31

5

BUDOWA I RODZAJE ENDOPROTEZ

Endoproteza połowicza starego typu, znajdu-

jąca jeszcze czasami zastosowanie, jest jednoczę-
ściowa. Metalowa głowa jest trwale zespolona
z trzpieniem, a ten jest mocowany w kanale szpi-
kowym kości udowej z użyciem cementu kostnego
lub bez niego. Powinno się ją stosować tylko u pa-
cjentów ze skrajną osteoporozą i u ludzi bardzo
starych, o małej aktywności fizycznej. To rozwią-
zanie ma na celu głównie zniesienie bólu towarzy-
szącego złamaniu i jak najszybsze uruchomienie
chorego.

Obecnie standardem po złamaniu szyjki kości

udowej jest połowicza endoproteza bipolarna. Na
trzpieniu cementowanym lub bezcementowym,
umocowanym w kości udowej, osadzana jest
głowa połączona trwale (na zasadzie kulistego
przegubu) z drugą, większą – wprowadzaną do
panewki własnej chorego. Ma ona dwie zasadni-
cze zalety. Redukuje tarcie na granicy chrząstki
stawowej panewki/głowy endoprotezy, oszczę-
dzając chrząstkę. W sytuacji pogłębiających się
zmian w panewce – związanych z zanikiem war-
stwy chrzęstnej, spowodowanym głównie różnicą
twardości elementów współpracujących, a także
narastającymi dolegliwościami bólowymi – moż-
na, pozostawiając trzpień, wszczepić panewkę
endoprotezy i wymienić jej dotychczasową głowę.

Endoproteza całkowita może być cemen-

towana lub bezcementowa. Czasami – zwłaszcza
przy operacjach rewizyjnych – przy wymianie sta-
rej endoprotezy na nową stosuje się rozwiązanie
hybrydowe. Jeden element cementowany, drugi
bezcementowy.

Cementowana, stabilizowana w kości za po-

mocą akrylowego cementu kostnego, składa się
z dwóch lub (najczęściej) z trzech części. Niektó-
re z endoprotez cementowanych mają dodatkowy

element osadzany na końcu trzpienia (widoczny
na ryc. 14), który ma umożliwić dokładne cen-
tryczne jego usytuowanie w kanale kości udowej.
Zapewnia to pożądaną i symetryczną grubość
płaszcza cementowego, co ma istotne znaczenie
biomechaniczne w prawidłowym przenoszeniu
obciążeń. Panewkę zawsze wykonuje się z poli-
etylenu, trzpień z metalu, głowę z metalu lub ce-
ramiki. Endoprotezy tego typu stosuje się u ludzi
starych oraz u chorych ze znacznie obniżoną masą
kostną (osteoporozą). Ten rodzaj endoprotez sto-
sowano w przeszłości znacznie częściej. Zmiany
technologii spowodowały jednak, że mają one
coraz rzadsze zastosowanie i ustępują miejsca
wszczepom bezcementowym. Udział endoprotez
cementowanych w moim materiale z ostatnich lat
nie przekracza 10%.

Bezcementowa jest stabilizowana w łoży-

sku kostnym mechanicznie. W jej stabilizacji
wykorzystuje się cechy fizyczne kości. Składa się
najczęściej z czterech części. Panewka może być
wciskana, wkręcana lub częściowo wkręcana
i ma dwa elementy. Metalowa czasza jest pokry-
ta porowatym tytanem, hydroksyapatytem lub
w nowszych konstrukcjach mieszanką tytanu i hy-
droksyapatytu. Hydroksyapatyt jest mineralnym
składnikiem kości i umożliwia zrost z kością po-
wierzchni endoprotezy. W czaszy umocowuje się
wkład wykonany z polietylenu lub z ceramiki. Jest
to element, z którym współpracuje głowa endo-
protezy. W niektórych konstrukcjach ceramiczny
wkład panewkowy jest dodatkowo osadzony w po-
lietylenie lub metalu (ryc. 15, 16). Część udowa
to najczęściej tytanowy, w całości lub częściowo
napylany porowatym tytanem, trzpień. Może być,
podobnie jak panewka, pokryty hydroksyapaty-
tem lub mieszanką (ryc. 17). Wbija się go w od-

32

ALLOPLASTYKA STAWU BIODROWEGO

Ryc. 14. Endoproteza cementowana z nasadką centrującą na końcu trzpienia. Panewka polietylenowa, trzpień i głowa
metalowe

Ryc. 15. Po lewej – czasza panewki endoprotezy bezcementowej wciskana, pokryta mieszaniną tytanu i hydroksyapa-
tytu. Wkład polietylenowy lub ceramiczny jest osadzony dodatkowo w osłonie metalowej. Po prawej, zdjęcie śródopera-
cyjne – bezcementowa panewka endoprotezy z wkładem ceramicznym osadzonym dodatkowo w polietylenie. Trzpień
z szyjką modularną

33

ANDRZEJ POZOWSKI

powiednio przygotowany kanał w kości udowej.
Na wystającym z kości udowej konusie trzpienia
osadza się metalową lub ceramiczną głowę. By-
wają też głowy wykonane z cyrkonii (syntetyczny
rodzaj diamentu).

W najnowszych konstrukcjach jest możliwość

śródoperacyjnego dobrania kąta ustawienia szyjki
endoprotezy. Nazywa się to szyjką modularną. Ma
ona zastosowanie w stawach o znacznej patologii
i pozwala na optymalne wzajemne ustawienie gło-
wy endoprotezy i panewki. Zmniejsza to ryzyko
powikłania, jakim jest zwichnięcie endoprotezy
(ryc. 18).

W doskonaleniu konstrukcji endoprotez od

niemal 20 lat widoczna jest tendencja do wpro-
wadzania technik maksymalnie oszczędzających
tkankę kostną.

Ryc. 16. Czasza bezcementowej panewki endoprotezy
częściowo wkręcana. Wkład ceramiczny w oprawie meta-
lowej

Ryc. 17. Endoprotezy bezcementowe. Po lewej – powierzchnie napylane porowatym tytanem; po prawej – hydroksy-
apatytem

34

ALLOPLASTYKA STAWU BIODROWEGO

Ryc. 18. Trzpień bezcementowej endoprotezy z szyjką
modularną umożliwia dobór kąta szyjkowo-trzonowego
i kąta antetorsji

Ryc. 19. Kapoplastyka z możliwością wymiany kapy gło-
wowej na trzpień standardowy z dużą głową i pozostawie-
niem elementu panewkowego

Ryc. 20. Trzpień endoprotezy przynasadowej z szyjką
modularną

Ryc. 21. Porównanie długości trzpienia standardowego (po lewej) i krótkiego przynasadowego (po prawej)

Szerokie zastosowanie, zwłaszcza u osób mło-

dych i w średnim wieku, ma kapoplastyka zwa-
na alloplastyką powierzchniową. Zastępuje ona
zniszczone powierzchnie stawowe, a operator
usuwa jedynie zniszczoną chrząstkę i warstwę
podchrzęstną, oszczędzając głowę i szyjkę kości
udowej (ryc. 19).

Innym rozwiązaniem oszczędzającym tkankę

kostną są krótkie trzpienie przynasadowe z opcją
modularnej szyjki (ryc. 20, 21).

35

ANDRZEJ POZOWSKI

Wprowadzenie nowego rodzaju polietylenu,

o znacznie większej twardości i odporności na
utlenianie, umożliwiło zastosowanie cieńszego
wkładu i większych głów (ryc. 22). Jest to roz-
wiązanie korzystniejsze biomechanicznie, trybo-
logicznie i zmniejsza ryzyko zwichnięć.

Szczególnym rodzajem endoprotez stawu bio-

drowego są robione na wymiar CM (custom made).
Ze względu na bardzo wysokie koszty (sięgające
30 tys. złotych) wykonuje się je wyłącznie wtedy,
gdy standardowej endoprotezy, nawet tej z mo-
dularną szyjką, nie można poprawnie wszczepić
ze względu na skrajną deformację nasady bliższej
kości udowej i ewentualnie panewki. Są to sytuacje
sporadyczne i wymagają żmudnego przygotowania
do operacji – obrazowania z użyciem m.in. tomo-
grafii komputerowej i pomiarów radiologicznych
obu całych kończyn dolnych. W tych przypadkach
konieczna jest ścisła współpraca przyszłego ope-
ratora i zespołu projektującego kształt endopro-
tezy i rodzaj stosowanych materiałów. Z reguły
po analizie otrzymanych materiałów projektant
proponuje do wyboru przynajmniej dwa rozwią-
zania. Wybór należy do operatora (ryc. 23, 24).

Ryc. 22. Zastosowanie dużej metalowej głowy (36, 40
lub 44 mm średnicy)

Ryc. 23. Stawy biodrowe 36-letniego mężczyzny z wrodzonym zwichnięciem i deformacją nasady bliższej kości udowej
(strona lewa) i po wszczepieniu endoprotezy CM

36

ALLOPLASTYKA STAWU BIODROWEGO

Powierzchnie współpracujące

Pomijając poprawność wykonania zabiegu ope-
racyjnego oraz eliminując czynniki ryzyka po-
wikłań, jednym z istotnych elementów decydu-
jących o przeżywalności endoprotezy jest jakość
powierzchni współpracujących głowy endopro-
tezy i panewki lub wkładu panewkowego. Jed-
ne z pierwszych endoprotez całkowitych stoso-
wane w latach sześćdziesiątych XX wieku miały
metalowe powierzchnie trące (endoproteza Mac
Kee-Farrar). Ze względu na stwierdzane u części
chorych odczyny alergiczne i tzw. metalozę coraz
powszechniej zaczęto stosować w panewkach po-
lietylen. On również okazał się materiałem, który
nie spełnił wszystkich pokładanych w nim nadziei.

Podczas ruchu w stawie wypadkowa sił grawi-

tacji i napięcia mięśni wyzwala na powierzchniach
współpracujących siły tarcia. Te z kolei powodują
stopniowe mechaniczne zużywanie się powierzch-
ni i uwalnianie do jamy stawu coraz większych
ilości cząstek ścieralnych (drobiny polietylenu
czy ceramiki) oraz jonów metali, z których zbu-
dowane są głowa endoprotezy i element trzpienia
(tzw. konus), na którym jest osadzona. Jony me-
tali uwalniane są również z panewki metalowej
współpracującej z metalową głową w kapoplasty-
ce. W produkcji głów i kap (w kapoplastykach)
stosuje się najczęściej chrom i kobalt, czasami
dodatkowo nikiel, molibden czy ostatnio wanad

i niob. Są też firmy wykorzystujące kwasoodporną
stal. Najnowsza, zastrzeżona i chroniona paten-
tem technologia, to głowy z tytanu z dodatkowym
napyleniem cieniutką warstwą ceramiki, która
zwiększa gładź powierzchniową metalowego ele-
mentu (ryc. 25). Badania laboratoryjne in vitro,
oceniające liczbę uwalnianych cząstek ścieralnych
na milion cykli ruchów symulacyjnych pod uśred-
nionym obciążeniem, potwierdziły ich znaczną re-
dukcję – z 3,9 mm

3

/Mc do 2,5 mm

3

/Mc.

Najsłabszym dotychczas trybologicznie ele-

mentem jest polietylen. Jego twardość jest znacz-
nie niższa niż twardość materiałów użytych do
produkcji głów. Dodatkowo narażony jest na
powolne utlenianie, co przyspiesza degradację.
Jest to jedna z przyczyn skracania prawidłowe-
go funkcjonowania wszczepu. Techniki produkcji
elementów polietylenowych są stale doskonalone
i duże nadzieje wiąże się z najnowszym produk-
tem oznaczonym symbolem X3. Ma on znacznie
wyższą twardość i odporność na utlenianie w po-
równaniu z poprzednimi typami, jak UHDP (ultra
high density polyethylene). Rodzaj i tempo nieko-
rzystnych zmian w polietylenie umieszczonym
w żywym organizmie można ocenić wyłącznie
na podstawie wieloletnich obserwacji. Parametry
zmian fizycznych, jak odkształcenia oraz migrację
głowy endoprotezy, można mierzyć, korzystając
z precyzyjnego obrazowania. Określenia rodzaju
zmian biologicznych w tkankach, otaczających

Ryc. 24. RTG 39-letniej kobiety z endoprotezą CM w biodrze lewym i endoprotezą z modularną szyjką w biodrze prawym

37

ANDRZEJ POZOWSKI

jamę stawu, można dokonać po pobraniu materia-
łu do badań histologicznych i immunologicznych
podczas operacji wymiany endoprotezy. Praw-
dopodobnie więc oceny, na ile polietylen będzie
materiałem „dożywotnim”, dokonają następne
pokolenia ortopedów.

Ryc. 25. Tytanowa głowa endoprotezy napylona ceramiką. Po prawej – widok śródoperacyjny po wprowadzeniu głowy
do panewki z polietylenu