Szkodliwość metalowych endoprotez większa niż sądzono

Chirurdzy, którzy rozcięli tkankę otaczającą uszkodzoną endoprotezę u 53-letniego mężczyzny, odkryli coś przypominającego strefę martwicy. Były tam splątane sznury tkanki w kolorze szarym i czarnym; duże pasma mięśni w okolicy biodra, które już się nie kurczyły.

Dr Young-Min Kwon, chirurg ortopeda prowadzący operację ocenia, że uszkodzenie było bardziej rozległe, niż wskazywały wyniki testów i może być trwałe. - Jesteśmy ostrożni w prognozowaniu – podkreśla badacz. Podobne sceny rozgrywają się w szpitalach w całych Stanach Zjednoczonych, gdyż rosnąca liczba pacjentów zgłasza się w celu usunięcia i wymiany wadliwych metalowych endoprotez stawu biodrowego. Ponad dekadę temu niektórzy naukowcy ostrzegali, że protezy te uwalniają drobne metaliczne cząstki, które stanowią potencjalne zagrożenie dla pacjentów. Jednak ostrzeżenia te nie były brane pod uwagę, a teraz lekarze i pacjenci stoją w obliczu rosnącego kryzysu zdrowia publicznego, gdyż ujawnia się jedno z największych w kraju niepowodzeń związanych z  funkcjonowaniem urządzenia medycznego.

Niektóre osoby z metalową endoprotezą stawu biodrowego – w której zarówno panewka, jak i główka kości udowej są z metalu – przyznają, że chodziły od lekarza do lekarza, którzy nie mieli wiedzy lub narzędzi, by właściwie zdiagnozować ich problem. A zanim dotarły do specjalisty, takiego jak dr Kwon z Massachusetts General Hospital w Bostonie, mogło dojść do potencjalnie trwałego uszkodzenia. Ostatni pacjent dr. Kwona, Robert Cartier, w ciągu roku odwiedził siedmiu lekarzy, którzy kazali mu się nie martwić albo dawali zastrzyki przeciwbólowe. Testy diagnostyczne również nie wskazały, gdzie leży problem. Dopiero niedawno naukowcom udało się określić, że badania obrazowe muszą być wykonywane w specyficzny sposób, aby można wykryć rozmiar uszkodzeń związany z metalową protezą. - Nie wpadłem na to rozwiązanie szybko, ale w końcu wpadłem – mówi Cartier dodając, że dowiedział się o istnieniu dr. Kwona przeszukując internet pod kątem problemów z metalowymi endoprotezami.

Wszystkie implanty ortopedyczne, niezależnie od ich składu, uwalniają różne cząstki podczas ich użytkowania. Naukowcy uważają jednak, że cząstki pochodzące z metalowych endoprotez różnych rodzajów stanowią szczególne zagrożenie, gdyż komórki żerne, wykorzystywane przez organizm do neutralizacji tych resztek, przekształcają je w biologicznie aktywne jony metali. U niektórych pacjentów inicjowana jest reakcja łańcuchowa, która może prowadzić do uszkodzenia tkanek, w tym mięśni.

Biomed

Endoprotezoplastyka stawu biodrowego

 

Kość miedniczna i udowa łączą się ze sobą, tworząc staw biodrowy. Jest on z natury bardzo ruchliwy, a także narażony na obciążenia, przekazywane z kręgosłupa lędźwiowego poprzez miednicę do kończyn dolnych. Staw biodrowy sprawia wiele kłopotów, które ujawniają się z upływem lat. Ból i trudności w chodzeniu to rezultat zmian zwyrodnieniowych na tle przeciążeń, schorzeń reumatycznych, osteoporozy. Kłopoty z biodrem pojawiają się też jako następstwo urazów, głównie złamań w obrębie głowy lub szyjki kości udowej. Podatność na te kontuzje także rośnie z wiekiem.   Współczesna ortopedia zarówno w przypadkach złamań, jak i zwyrodnieniowej destrukcji powszechnie już stosuje implanty – endoprotezy stawu biodrowego, popularnie zwane sztucznymi biodrami.   – Endoprotezy stawu biodrowego zaczęto stosować w okresie międzywojennym, ale upowszechniły się dopiero w latach 70. XX wieku. W Polsce zaistniały na większą skalę na przełomie lat 70. i 80. Obecnie implantacja stawu biodrowego jest metodą popularną, stosowaną rutynowo – mówi lek. med. Mariusz Patyński, specjalista ortopedii i chirurgii urazowej.   – W jakich okolicznościach dochodzi najczęściej do złamania szyjki kości udowej? – Złamania szyjki kości udowej, zaliczane do złamań osteoporotycznych, zdarzają się przede wszystkim osobom starszym. U ludzi młodych należą do rzadkości. Powodem, dla którego urazy te dotyczą głównie osób starszych, jest zmieniona na skutek osteoporozy, struktura kości. Konsekwencją jest podatność na złamania w następstwie niewielkich nawet zdarzeń, najczęściej upadków we własnym mieszkaniu. Przytrafiają się one często ludziom mało już aktywnym, rzadko lub w ogóle nie opuszczającym swojego domu. – Dlaczego właśnie szyjka jest takim bardzo newralgicznym fragmentem kości udowej? – Przyczyną szczególnej podatności tej części uda na urazy jest sama konstrukcja anatomiczna. Kość udowa jest skomplikowana przestrzennie – szyjka i trzon kości ustawione są w stosunku do siebie pod określonym kątem, oś trzonu też jest odpowiednio nachylona. Jednocześnie staw biodrowy znajduje się pod wpływem sił zewnętrznych i wewnętrznych, które zależnie od faz ruchu także działają pod różnymi kątami. Kiedy następuje upadek na biodro lub jego okolicę, złamaniu sprzyja sam mechanizm urazu przy osłabionej strukturze kostnej. – Młodym upadek więc nie straszny, ale wypadek może uszkodzić kość udową. – Struktura kostna młodego człowieka przesądza o tym, że urazom ulegają zazwyczaj inne części ciała. W obrębie kończyn dolnych dochodzi czasem do złamania miednicy, panewki stawu biodrowego, uszkodzeń samej głowy kości udowej, na ogół przy dużych urazach komunikacyjnych, upadkach z wysokości, co może prowadzić do wczesnego rozwoju zmian zwyrodnieniowych.       – Czy endoproteza to jedyna i najlepsza metoda leczenia złamań szyjki? – Większość złamań szyjki kości udowej u osób starszych leczy się z wyboru operacyjnie poprzez implantacje endoprotezy, ponieważ na ogół uzyskanie zrostu kości jest po prostu niemożliwe. Złamanie i przemieszczenie odłamów prowadzi bowiem do uszkodzenia unaczynienia całej okolicy, udaremniając zrost. U młodych pacjentów walczy się o zrośnięcie kości, próbując ratować je biologicznie, zespalać różnymi technikami, także z użyciem przeszczepów. Leczenie jest jednak obarczone sporym ryzykiem niepowodzenia i bywa, że ostatecznie kończy się założeniem endoprotezy. Dla osób starszych jest ona rozwiązaniem bardzo korzystnym nie tylko dlatego, że zapewnia przywrócenie sprawności kończyny, lecz także ze względu na czas. Endoproteza pozwala na szybkie uruchomienie pacjenta, nie skazuje go na długie pozostawanie w łóżku, co zwłaszcza w wieku starszym, miewa bardzo negatywne skutki dla psychiki chorego i całego organizmu. Złamanie szyjki kości udowej u osoby starszej, niezależnie od przebiegu leczenia, zawsze stanowi zagrożenie życia. Niebezpieczeństwo wynika nie bezpośrednio z urazu lecz z fizjologii wieku starczego. Światowe dane mówią, że połowa spośród osób, które doznały urazu po osiemdziesiątce, przeżywa tylko następny rok. Wypadek wytrąca z codziennego rytmu, unieruchomienie i oderwanie od własnego otoczenia powodują zaburzenia krążenia mózgowego. – Jakimi protezami dysponujemy? – Rozróżniamy dwa podstawowe typy endoprotez. Jednoczęściowe, gdy implantuje się tylko samą głowę kości udowej, oraz całkowite, czyli totalne, obejmujące oprócz głowy także panewkę. Protezy totalne mogą być cementowe lub bezcementowe. Nazwa sugeruje różnicę materiału, z jakiego zostały wykonane, a pacjenci są przekonani, że lepsza jest proteza bezcementowa. To nieporozumienie. Nazwa dotyczy bowiem tylko sposobu osadzania w kości. Protezy bezcementowe muszą zostać obrośnięte tkanką kostną, cementowe natomiast osadza się z użyciem cementu. Nie ma żadnych dowodów większej trwałości protez bezcementowych, a poszczególne ośrodki na świecie lansują różne poglądy, praktykując np. stosowanie protez cementowych również u ludzi młodych, choć generalnie przeznacza się je dla osób starszych. – Czym podyktowany jest wybór protezy? – O doborze rodzaju protezy totalnej decyduje przede wszystkim kryterium wieku pacjenta i stan jego kości. U osób starszych – granicę ustalono na 65 lat – dotkniętych osteoporozą warunki przyjęcia implantu przez tkankę kostną są niekorzystne, w związku z czym preferuje się protezy cementowe. Mają one też i taką zaletę, że umożliwiają pacjentowi szybkie chodzenie z pełnym obciążeniem. Proteza bezcementowa natomiast wymaga, aby przez pewien czas, dopóki implant się nie wgoi, poruszać się bez pełnego obciążenia operowanej kończyny. Oznacza to konieczność chodzenia o kulach, aby nie zakłócić procesu łączenia się protezy z tkanką kostną. Stanowi to dodatkowy problem dla pacjentów, którzy często nie potrafią opanować tej techniki. Pacjenci bardzo zaawansowani wiekiem, ponad 80-letni, otrzymują na ogół protezy jednoczęściowe tzw. Austin-Moore’a, osadzane bez cementu. Przemawia za nimi zarówno sam charakter zabiegu, który jest krótszy i lepiej przez chorych tolerowany, jak i stosunkowo niedługa już perspektywa pozostałego im życia. Przewiduje się, że w czasie tym nie dojdzie do zniszczenia naturalnej panewki przez metalową głowę. Są to jednak w każdym przypadku decyzje indywidualne, nie zawsze uwarunkowane wiekiem, gdyż spotyka się przecież 80-latków w doskonałej kondycji ogólnej. Takim osobom zakłada się endoprotezy całkowite. Sztywne kryterium wieku nie zawsze obowiązuje. Wskazaniem do zastosowania protezy totalnej bywają też towarzyszące urazowi zmiany zwyrodnieniowe stawu biodrowego, które same w sobie wymagają już implantacji.   – Jaka jest trwałość endoprotez, czy po jakimś czasie zachodzi potrzeba ich wymiany? Zakłada się, że implant ma służyć przez około 20 lat. Jeszcze zbyt krótko stosujemy tę metodę leczenia, aby mieć statystyczny obraz tego, jak się implanty sprawują, na ile lat wystarczają, zwłaszcza osobom stosunkowo dość młodym. Konieczność wymiany może się pojawić wskutek obluzowania panewki lub trzonu, spowodowanego na przykład infekcją bakteryjną, lub innymi przyczynami co się zdarza, chociaż rzadko i marginalnie. – Czy wstawienie sztucznego biodra jest trudną operacją? – Zabiegi te nie są obecnie problemem technicznym dla zespołu operującego, ale dla pacjenta to duży, na ogół ciężko przechodzony zabieg, czasem wiążący się z dużą utratą krwi i w wielu przypadkach koniecznością jej przetaczania. Przy osadzaniu endoprotezy należy zdjąć chrząstkę stawową, rozwiercić panewkę, wymodelować ją i dostosować do umieszczenia implantu. Nie ma w tej sytuacji sposobu zatamowania krwawienia kostnego. W dodatku uwarunkowania anatomiczne – zmiany zwyrodnieniowe, zaniki tkanki kostnej, wyrośla kostne (osteofity), zmieniona osteoporotycznie struktura kości technicznie komplikują zabieg, utrudniając osadzenie endoprotezy. Wszystko to wpływa na osłabienie pacjenta, któremu potrzeba czasu na odzyskanie sił po operacji. To także jest indywidualne, zależne od biologicznego stanu danej osoby. Regeneracja sił może następować szybko lub wolniej. – Siły potrzebne są w czasie rehabilitacji... – Zasada jest taka, aby możliwie jak najwcześniej po zabiegu pacjent próbował chodzić. Różnie z tym bywa – ważne jest nastawienie psychiczne samego pacjenta, jego wola i determinacja. Zazwyczaj dążymy do tego, aby zacząć rehabilitację już w ciągu pierwszej doby po zabiegu. Pierwszego dnia zwykle pacjent może jedynie usiąść w łóżku, a następnego rozpoczyna chodzenie. – Jak postępowano ze złamaniami zanim nastała era endoprotez? – W złamaniach przezkrętarzowych dotyczących nie samej szyjki, ale okolicy znajdującej się nieco niżej do tej pory dokonuje się zespolenia przy pomocy rozmaitego typu materiałów najczęściej płytek kątowych, DHS itp. Przy złamaniach samej szyjki kości udowej, w których teraz rutynowo korzysta się z endoprotezy, także dążono do zespolenia rożnymi technikami Samo zespolenie nie zawsze rozwiązywało problem ze względu na uszkodzenie naczyń zapatrujących tę okolicę w krew, co uniemożliwiało zrost, albo prowadziło do martwicy głowy kości udowej, w efekcie do kalectwa. Szansę uzyskania zrostu powiększało stosowanie przeszczepów kostnych, zwłaszcza tzw. uszypułowanych (posiadających własne ukrwienie) sytuowanych w miejscu złamania, co mimo wszystko dość ciężko ostatecznie kończyło się porażką i wytworzeniem utrwalonego braku zrostu tzw. stawu rzekomego. – Endoprotezoplastyka stawu biodrowego jest metodą „na dziś”. Jakie rozwiązania może przynieść przyszłość? – Proteza jest ciałem obcym, narażonym na odrzucenie. W dążeniu do tego, aby taką ewentualność wyeliminować, szuka się wciąż nowych i doskonalszych technologii, umożliwiających lepsze wiązanie się implantu z kością. Współczesna genetyka, hodowle tkankowe, pozwalają z kolei sądzić, że w leczeniu zmian zwyrodnieniowych będzie kiedyś szansa na odtworzenie i zachowanie własnej, żywej tkanki zamiast zakładania „sztucznego biodra”. – Dziękuję za rozmowę. Rozmawiała: Anna Jęsiak

http://www.medgal.com.pl/pl,ms-endoproteza_stawu_biodrowego___cerafit-0-endoprotezy_stawu_biodrowego-produkty.html

http://www.carolina.pl/pacjent/228-dlaczego_birmingham_hip_resurfacing.html

Gdy własny staw odmawia posłuszeństwa, w wielu wypadkach można zastąpić go sztucznym. Jakość endoprotez gwarantuje coraz mniej powikłań.

• 1. Staw biodrowy: gdy potrzebna jest wymiana

Zwyrodnienie stawu biodrowego, tzw. koksartroza, dotyka około 4 proc. osób powyżej 60. roku życia. Najczęstszą przyczyną choroby (aż 40 proc. przypadków) jest wada rozwojowa biodra w postaci zbyt płytkiej panewki stawu, w której porusza się głowa kości udowej. Część głowy ześlizguje się poza panewkę, prowadząc do stopniowego zniszczenia stawu. Rozwojowi koksartrozy sprzyjają zaburzenia gospodarki lipidowej organizmu, cukrzyca, alkoholizm, nadwaga, urazy i choroby biodra przebyte w dzieciństwie. Objawem zwyrodnienia biodra jest ból w pachwinie i biodrze przy wstawaniu i chodzeniu, często promieniujący do kolana (lub tylko tam odczuwany!), a także utykanie. Ból w spoczynku pojawia się po dłuższym obciążeniu chorego stawu i utrzymuje jeszcze przez parę godzin po położeniu się (jest wówczas wyrazem rozwijającego się odczynu zapalnego). W miarę zaś trwania choroby, następuje coraz większe ograniczenie możliwości ruchów w stawie. Leczenie polega w pierwszej kolejności na odciążeniu stawu (schudnięcie, posługiwanie się laską lub kulami łokciowymi) i regularnej gimnastyce, która ma poprawić stan mięśni. Dolegliwości łagodzą zabiegi fizykoterapeutyczne (ambulatoryjne lub sanatoryjne), a w okresach zaostrzenia bólu – niesterydowe leki przeciwzapalne. Ale zaawansowana koksartroza (zwłaszcza pojawienie się bólów nocnych) jest wskazaniem do wszczepienia endoprotezy stawu biodrowego.

Jak to kiedyś bywało...

Historia endoprotezoplastyki sięga XIX wieku. Początkowo między zniszczone powierzchnie stawowe wkładano różne materiały – od tkanki ludzkiej (skóra, powięź), poprzez tkanki zwierząt, aż po materiały sztuczne (np. celuloid). Powierzchnie stawów pokrywano też metalami szlachetnymi – platyną, złotem, srebrem. Próbowano konstruować stawy zastępcze, np. z kości słoniowej, różnych tkanek zwierzęcych i metali. Niestety, większość tych doświadczeń kończyła się niepowodzeniem.

Tytan i ceramika

Pierwsza pełnowartościowa endoproteza stawu biodrowego została skonstruowana w połowie ubiegłego wieku przez Amerykanina, prof. J. Charnleya. Zasady jej budowy nie zmieniły się do tej pory, inne są jedynie używane do konstrukcji materiały. Endoproteza składa się z panewki (wydrążonej półkuli) i kuli zakończonej trzpieniem. Pierwsza panewka wykonana była z polietylenu, obecnie coraz częściej buduje się ją z tytanu, a polietylenowa jest tylko wewnętrzna wyściółka. Do konstruowania głowy i trzpienia używano początkowo stopu kobaltu, chromu, molibdenu i niklu. Ponieważ nikiel wywoływał uczulenia, został zastąpiony tytanem. Innym materiałem stosowanym dziś do budowy endoprotez jest ceramika korundowa. To materiał obojętny biologicznie i odporny na ścieranie (tarcie między powierzchniami zbliżone jest do tego w naturalnym stawie). Początkowo z ceramiki budowano całe protezy, teraz wytwarza się z niej zwykle tylko główki endoprotez. Na przestrzeni lat zmieniał się też sposób przymocowywania elementów endoprotezy do kości. Początkowo przyklejane były tzw. cementem kostnym. Był to polimer, który wydzielał jednak szkodliwe dla organizmu związki i podnosił temperaturę, niszcząc tkanki. Potem zastąpił go cement akrylowy, również niepozbawiony wad. Dlatego wymyślono tzw. protezy bezcementowe. Zewnętrzną powierzchnię endoprotez (panewka i trzpień) pokrywa się tytanem i hydroksyapatytem (naturalny mineralny składnik kości). Stają się one szorstkie, mają dużą powierzchnię i dlatego po pewnym czasie w ich pory wrasta naturalna kość, trzymająca tak dobrze jak klej. O tym, jaki typ endoprotezy należy zastosować, przesądza charakter zmian w stawie, jakość tkanki kostnej (przy osteoporozie raczej wykluczona jest bezcementowa) i wiek chorego. Endoprotez nie powinno się stosować do momentu zakończenia okresu wzrostu.

Nowe rozwiązania

Od kilku lat (od niedawna też w Polsce) endoprotezoplastykę stawu biodrowego można wykonać inaczej. W kość biodrową wszczepia się metalową panewkę, ale głowa i szyjka kości udowej nie są odcinane. Głowę pokrywa się kulistą metalową kapą, a ruch metalu po metalu odbywa się płynnie, już bez bolesnego tarcia. Zaletą zabiegu jest bardzo krótka rehabilitacja i fakt, że nie zamyka on drogi do ewentualnej późniejszej klasycznej operacji. Wadą, że nie jest (w przeciwieństwie do normalnej endoprotezoplastyki) refundowany przez NFZ (koszt zabiegu ponad 20 tys. zł). Prawie jak własny Budowa sztucznego stawu jest dostosowana do funkcji naturalnego (ruchy obrotowe, poślizgowe, zginanie). Trzeba jednak pamiętać, że żaden sztuczny staw nie zastąpi w pełni tego naturalnego, a ponadto wymaga zmiany trybu życia i przestrzegania określonych zasad, które pozwalają ochraniać endoprotezę. Zużywa się ona bowiem – rocznie ściera się średnio o ok. 0,02 mm, z czasem też minimalnie się obluzowuje. Dlatego co kilka lat endoprotezę należy wymieniać. By moment ten odciągnąć w czasie, trzeba stosować się do zaleceń, m.in. unikać ciężkiej pracy fizycznej, nie skakać, nie biegać, czyli nie forsować nogi, w której jest endoproteza. Nie wolno zakładać nogi na nogę (grozi zwichnięcie). Istotne jest zrzucenie nadwagi (przeciążanie szybciej niszczy staw) i zapobieganie osteoporozie (zwiększa ryzyko obluzowania endoprotezy oraz możliwość jej protruzji, czyli wpuklenia się panewki w głąb kości miednicy).

Staw jak nowy

Konstrukcja nowoczesnych endoprotez pozwala w pełni odtworzyć ruchy zniszczonego stawu Panewka, będąca wydrążoną półkulą, jest wszczepiana w miejsce oczyszczonej naturalnej panewki, umiejscowionej w kości biodrowej miednicy. Obciętą operacyjnie głowę i szyjkę kości udowej, zastępuje kula wykonana z metalu zakończona trzpieniem, czyli specjalnym bolcem osadzonym w jamie szpikowej pozostałej kości udowej. Nowa głowa ślizga się po nowej panewce, zastępując zniszczony staw biodrowy.

Nie tylko biodra

Dziś ortopedia dysponuje wieloma rodzajami sztucznych stawów, świetnie odtwarzających funkcje tych prawdziwych. Znakomitą większość endoprotez stosuje się w obrębie kończyn dolnych – przede wszystkim bioder, w drugiej kolejności kolan. Znacznie rzadziej endoprotezą zastępuje się staw skokowy górny i staw śródstopno-palcowy pierwszy (palucha). Natomiast w kończynach górnych najczęściej wykonuje się endoprotezoplastykę stawów ramienno-łopatkowych (barkowych), łokciowych i drobnych stawów rąk (śródręczno-palcowych i międzypaliczkowych bliższych). Endoprotezy nie są tanie – koszt zabiegu wynosi od 2 do 9 tys. zł.

Bioinżynieria zamiast endoprotez

• Wykop

• Drukuj

Napisał(a): Krystyna Rożnowska w wydaniu 30/2011.

Fot. Archiwum

Przyszłość ortopedii widzę w genetyce i hodowlach komórek. Przypuszczalnie dojdzie do odkrycia genu, który decyduje o starzeniu się chrząstki stawowej i wcześniejszym jej zużyciu, co prowadzi do zwyrodnienia stawu. Jeśli znajdziemy przyczyny tych procesów, będziemy mogli je blokować, a więc i zapobiegać zwyrodnieniu stawów. To będzie wielkie odkrycie, które zmieni ortopedię - mówi prof. Tadeusz Niedźwiedzki, kierownik Kliniki Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu Collegium Medicum UJ.

Przypuszczalnie dojdzie do odkrycia genu, który decyduje o starzeniu się chrząstki stawowej. Jeśli znajdziemy przyczyny tych procesów, będziemy mogli je blokować

Z prof. Tadeuszem Niedźwiedzkim rozmawia Krystyna Rożnowska

Panie profesorze, jakie schorzenia leczą dzisiaj ortopedzi najczęściej?
– Bardzo częste są operacje wszczepiania endoprotez stawów biodrowych i kolanowych, zresztą nie tylko w Polsce, w krajach o wysokiej cywilizacji wykonuje się ich jeszcze więcej. W Stanach Zjednoczonych przeprowadza się rocznie ponad
600 tys. takich operacji, w Anglii – 160 tys., a u nas ok. 40-50 tys. Przyczyną zwyrodnienia stawów jest obecny styl życia, głównie brak ruchu i nadwaga. Zwyrodnienia kręgosłupa stwierdza się już u połowy 50-latków i prawie u wszystkich 60-latków. Jednak ludzie jakoś sobie z tym radzą, stosują rehabilitację, masaże, ale gdy stawy biodrowe czy kolanowe są bardzo zniszczone, po prostu się je wymienia. Takie leczenie operacyjne zaczęto wprowadzać w latach 60., najpierw wszczepiano stawy biodrowe. Co prawda wcześniej próbowano różnych zabiegów, które miały poprawić stan tych stawów, ale dość szybko ich leczenie zdominowała protoplas-
tyka. Z latami zwiększyła się liczba schorzeń stawów kolanowych wymagających wszczepienia protezy. Dzisiaj stosuje się ich coraz więcej, prawie tak dużo jak protez stawu biodrowego.
Czy nie można wcześniej korygować i leczyć zmian w stawach, by nie dopuścić do tak dużego ich zniszczenia?
– Chorzy przychodzą do ortopedy, dopiero gdy zmiany w stawach są tak zaawansowane, że na jakiekolwiek inne leczenie niż operacyjne jest już za późno. Gdyby wcześniej np. korygowano zaburzenia osi stawów kolanowych, tak by obciążenia rozkładały się równomiernie, to prawdopodobnie udałoby się przedłużyć ich żywotność, przynajmniej o kilka czy kilkanaście lat.
Kiedyś wszczepienie protezy wiązało się z dość dużym ryzykiem.
– Efekty takich operacji są coraz lepsze, choć ich technika właściwie niewiele się zmieniła, ale same protezy – tak. Kiedy zaczęto wprowadzać protezoplastykę, wszczepialiśmy tylko protezy biodrowe cementowe, teraz są one różnorodne i możemy dostosować je do potrzeb pacjenta, uwzględniając jego wiek, jakość kości, aktywność itd. Na wyniki odległe tych operacji wpływa jednak wiele czynników, możemy je badać dopiero od niedawna, po latach stosowania endoprotez.

Dobry materiał ciągle poszukiwany

Staw kolanowy jest chyba bardziej skomplikowany i trudniejszy do leczenia niż biodrowy.
– Bo znajduje się bezpośrednio pod skórą i nie jest wzmocniony mięśniami, toteż za jego stabilność odpowiadają tylko więzadła. Ma też bardziej skomplikowaną budowę i funkcję – inna jest jego biomechanika, wykonuje nie tylko ruchy zginania i prostowania, lecz także toczenia oraz ruchy poślizgowe, rotacyjne. Jest większy i rzeczywiście bardziej skomplikowany niż staw biodrowy. Toteż protezy stawu kolanowego wprowadzono później. I cały czas są udoskonalane.
Endoproteza, twór sztuczny wykonany z metalu, musi współdziałać z kością, która jest żywym organizmem. Jakie to stwarza problemy?
– Płyny ustrojowe i tkanki oddziałują na metal, z którego wykonana jest proteza. Nie pozostaje to także bez wpływu na organizm – jony metalu uwalniają się z protezy, przedostają się do różnych narządów, co nie jest obojętne dla zdrowia. Może też dojść do uczulenia na dany metal, głównie chrom i kobalt.
Z jakiego materiału wykonane są protezy stawów?
– Z początku wykonywano je ze stali biologicznie obojętnej, składającej się głównie z kobaltu, chromu, wanadu, z latami wprowadzono tytan. Zaczęto je pokrywać hydroksyapatytem, gdyż uważano, że dochodzi do integracji tej substancji z hydroksyapatytem znajdującym się w kości. Ciągle poszukuje się materiału, który dobrze połączy się z kością i będzie lepiej tolerowany przez ustrój, bo wtedy i żywotność protezy będzie dłuższa. Teraz hitem jest tantal, który ma strukturę bardzo podobną do kości, toteż kość przerasta go i daje dobre umocowanie protezy. Ale jest on bardzo drogi.
Jakie warunki musi spełniać dobra proteza?
– Musi być wykonana z materiału o podobnym współczynniku sprężystości, jaką ma kość, a wówczas kość i proteza będą ze sobą „współpracować”. Na styku kości i metalu dochodzi bowiem do pewnych reakcji prowadzących z czasem do zniszczeń zarówno protezy, jak i kości, w efekcie do obluzowań, bólu, a wtedy protezę trzeba wymieniać. Ostatnio odstępuje się od protez o długiej części udowej na rzecz krótkich. Jest to korzystniejsze, bo kość długa, jaką jest kość udowa, dzięki temu, że jest pusta w środku od okolicy nadkolanowej do okolicy krętarzowej, „pracuje” i przy obciążaniu się ugina. Natomiast gdy proteza jest dłuższa, na większym odcinku wypełnia ją i usztywnia, zmniejsza się długość kości „pracującej”. Aby tego uniknąć, wstawia się krótsze protezy, zakotwiczone przy nasadzie, które nie zmniejszają długości „pracującej” kości, wtedy na granicy kości i metalu nie dochodzi do przeciążeń ani obluzowań. Natomiast głowy stawu w nowych protezach są dość duże, bo wówczas mniej jest pooperacyjnych zwichnięć protezy. Protezy wszczepia się również w ten sposób, że zostawia się naturalną głowę i pokrywa ją metalem. Szuka się więc takich rozwiązań, które przedłużą żywotność protez.

Operacje to ciężka praca fizyczna

Ile lat służą zwykle endoprotezy?
– Przeciętnie kilkanaście, ale czasem po kilku latach trzeba dokonać ich wymiany. Jednak niekiedy spełniają dobrze swoją funkcję ponad 20 lat.
Jakie firmy je wykonują?
– W większości amerykańskie, jak również europejskie. W Stanach Zjednoczonych jest miejscowość, która nazywa się Warszawa, tam istnieje większość amerykańskich firm produkujących endoprotezy. Zwiedzałem te zakłady przed 13 laty, są doskonale zautomatyzowane, mają perfekcyjną kontrolę jakości. Nic dziwnego, że nasza polska firma produkująca endoprotezy nie wytrzymała konkurencji.
Produkcja i wszczepianie protez stawów wiąże się z wieloma na pozór odległymi od medycyny dziedzinami: mechaniką, biologią, fizjologią.
– Także biomechaniką i mineralogią. Operacje ortopedyczne to ciężka praca fizyczna.
Przypuszczam, że także koncepcyjna, twórcza.
– Bywają trudne sytuacje, w których standardowe postępowanie nie wystarcza, dużo inwencji wymaga zwłaszcza wymiana stawów wszczepionych przed laty. Zdarza się więc, że chociaż po zdiagnozowaniu przypadku przemyślę i przygotuję dokładny plan operacji, krok po kroku, to w jej trakcie, gdy po otwarciu biodra naocznie ocenię zakres zniszczeń, muszę uciekać się do zupełnie innych rozwiązań niż te, które zaplanowałem. Natychmiast rodzą się wtedy różne pomysły i staram się wybrać najlepsze rozwiązanie. W przypadkach skomplikowanych często korzystamy z kości sprowadzanych z banku tkanek i różnych „koszyków” czy siatek.
Czy są to kości ze zwłok?
– Tak, niejednokrotnie wykorzystuje się kości pobrane wcześniej ze zwłok, oczywiście po ich przygotowaniu i napromieniowaniu. Bywają cenne, zwłaszcza w skomplikowanych operacjach, bo czasem ubytki kości u chorego są tak duże, że nie ma do czego wszczepić protezy. Do ich uzupełniania używamy również substytutów tantalowych. Jutro np. będę operował 50-letnią kobietę o tak dużych ubytkach kości, że wszczepienie protezy stało się u niej niemożliwe. Dlatego będę używał specjalnych kształtek tantalowych uzupełniających ubytek kostny, z wszczepieniem tantalowej panewki. W bardzo dużych ubytkach panewki stosujemy różnego rodzaju tzw. koszyki, które mocuje się śrubami do istniejącej kości i dopiero wtedy wcementowuje się protezę.

Nie mam kompleksów wobec Amerykanów

Dlaczego ludzie dopuszczają do tak dużego zniszczenia kości?
– Gdyby chorzy, którym założono protezy, poddawali się corocznym kontrolom, można by było wcześniej rozpoznać obluzowanie protezy i ją wymienić, kiedy jeszcze nie ma tak dużych ubytków kości. Niestety, pacjenci po zabiegu nie stosują się do zaleceń lekarskich i przychodzą po latach z potwornymi ubytkami.
Jak długo trwa operacja wszczepienia protezy?
– Rutynowa około godziny, wtedy stosujemy znieczulenie dokręgosłupowe. Jednak kiedy wymieniamy wcześniej wszczepioną protezę czy też zaistnieją inne skomplikowane sytuacje – operacja trwa znacznie dłużej, a przeprowadzamy ją w znieczuleniu ogólnym.
Jakie są w Polsce efekty tych operacji w stosunku do przeprowadzanych na Zachodzie czy w Stanach Zjednoczonych?
– Nie gorsze. Bywam co jakiś czas na kongresach Akademii Amerykańskiej, gdzie prezentują wyniki tego typu operacji, ale dotąd nie nabawiłem się kompleksów, czasem nawet wydaje mi się, że niektóre sytuacje lepiej bym rozwiązał. Natomiast oni mają większe możliwości techniczne.
Ile protez pan profesor wszczepia?
– Ok. 200 rocznie. Moglibyśmy przeprowadzać więcej takich operacji i powinniśmy, bo pacjenci czekają na endoprotezy około trzech lat, ale ogranicza nas kontrakt zawarty z NFZ. Wykonujemy więc tyle, na ile nam pozwala NFZ.
Jesteście prawie od roku szpitalem skomercjalizowanym, więc możecie również operować za odpłatnością.
– Chociaż nasz szpital jest istotnie placówką sprywatyzowaną, ciągle nie ma przepisów wykonawczych, które by na to pozwalały. Jest to problem ogólnopolski, Ministerstwo Zdrowia dąży do komercjalizacji, by pozbyć się kłopotów i przenieść je na organ założycielski – na marszałka, któremu podlegają skomercjalizowane szpitale, ale przepisów wykonawczych nadal nie ma.
Ile kosztuje wszczepienie stawu biodrowego czy kolanowego?
– W zależności od rodzaju protezy od 15 do 18 tys. zł.
Czy często się zdarza, że Polacy, zamiast czekać trzy lata, pokrywają te koszty z własnej kieszeni?
– Bardzo rzadko, są to pojedyncze przypadki w ciągu roku.

Droga do nowoczesnej medycyny

W jakim kierunku będzie się rozwijać leczenie ortopedyczne?
– Nie endoprotezy są przyszłością w ortopedii, bo jednak jest to substytut, obce ciało. Co prawda ich zastosowanie było dużym postępem, gdyż po ich wszczepieniu chory pozbywa się bólu, umożliwiają mu poruszanie się, zapewniając komfort życia, ale proteza nie daje możliwości powrotu do poprzedniego stanu zdrowia – nie odtwarzamy przecież naturalnego stawu biodrowego czy kolanowego. Przyszłość widzę w bioinżynierii – w genetyce i hodowlach komórek. Przypuszczalnie dojdzie do odkrycia genu, który decyduje o starzeniu się chrząstki stawowej i wcześniejszym jej zużyciu, co prowadzi do zwyrodnienia stawu. Jeśli znajdziemy przyczyny tych niekorzystnych procesów zachodzących w chrząstce stawowej, będziemy mogli je blokować, a więc i zapobiegać zwyrodnieniu stawów. To będzie wielkie odkrycie, które zmieni ortopedię.
Dokonał już pan dość istotnego osiągnięcia w ortopedii, opracowując i wprowadzając metodę przeszczepiania autogennego (własnego) szpiku kostnego pacjenta w celu przyśpieszenia zrostu kości. Jest to w traumatologii duży postęp, cenny zwłaszcza w przypadku trudno gojących się złamań.
– Największy problem w traumatologii stwarzają kości po złamaniu, które nie chcą się goić, zniszczone przez osteoporozę czy dotknięte martwicą na skutek naświetlania promieniami rentgenowskimi w leczeniu nowotworowym. W ok. 5% złamań dochodzi do zaburzeń zrostu, a wtedy leczenie jest bardzo długie, wykonuje się wiele operacji. Odkryto już czynniki wzrostu. Pobudzenie zrostu można uzyskać przez wprowadzenie w jego miejsce materiału biologicznie czynnego, takie wartości ma przeszczep autogennego szpiku kostnego i przeszczep autogennych komórek szpikowych z hodowli in vitro. Pomyślałem więc, że jeśli nasączę niezrastającą się kość jej własnymi komórkami uzyskanymi z hodowli, ożywię ją i może się zrośnie. Na podstawie nowej wiedzy o procesie zrostu kości oraz o komórkach macierzystych w 1986 r. zastosowałem w przypadkach trudno gojących się złamań przeszczepianie autogennego szpiku kostnego. W szpiku są bowiem podstawowe komórki przyśpieszające gojenie. Kiedy wprowadzono hodowlę komórek, także zacząłem je hodować, przy współudziale Instytutu Zoologii UJ, a po namnożeniu przeszczepiałem pacjentom. W krótkim czasie dochodziło do wygojenia złamań. Pierwsze próby przeszczepiania autogennego szpiku kostnego podejmowano w Lublinie, ale ja po przeprowadzeniu badań biologicznych, biomechanicznych, histologicznych i mineralogicznych oraz eksperymentów opracowałem podstawy naukowe tej metody i wprowadziłem ją do kliniki na szerszą skalę. Teraz jest ogólnie uznana, stosowana prawie w każdym ośrodku ortopedycznym w Polsce. Pierwsze przeszczepianie autogennych komórek z hodowli in vitro przeprowadziłem w 1992 r. Jednak po wstąpieniu Polski do Unii Europejskiej zaczęły obowiązywać nowe standardy dotyczące hodowli komórkowych, nastąpiła zatem przerwa w hodowli komórek ludzkich. Dziś mamy już w Krakowie dwie pracownie, gdzie można hodować ludzkie komórki według nowych standardów. Wkrótce więc znów rozpoczniemy stosowanie tej metody – tu, w Wojewódzkim Szpitalu im. L. Rydygiera, będziemy pobierać szpik kostny z talerza biodrowego pacjentów, namnażać te komórki w hodowli i wszczepiać im z powrotem, by przyśpieszyć gojenie się kości. Współpracuję w tym zakresie z prof. Marcinem Majką, biologiem kierującym Zakładem Transplantologii CM UJ, który prowadzi badania nad komórkami macierzystymi, a także z dr Anną Marią Osyczką z Zakładu Biologii i Obrazowania Komórki Instytutu Zoologii Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi UJ. Jestem przekonany, że jest to droga do nowoczesnej, zupełnie innej medycyny, także w ortopedii i traumatologii.

Prof. dr n. med. Tadeusz Niedźwiedzki jest kierownikiem Kliniki Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego mieszczącej się w Specjalistycznym Szpitalu im. Ludwika Rydygiera, prodziekanem do spraw stopni i rozwoju naukowego Wydziału Nauki o Zdrowiu Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego. Największe jego osiągnięcia dotyczą przyśpieszenia zrostu kostnego oraz zastosowania nowoczesnych metod leczenia złamań. Jest członkiem Polskiego Towarzystwa Ortopedycznego i Traumatologicznego, Amerykańskiego Towarzystwa Chirurgów Ortopedów oraz Międzynarodowego Towarzystwa Chirurgów i Ortopedów (SICOT). Opublikował ponad sto prac naukowych. Razem z prof. Maciejem Pawlikowskim, mineralogiem, kierownikiem jedynej w Polsce Pracowni Biomineralogii AGH im. S. Staszica, napisał interesującą książkę „Mineralogia kości” wydaną przez PAN Oddział w Krakowie, z prof. Janem Kuryszką z Wrocławia zaś – monografię „Biologia kości” wydaną przez PWN oraz wiele rozdziałów na temat komórek kostnych, zamieszczonych w podręcznikach.

Błysk promieniowania gamma utwardzi tworzywa sztuczne protez stawów. Dzięki temu przetrwają lata i nie powstaną wywołujące skutków ubocznych odłamki.

Do wykonania poszczególnych części endoprotez wykorzystuje się różne materiały: stal nierdzewną, stopy tytanu, ceramikę. By stymulować wzrost tkanki chrzęstnej, stosuje się m.in. powłokę z nylonu. Okazuje się jednak, że w trakcie użytkowania powstają odpryski, które drażnią tkanki, prowadząc do bolesnego stanu zapalnego.

W swoich najnowszych badaniach Maoquan Xue z Changzhou Institute of Light Industry Technology oceniał skutki dodania ceramicznych cząstek i włókien do dwóch materiałów do powlekania endoprotez: 1) polietylenu bardzo wysoko molekularnego o dużej gęstości (UHMWPE) i 2) polieteroeteroketonu (PEEK). Obecnie ani UHMWPE, ani PEEK nie sprawują się wystarczająco dobrze przy naprężeniach powstających w trakcie codziennego użytkowania. Długie łańcuchy polimerowe dobrze rozprowadzają przyłożone siły, co przekłada się na szybkie powstawanie szczelin.

Gdy jednak do materiału doda się cząstki ceramiczne i kompozyt podda się oddziaływaniu błysku promieniowania gamma, główne łańcuchy polimerowe ulegają rozerwaniu, bez wpływu na ogólną strukturę sztucznej chrząstki. Nie powstają mikroszczeliny, bo łańcuch nie rozciąga się nadmiernie pod wpływem działających sił. Xue uważa, że kompozyt może być bardziej biokompatybilny, co zmniejsza ryzyko odrzucenia przeszczepu. Wskazuje m.in. na większą receptywność w stosunku do osteocytów lub komórek macierzystych.

Autor: Anna Błońska

http://ksiegarnia.edu.pl/p4397,koncepcja-endoprotezy-stawu-biodrowego-z-porowata-panewka.html?utm_source=nokaut.pl&utm_medium=cpc&utm_campaign=2011-10&utm_content=4397#nclid=751095ce7c83dbf28759e1d180d7084b