Ocena wizualna i organoleptyczna stanu zużycia powierzchni protezy stawu biodrowego po użyciu ex vivo

Przyczyny alloplastyki (wymiany) stawu biodrowego:

-zmiany zwyrodnieniowe w obrębie głowy kości udowej

-złamania osteoporotyczne w obrębie głowy lub szyjki

Zabieg alloplastyki polega na :

-usunięciu zużytych lub uszkodzonych elementów stawu i zastąpieniu ich wszczepem zwanym ENDOPROTEZĄ wykonanych z odpowiednich materiałów.

Alloplastyka dzieli się na :

-połowiczną- zakładana jest tylko proteza

-całkowitą- wymienia się głowę kości udowej zastępuje się protezą, a naturalną panewkę rozwierca się i w jej miejsce wstawia się sztuczną

Dwa rodzaje protez:

-cementowe – osadzana jest w kości za pomocą cementu kostnego oraz wypełnia szczeliny między protezą, a kością.

-bezcementowe- trwałe połączenie z kością następuje na skutek wrośnięcia kości w porowaty materiał pokrywający trzpień endoprotezy

Ze względu na mechanizm wiązania cementy dzieli się na dwie grupy:

• cementy akrylanowe

- reakcja wiązania następuje w wyniku reakcji polimeryzacji

-stosowane do mocowania implantów

-nie tworzy wiązania z kością

-połączenie jest mechaniczne

-utwardzenie w procesie polimeryzacji rodnikowej (wzrost lepkości i wzrost temperatury cementu do 47^oC)

• cementy szkło cynkowo- fosforanowe i krzemianowe- twardnieją w wyniku reakcji kwasowo-zasadowej

Wymagania:

• Cement do mocowania protez (norma ISO 5833):

-czas trwania plastyczności: do 5 min

-moduł sprężystości w próbie zginania: min 180 MPa

-wytrzymałość na zginanie: min. 50 MPa

-wytrzymałość na ściskanie: min 70 MPa

• Cementy wszczepiane do kości w celu wypełnienia ubytków:

-początkowy czas wiązania: min 3-8min

-całkowity czas wiązania: do 15 min

-czas utwardzenia: 3-15 min

-minimalna wytrzymałość na ściskanie związanego cementu: 30MPa

-wytrzymałość na ściskanie (k. gąbczasta) : 30MPa

-czas kohezji- czas o upływie którego nie dochodzi do rozpadu podczas kontaktu z płynem fizjologicznym : 1min krótszy od 3-8 min

Cementy wapniowo- fosforanowe

-wysoki stopień biozgodności

-materiały dwuskładnikowe (płyn i proszek)

-wiązanie nie powoduje zmian temperatury

- podczas wiązania cementu wapniowo-fosforanowego dochodzi do wytworzenia się hydroksyapatytu niskokrystalicznego (następuje powolna resorpcja)

-wady: niezadowalające właściwości mechaniczne

Materiały protez stawu biodrowego:

-z metalu (np metalowy trzpień lub głowa protezy)

-ceramika (ceramiczna głowa protezy)

-polietylen (panewki)

-tytan i jego stopy( trzpienie endoprotez)

-stopy o osnowie kobaltu(trzpienie endoprotez)

Czysty tytan:

-mniejsza wytrzymałość mechaniczna, lepsza odporność na korozyjną, jest tańszy w porównaniu z jego stopami

-odporność na korozję wżerową, międzykrystaliczną i naprężeniową

-zdolność do samopasywacji w roztworze soli fizjologicznej

-wytrzymałość niższa od stali

-często stosowany tytan techniczny o dwufazowej strukturze i czystości 98,8-99,8%

Stopy tytanu:

-b. dobra odporność na korozję w środowisku tkanek i płynów ustrojowych

-wysoka zdolność do samopasywacji przez tworzenie na powierzchni warstwy tlenków

-czas ich przebywania może przekraczać 10 lat

Ceramika korundowa

- czystość powyżej 99,5% Al₂O₃

-zanieczyszczenia powodują zwiększenie skłonności materiału do pęknięć

-wytwarza się ją w postaci porowatej i litej

Właściwości ceramiki korundowej:

• kolor: biały

• gęstość [g*cm^-3] ~4

• wytrzymałość na zginanie 340-440 MPa

• Moduł Younga 380GPa

• Twardość ~ 20 GPa

• wspołczynnik intensywności naprężeń 5,5

Polietylen o wysokiej HDPE i ultrawysokiej UHDPE gęstości

- stosuje się do wytwarzania

• panewek stawu biodrowego

• płytek do zespoleń kości

• siatek stosowanych przy rekonstrukcji dużych przepuklin

-niski moduł sprężystości pozwala na uzyskanie dużej powierzchni kontaktowej pomiędzy panewką a głową protezy (wartość jednostkowa nacisków powierzchniowych jest niska)

-przy małym współczynniku tarcia zapewniona jest dobra trwałość połączenia ruchowego głowa protezy- panewka

WADY:

-długotrwałe użytkowanie polietylenu w środowisku tkankowym powoduje zmianę jego właściwości w czasie

- jego wytrzymałość zmęczeniowa zmniejsza się

pojawiają się pęknięcia

-dochodzi do zużycia ściernego

-może dojśc do obluzowania panewki przy wzroście udziału fazy krystalicznej w strukturze polietylenu w zbiegiem czasu

-powstające produkty zużycia ciernego polietylenu

-szybkie zniszczenie wszczepu w odpowiedzi na obecność produktów zużycia

-mogą występować objawy bólowe na skutek obluzowania

Obluzowanie protezy jest to zjawisko polegające na utracie połączenia pomiędzy trzpieniem protezy a kością na skutek zapalnego czy też resorpcji kości na granicy kości- implant lub kość- cement.