузки, но реагирует чувствительно на сдвиговые силы и точечные нагрузки. Уже небольшие неправильные положения протеза или неравномерная нагрузка могут вызвать микротрещины, которые в долгосрочной перспективе приводят к разрушению. При падении риск увеличивается дополнительно.

2. Явление скрипа

Другой известной проблемой является возникновение скрипящих шумов, также называемых "Squeaking". Эти шумы могут существенно ухудшить качество жизни пациентов и встречаются чаще при использовании пар трения CoC, чем при использовании других материалов. Squeaking возникает из-за вибраций трения между керамическими поверхностями и особенно заметен при определенных движениях, таких как быстрые вращения или большие амплитуды движений.

Причины скрипа

• Неправильное положение имплантата: Даже небольшие отклонения в положении компонентов могут увеличить риск развития шума.
• Сухое трение: Если синовиальная жидкость не поступает в достаточном количестве между поверхностями скольжения, может возникнуть сухое трение.
• Износ поверхности: Микротрещины или неровности, вызванные нагрузкой, могут способствовать возникновению шумов.

3. Высокие требования к точности

Толерантность керамических пар трения к отклонениям в позиционировании головки и чашки низка. Это требует очень точного, по возможности, компьютерного планирования и имплантации для достижения оптимальных результатов. Даже малейшие неправильные положения могут привести к повышенному износу, шумам или даже переломам.

Технические проблемы

• Точное позиционирование под углом: Угол чашки и ориентация ножки протеза должны быть точно согласованы.
• Балансировка мягких тканей: Неравномерное напряжение окружающих мышц и капсульных структур может привести к неправильной нагрузке.
• Оперативная техника: Только опытные хирурги с современной техникой могут обеспечить точность, необходимую для этого типа пары трения.

4. Стоимость и сложность

Протезы керамика-на-керамике дороже, чем другие пары трения, такие как керамика-на-полиэтилене или металл-на-полиэтилене. Более высокое качество материала и более сложное производство отражаются в цене. Кроме того, имплантация технически более сложна, что может означать более длительное время операции и потенциально более высокий уровень осложнений.

Альтернативные пары трения для искусственного тазобедренного сустава

Из-за упомянутых недостатков использование керамических пар трения в эндопротезировании тазобедренного сустава все чаще ставится под сомнение. Есть альтернативы, которые предлагают схожие преимущества, но менее подвержены осложнениям:

• Керамика на сшитом полиэтилене (CoXPE): Предлагает хорошее сочетание износостойкости и безопасности от поломок.
• Металл-на-полиэтилене: Особенно у пожилых пациентов это по-прежнему распространенный выбор, хотя и с более высоким износом.
• Металл-на-металле: Из-за износа металла и потенциального высвобождения ионов металла в настоящее время практически не используется.

Почему керамика на сшитом полиэтилене является сегодняшним стандартом

В последние годы другое сочетание материалов оказалось лучше: керамика на высокосетчатом полиэтилене. Это сочетание скольжения объединяет преимущества керамики с современными разработками в области полиэтиленовых вкладышей.

Сшитый полиэтилен – что делает его таким особенным?

Сшитый полиэтилен проходит специальный процесс производства, при котором полимерные цепи сильнее связываются друг с другом. Результатом является материал, который заметно более устойчив к износу и долговечен, чем более ранние варианты полиэтилена. Кроме того, он остается достаточно эластичным, чтобы лучше компенсировать неправильные положения или небольшие отклонения нагрузки.

Преимущества керамики на сшитом полиэтилене

• Снижение износа: Сшитый полиэтилен производит значительно меньше частиц износа по сравнению с обычным полиэтиленом, что минимизирует риск расшатывания и остеолиза (разрушения кости из-за реакций на частицы).
• Нет образования шума: В отличие от керамической пары трения, нет скрипа.
• Повышенная безопасность от разрушения: Керамические головки остаются целыми, но полиэтиленовый вкладыш обеспечивает дополнительную амортизацию, которая значительно снижает риск разрушения или растрескивания.
• Адаптивность: Сшитый полиэтилен лучше переносит небольшие неправильные положения и снижает риск краевой нагрузки.
• Экономическая эффективность: Комбинация является более экономически выгодной в производстве и применении, чем чистая керамическая пара трения.

Вывод: Почему керамика на высокомолекулярном полиэтилене является безопасным выбором

Сочетания скольжения керамики на керамике, безусловно, имеют свои преимущества в эндопротезировании тазобедренного сустава — особенно в отношении износостойкости и биосовместимости. Тем не менее, недостатки перевешивают: образование шума, риск поломки и низкая толерантность к ошибкам делают их менее идеальным решением для многих пациентов.

Современные пары трения из керамики на сшитом полиэтилене сегодня обеспечивают лучший баланс долговечности, прочности и удовлетворенности пациентов при эндопротезировании тазобедренного сустава. Они минимизируют износ, являются более тихими и менее склонными к разрушению — свойства, которые особенно важны для активных пациентов. Тот, кто нуждается в эндопротезе тазобедренного сустава, должен поэтому совместно с лечащим врачом тщательно взвесить все «за» и «против» — и при этом иметь в виду новые, проверенные альтернативы.