Об оптимизации эндопротеза тазобедренного сустава

 

Об оптимизации эндопротеза тазобедренного сустава

Архипов-Балтийский С.В.

Современная медицина и ортопедия, в частности, одной из своих главных целей видят улучшение качества жизни человека. Особенно важен данный вопрос в отношении неизлечимых или хронических заболеваний, прежде всего тех, патогенез которых окончательно не выяснен. В отношении их повышение качества жизни становится особенно актуальным. Одним из подобных заболеваний по праву считается коксартроз.

Сегодня общепринятым стандартом эффективного лечения уже развившегося коксартроза является эндопротезирование. За более чем вековую историю эндопротезирования разработаны многие десятки конструкций искусственных тазобедренных суставов. Они способны избавить человека от суставных болей, улучшить объем движений, способность к самообслуживанию и общению, возвращают пациента в привычный ранее ритм жизни. Однако даже данный высокотехнологичный способ лечения не лишен осложнений, а эффект его не всегда долгосрочен. Причинами могут стать вывих головки тотального эндопротеза, повреждение и истирание полиэтиленового вкладыша, которое отмечается преимущественно в верхнем его секторе. Один из важных факторов - технические недостатки конструкций эндопротезов, их существенное отличие от естественных суставов. С этим связано и то, что даже после успешного эндопротезирования механика опорно-двигательной системы и тазобедренного сустава восстанавливается не в полной мере. Практически у всех пациентов наблюдается хромота, асимметрия походки и некоторые нарушения статики. По нашему мнению, улучшение конструкции эндопротеза может снизить риск возможных осложнений, повысить эффективность операций по замене суставов и, соответственно, улучшить качество жизни пациентов, перенесших подобные вмешательства.

Важными составными частями тазобедренного сустава является не только сочленяющиеся суставные концы костей, но и капсульно-связочный аппарат, восстановление которого пока не получило широкого распространения. Идея использования аналога связки головки бедра для уменьшения вероятности возможных осложнений эндопротезирования и восстановления механики ходьбы исследована нами в эксперименте (подробнее см. www. enet.ru/ ~archipov/). С этой целью мы создали трехмерную модель тазобедренного сустава, содержащую бедренную и вертлужную части. Планками с отверстиями воспроизведен большой вертел и крыло подвздошной кости. Главной особенностью модели явилось включение в конструкцию аналога связки головки бедра, в качестве которого использован крученый капроновый шнур. Одним концом он надежно соединялся с отверстием в центре фасонного углубления модели вертлужной впадины, а другим – с головкой бедренной части модели. Функция отводящей группы мышц имитирована бытовым динамометром, соединенным с планками обеих частей модели. Для моделирования действия веса тела в одноопорном ортостатическом положении, к крайнему отверстию цилиндрического стержня модели вертлужной впадины подвешивался груз как при наличии, так и отсутствии элемента аналога связки головки бедра.

Эксперименты на описанной модели продемонстрировали, что введение в конструкцию эндопротеза аналога связки головки бедра практически исключает вывих головки, который оказывается возможным только после повреждения искусственной связки. Кроме этого, благодаря натяжению аналога связки головки бедра подвижный узел эндопротеза замыкался во фронтальной плоскости при имитации приведения в тазобедренном суставе, что наблюдается в норме в одноопорном периоде шага. При этом отводящая группа мышц разгружается, а таз удерживается от опрокидывания в неопорную сторону преимущественно силой реакции искусственной связки. Благодаря натяжению связки головки бедра тазобедренный сустав становится подобным рычагу второго рода, так как уравновешивающие его силы располагаются по одну сторону от центра вращения. Тогда при одноопорном ортостатическом положении и в одноопорном периоде шага нагрузка перераспределяется с верхнего сектора головки эндопротеза на нижний. Если принять, что длина плеча силы реакции связки головки бедра в норме относится к длине плеча веса тела как 1:3, то нагрузка на нижний полюс головки составляет только удвоенный вес тела:

F3 = F2 - F1 = 3F1 - F1 = 2F1,

где F1 – вес тела, F2 – сила реакции аналога связки головки бедра, F3 – результирующая сила, воздействующая на головку эндопротеза.

Анализ экспериментальных данных свидетельствует, что введение в конструкцию тотального эндопротеза элемента аналога связки головки бедра позволит исключить вероятность вывиха головки из вертлужного компонента. В одноопорном ортостатическом положении и одноопорном периоде шага подвижный узел подобного эндопротеза будет замыкаться силой реакции аналога связки головки бедра, что увеличит стабильность одноопорных положений, разгрузит отводящую группу мышц, а значит, уменьшит энергозатраты при ходьбе. Замыкание подвижного узла эндопротеза посредством элемента аналога связки головки бедра будет также способствовать снижению скорости истирания полиэтиленового вкладыша в верхнем его отделе. Все указанное позволит увеличить срок службы эндопротеза, уменьшит вероятность послеоперационных осложнений, приблизит механику ходьбы к норме, а в конечном итоге повысить качество жизни пациентов, перенесших тотальное протезирование тазобедренного сустава.

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский это псевдоним, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Полесская центральная районная больница

238630, Россия, Калининградская область, г. Полесск, ул. Советская д.4, E-mail: archipovkgd@mail.ru,

Ключевые слова:

тазобедренный сустав, эндопротез, биомеханика, эксперимент, ligamentum capitis femoris, связка головки бедра, круглая связка

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Об оптимизации эндопротеза тазобедренного сустава. Современные технологии восстановительной медицины: Труды VIII Международной конференции «АСВОМЕД-2005», Сочи 10-15 мая 2005 г. Сочи, 2005:72.

Примечания:

Публикация посвящена экспериментальному исследованию прототипа тотального эндопротеза тазобедренного сустава с аналогом ligamentum capitis femoris.

О данной публикации см.: Библиографический указатель КУРОРТОЛОГИЯ И КУРОРТНОЕ ДЕЛО. Раздел III. Приложение к журналу «Курортные ведомости. 2006. 3(36). [Сборник − Современные технологии восстановительной медицины: Труды VIII Международной конференции «АСВОМЕД-2005», Сочи, 10-15 мая 2005 г. Сочи, 2005. 872 с.]

Сайт www. enet.ru / ~archipov «Морфомеханика» в настоящее время доступен в архиве [web.archive.org]

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

 Фиксаторы и эндопротезы