Вкладыш. 
Эндопротезирование тазобедренного сустава

Вкладыш, внутри которого происходит вращение головки эндопротеза, вставляется в чашку. Вкладыши бывают полиэтиленовые, металлические и керамические. Напомним, что цементные чашки, изготовленные из полиэтилена, не имеют вкладыша. Вкладыш вставляется в чашку на операции и блокируется в ней. Как мы уже упоминали, керамические компоненты могут раскалываться, поэтому некоторые производители выпускают моноблочные чашки, в которых керамический вкладыш вставляется в чашку на заводе, и хирург не боится расколоть его при установке в ходе операции.

Полиэтиленовые вкладыши, точно так же как и полиэтиленовые цементные чашки, сделаны из высокомолекулярного химически сшитого полиэтилена. Когда мы говорили о цементных чашках, то упоминали, что они могут иметь козырек, препятствующий вывихам головки эндопротеза тазобедренного сустава. Точно так же и полиэтиленовые вкладыши для бесцементных чашек могут иметь козырьки, которые устанавливаются обычно сверху и чуть сзади (рис. 50).

Керамические и металлические вкладыши, более устойчивые к истиранию, как правило, имеют меньшую толщину. Следовательно, они используются с головками большого диаметра (32, 36, 38 мм), которые более стабильны, и поэтому такие вкладыши не имеют козырька.

Качественный эндопротез тазобедренного сустава — недешевое изделие, и, естественно, производители стараются уменьшить стоимость своей продукции. Но экономия не может идти в ущерб качеству. Выход из такой непростой ситуации — в унификации компонентов. Например, к одной и той же бесцементной чашке эндопротеза тазобедренного сустава выпускаются одновременно и полиэтиленовые, и металлические и керамические вкладыши.

Внешний вид металлического, полиэтиленового и керамического вкладышей, которые подходят к одной и той же бесцементной чашке.

Изредка встречаются и комбинированные вкладыши, например металл-полиэтиленовые и керамика-полиэтиленовые. Как правило, с помощью такой «сэндвичной» структуры вкладыша производители пытаются улучшить амортизационные свойства или усилить соединение компонентов. В настоящее время это направление практически не развивается.

Пара трения Комбинация материалов головки и вкладыша определяет пару трения. У цементных эндопротезов пара трения всегда металл—полиэтилен (металлическая головка и полиэтиленовый вкладыш), а в бесцементных эндопротезах пары трения могут быть разными Пары трения бесцементных эндопротезов. Слева направо: металл—полиэтилен, металл—металл, керамика—полиэтилен, керамика—керамика, керамика—металл. Представлены ножки, чашки, вкладыши и головки разных фирм.

Сравнение пар трения эндопротезов тазобедренного сустава.

Все пары трения, которые используются в современном эндопротезировании тазобедренного сустава, очень износостойки. Теоретически вкладыш из высокомолекулярного полиэтилена, контактирующий с металлической головкой, 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 чем толще вкладыш, тем меньше должен быть диаметр головки эндопротеза (поэтому, например, с полиэтиленовыми вкладышами используются головки диаметром 28 и 32 мм), а чем меньше диаметр головки, тем меньше амплитуда движений в суставе и тем он менее стабилен. Но и тут не все однозначно: головки разного диаметра по-разному распределяют действующие на них силы. Современные полиэтиленовые вкладыши и головки диаметром 28 и 32 мм при правильной установке эндопротеза могут давать прекрасную амплитуду движений и стабильность. Поэтому не нужно слепо стремиться к головкам большого диаметра (36 мм и более).

Скорость износа пары трения керамика-полиэтилен составляет 0,1 мм в год, поэтому вкладыша толщиной 8−9 мм хватит уже на 80−90 лет!

Скорость износа пар трения металлметалл, керамика—керамика или 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 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 не исчезают в никуда: они могут раздражать кость и мышцы, всасываться в кровь и оказывать местное (только рядом с эндопротезом) или системное (по всему организму) токсическое действие.

Продукты трения высокомолекулярного полиэтилена не всасываются в кровь, а раздражают кость, что может привести к расшатыванию ножки или чашки эндопротеза. Для того чтобы уменьшить токсическое действие этих веществ на кость, в последнее время полиэтилен стали «пропитывать» витамином E, обладающим свойствами антиоксиданта. Мы надеемся, что эта технология окажется эффективной. Скапливаясь в окружающих мышцах, продукты трения полиэтиленового вкладыша могут вызывать образование болезненных псевдоопухолей, но, к счастью, при использовании современного высокомолекулярного полиэтилена это осложнение практически не встречается.

Продукты трения металла меньше раздражают кость, но они активно накапливаются в окружающих мышцах и всасываются в кровь. Псевдоопухоли окружающих мышц при использовании пары трения металл-металл встречаются намного чаще, чем у пары трения металл—полиэтилен. Точная частота развития этого осложнения неизвестна, но, по всей видимости, ее можно оценить в 1—2%. Распространение ионов металлов с током крови по внутренним органам обнаруживается только лабораторными анализами и не опасно для здоровых органов, но может усугубить их поражение при наличии сопутствующих заболеваний. Пару трения металл—металл также следует с осторожностью использовать в тех случаях, когда планируется беременность, поскольку ионы металлов могут проникать в пуповинную кровь.

Продукты трения керамики практически нетоксичны.

Отметим еще один интересный факт. Английская королева Елизавета II перенесла эндопротезирование тазобедренного сустава в 95 лет, и пара трения в ее эндопротезе — металл—полиэтилен. Это, конечно, 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.