5
BUDOWA I RODZAJE ENDOPROTEZ
Endoproteza połowicza starego typu, znajdu- element osadzany na końcu trzpienia (widoczny
jąca jeszcze czasami zastosowanie, jest jednoczę- na ryc. 14), który ma umożliwić dokładne cen-
ściowa. Metalowa głowa jest trwale zespolona tryczne jego usytuowanie w kanale kości udowej.
z trzpieniem, a ten jest mocowany w kanale szpi- Zapewnia to pożądaną i symetryczną grubość
kowym kości udowej z użyciem cementu kostnego płaszcza cementowego, co ma istotne znaczenie
lub bez niego. Powinno się ją stosować tylko u pa- biomechaniczne w prawidłowym przenoszeniu
cjentów ze skrajną osteoporozą i u ludzi bardzo obciążeń. Panewkę zawsze wykonuje się z poli-
starych, o małej aktywności fizycznej. To rozwią- etylenu, trzpień z metalu, głowę z metalu lub ce-
zanie ma na celu głównie zniesienie bólu towarzy- ramiki. Endoprotezy tego typu stosuje się u ludzi
szącego złamaniu i jak najszybsze uruchomienie starych oraz u chorych ze znacznie obniżoną masą
chorego. kostną (osteoporozą). Ten rodzaj endoprotez sto-
Obecnie standardem po złamaniu szyjki kości sowano w przeszłości znacznie częściej. Zmiany
udowej jest połowicza endoproteza bipolarna. Na technologii spowodowały jednak, że mają one
trzpieniu cementowanym lub bezcementowym, coraz rzadsze zastosowanie i ustępują miejsca
umocowanym w kości udowej, osadzana jest wszczepom bezcementowym. Udział endoprotez
głowa połączona trwale (na zasadzie kulistego cementowanych w moim materiale z ostatnich lat
przegubu) z drugą, większą  wprowadzaną do nie przekracza 10%.
panewki własnej chorego. Ma ona dwie zasadni- Bezcementowa jest stabilizowana w łoży-
cze zalety. Redukuje tarcie na granicy chrząstki sku kostnym mechanicznie. W jej stabilizacji
stawowej panewki/głowy endoprotezy, oszczę- wykorzystuje się cechy fizyczne kości. Składa się
dzając chrząstkę. W sytuacji pogłębiających się najczęściej z czterech części. Panewka może być
zmian w panewce  związanych z zanikiem war- wciskana, wkręcana lub częściowo wkręcana
stwy chrzęstnej, spowodowanym głównie różnicą i ma dwa elementy. Metalowa czasza jest pokry-
twardości elementów współpracujących, a także ta porowatym tytanem, hydroksyapatytem lub
narastającymi dolegliwościami bólowymi  moż- w nowszych konstrukcjach mieszanką tytanu i hy-
na, pozostawiając trzpień, wszczepić panewkę droksyapatytu. Hydroksyapatyt jest mineralnym
endoprotezy i wymienić jej dotychczasową głowę. składnikiem kości i umożliwia zrost z kością po-
Endoproteza całkowita może być cemen- wierzchni endoprotezy. W czaszy umocowuje się
towana lub bezcementowa. Czasami  zwłaszcza wkład wykonany z polietylenu lub z ceramiki. Jest
przy operacjach rewizyjnych  przy wymianie sta- to element, z którym współpracuje głowa endo-
rej endoprotezy na nową stosuje się rozwiązanie protezy. W niektórych konstrukcjach ceramiczny
hybrydowe. Jeden element cementowany, drugi wkład panewkowy jest dodatkowo osadzony w po-
bezcementowy. lietylenie lub metalu (ryc. 15, 16). Część udowa
Cementowana, stabilizowana w kości za po- to najczęściej tytanowy, w całości lub częściowo
mocą akrylowego cementu kostnego, składa się napylany porowatym tytanem, trzpień. Może być,
z dwóch lub (najczęściej) z trzech części. Niektó- podobnie jak panewka, pokryty hydroksyapaty-
re z endoprotez cementowanych mają dodatkowy tem lub mieszanką (ryc. 17). Wbija się go w od-
31
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
32
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. 16. Czasza bezcementowej panewki endoprotezy
(ryc. 18).
częściowo wkręcana. Wkład ceramiczny w oprawie meta-
W doskonaleniu konstrukcji endoprotez od
lowej
niemal 20 lat widoczna jest tendencja do wpro-
wadzania technik maksymalnie oszczędzających
tkankę kostną.
Ryc. 17. Endoprotezy bezcementowe. Po lewej  powierzchnie napylane porowatym tytanem; po prawej  hydroksy-
apatytem
33
ALLOPLASTYKA STAWU BIODROWEGO
Ryc. 19. Kapoplastyka z możliwością wymiany kapy gło-
wowej na trzpień standardowy z dużą głową i pozostawie-
niem elementu panewkowego
Ryc. 18. Trzpień bezcementowej endoprotezy z szyjką
modularną umożliwia dobór kąta szyjkowo-trzonowego
i kąta antetorsji
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).
Ryc. 20. Trzpień endoprotezy przynasadowej z szyjką
Innym rozwiązaniem oszczędzającym tkankę modularną
kostną są krótkie trzpienie przynasadowe z opcją
modularnej szyjki (ryc. 20, 21).
Ryc. 21. Porównanie długości trzpienia standardowego (po lewej) i krótkiego przynasadowego (po prawej)
34
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
Ryc. 22. Zastosowanie dużej metalowej głowy (36, 40
konieczna jest ścisła współpraca przyszłego ope-
lub 44 mm średnicy)
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. 23. Stawy biodrowe 36-letniego mężczyzny z wrodzonym zwichnięciem i deformacją nasady bliższej kości udowej
(strona lewa) i po wszczepieniu endoprotezy CM
35
ALLOPLASTYKA STAWU BIODROWEGO
Ryc. 24. RTG 39-letniej kobiety z endoprotezą CM w biodrze lewym i endoprotezą z modularną szyjką w biodrze prawym
Powierzchnie współpracujące i niob. Są też firmy wykorzystujące kwasoodporną
stal. Najnowsza, zastrzeżona i chroniona paten-
Pomijając poprawność wykonania zabiegu ope- tem technologia, to głowy z tytanu z dodatkowym
racyjnego oraz eliminując czynniki ryzyka po- napyleniem cieniutką warstwą ceramiki, która
wikłań, jednym z istotnych elementów decydu- zwiększa gładz
powierzchniową metalowego ele-
jących o przeżywalności endoprotezy jest jakość mentu (ryc. 25). Badania laboratoryjne in vitro,
powierzchni współpracujących głowy endopro- oceniające liczbę uwalnianych cząstek ścieralnych
tezy i panewki lub wkładu panewkowego. Jed- na milion cykli ruchów symulacyjnych pod uśred-
ne z pierwszych endoprotez całkowitych stoso- nionym obciążeniem, potwierdziły ich znaczną re-
wane w latach sześćdziesiątych XX wieku miały dukcję  z 3,9 mm3/Mc do 2,5 mm3/Mc.
metalowe powierzchnie trące (endoproteza Mac Najsłabszym dotychczas trybologicznie ele-
Kee-Farrar). Ze względu na stwierdzane u części mentem jest polietylen. Jego twardość jest znacz-
chorych odczyny alergiczne i tzw. metalozę coraz nie niższa niż twardość materiałów użytych do
powszechniej zaczęto stosować w panewkach po- produkcji głów. Dodatkowo narażony jest na
lietylen. On również okazał się materiałem, który powolne utlenianie, co przyspiesza degradację.
nie spełnił wszystkich pokładanych w nim nadziei. Jest to jedna z przyczyn skracania prawidłowe-
Podczas ruchu w stawie wypadkowa sił grawi- go funkcjonowania wszczepu. Techniki produkcji
tacji i napięcia mięśni wyzwala na powierzchniach elementów polietylenowych są stale doskonalone
współpracujących siły tarcia. Te z kolei powodują i duże nadzieje wiąże się z najnowszym produk-
stopniowe mechaniczne zużywanie się powierzch- tem oznaczonym symbolem X3. Ma on znacznie
ni i uwalnianie do jamy stawu coraz większych wyższą twardość i odporność na utlenianie w po-
ilości cząstek ścieralnych (drobiny polietylenu równaniu z poprzednimi typami, jak UHDP (ultra
czy ceramiki) oraz jonów metali, z których zbu- high density polyethylene). Rodzaj i tempo nieko-
dowane są głowa endoprotezy i element trzpienia rzystnych zmian w polietylenie umieszczonym
(tzw. konus), na którym jest osadzona. Jony me- w żywym organizmie można ocenić wyłącznie
tali uwalniane są również z panewki metalowej na podstawie wieloletnich obserwacji. Parametry
współpracującej z metalową głową w kapoplasty- zmian fizycznych, jak odkształcenia oraz migrację
ce. W produkcji głów i kap (w kapoplastykach) głowy endoprotezy, można mierzyć, korzystając
stosuje się najczęściej chrom i kobalt, czasami z precyzyjnego obrazowania. Określenia rodzaju
dodatkowo nikiel, molibden czy ostatnio wanad zmian biologicznych w tkankach, otaczających
36
ANDRZEJ POZOWSKI
Ryc. 25. Tytanowa głowa endoprotezy napylona ceramiką. Po prawej  widok śródoperacyjny po wprowadzeniu głowy
do panewki z polietylenu
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.
37