К основному контенту

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ в 2026 г.

    Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА  16 .06.2026 1948EpsteinI .   Редактор комментирует слова раввина Самуила (Шмуэля) в трактате Хуллин Вавилонского талмуда, поясняющего расположение LCF по отношению к суставу и ее отличия от седалищного нерва.  1753AstrucJ .  Автор, анализируя книгу «Бытие» приводит текст на французском языке с упоминанием травмы тазобедренного сустава, повреждении LCF и последствиях инцидента. 29 .05.2026 Публикации о LCF в 2026 году (Май).   Статьи и к ниги с упоминанием LCF опубликованные в мае 2026 года.  28 .05.2026 Интернет-журнал "О КРУГЛОЙ СВЯЗКЕ БЕДРА", май 2026 26 .05.2026 20c.Wikstrom B .   Скульптура. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 23 .05.2026 1990HarveyB . Скульптура. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 22 .05.2026 1981 OrtnerDJ _ PutscharWGJ .   Авто ры описывают признаки патологии LCF на останках человека Бронзового века. 21 .05.2026 2021ПролыгинаИВ .   Автор переводит ...

О механике эндопротеза тазобедренного сустава


О механике эндопротеза тазобедренного сустава

Архипов-Балтийский С.В.

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

На сегодняшний день общепринятым стандартом эффективного лечения уже развившегося коксартроза является эндопротезирование. За более чем вековую историю эндопротезирования разработаны многие десятки конструкций искусственных тазобедренных суставов и способов их имплантации (Абелева Г.М. и соавт., 1994). Эндопротезы способны избавить человека от суставных болей, улучшают объем движений, способность к самообслуживанию и общению, возвращают пациента в привычный ранее ритм жизни. Положительные стороны эндопротезирования хорошо известны, однако данный способ лечения не лишен осложнений, а эффект его не всегда долгосрочный (Корнилов Н.В. и соавт., 1997). Одним из осложнений эндопротезировании является вывих головки тотального эндопротеза, который, по данным отдельных авторов, достигает 3.1% (Климов А.В. и соавт., 2004). Не меньшую опасность представляет повреждение и истирание полиэтиленового вкладыша (Berry D.J. et al, 1994), что отмечается преимущественно в его верхнем секторе. Одна из причин - 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 (Эпштейн Г.Г. и соавт., 1993). Как показали электромиографические исследования, после эндопротезирования в области тазобедренного сустава наблюдается перегрузка мышц, их активность возрастает в 1.5 раза (Витензон А.С. и соавт., 2004). Означенное сказывается на физической и социальной активности человека, отражаясь на качестве его жизни (Корнилов Н.В. и соавт., 1997). 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 являются не только сочленяющиеся суставные концы костей, но и капсульно-связочный аппарат, восстановление которого пока не получило широкого распространения. Одним из первых, кто предложил воссоздавать связочный аппарат тазобедренного сустава при его субтотальном протезировании, был Г.Е. Дудко (1989). Автор использовал аналог связки головки бедра для уменьшения вероятности вывиха эндопротеза. Идея данного исследователя по введению в конструкцию эндопротеза аналога связки головки бедра была нами развита (Архипов С.В., 1994; 1996) и проверена в эксперименте.

С целью экспериментального обоснования использования аналога связки головки бедра в эндопротезе нами создана трехмерная модель тазобедренного сустава. Основой бедренной части модели стал однополюсной эндопротез тазобедренного сустава конструкции Thompson. Его ножка с планкой, имитирующей большой вертел, установлена вертикально и закреплена на кольцевидном основании. В соответствии с диаметром головки выполнена металлическая модель вертлужной впадины, имевшая вид толстостенной сферической оболочки с цилиндрическим стержнем с отверстиями. Внутри ее выбрано фасонное углубление, напоминающее по форме ямку и вырезку вертлужной впадины, а снаружи присоединена планка, имитирующая крыло подвздошной кости. Главной особенностью данной трехмерной модели тазобедренного сустава 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.

В первой серии экспериментов на головку бедренной части модели устанавливалась модель вертлужной впадины, которые не соединялись аналогом связки головки бедра. При этом отмечено, что модель была не стабильна, а тазовая часть стремилась опрокинуться, воспроизводя спонтанный вывих эндопротеза. Для стабилизации системы крайние отверстия планок бедренной и вертлужной части соединялись динамометром (безмен пружинный циферблатный, БПЦ-10-01). Пружина динамометра, по нашей мысли, имитировала действие отводящей группы мышц тазобедренного сустава и удерживала тазовую часть модели от опрокидывания. Для моделирования действия веса тела в одноопорном ортостатическом положении к крайнему отверстию цилиндрического стержня модели вертлужной впадины подвешивался груз массой 2 кг. После прекращения возникшего движения производилось считывание показаний прибора, которые в среднем составили 4 кг.

Во второй серии экспериментов капроновый шнур – аналог связки головки бедра одним концом соединялся с центральным отверстием вертлужной частью модели, а другим – с головкой бедренной части модели. Длина его части, расположенная в фасонной выточке, выбиралась таким образом, чтобы при полном соприкосновении трущихся поверхностей и максимальном наклоне вертлужной части вниз (имитация приведения и наклона таза в неопорную сторону), отверстие в головке располагалось около верхнего края фасонной выточки, а шнур при этом не ущемлялся. Было замечено, что добавление к модели элемента аналога связки головки бедра исключало возможность полного разобщения головки модели и модели вертлужной впадины. При имитации максимально возможного приведения в модели узел ее подвижности оказывался замкнут натянутым аналогом связки головки бедра, что обеспечивало повышенную стабильность во фронтальной плоскости и без подключения динамометра. Устойчивость модели в сагиттальной плоскости достигалось расположением ее тазовой части строго во фронтальной плоскости, что нивелировало действие сил, выводивших ее из равновесия. Так же, как и в первой серии экспериментов, бедренная и вертлужная части модели соединялись динамометром. После этого к цилиндрическому стержню тазовой части модели подвешивался груз массой 2 кг. Указанное моделировало условия равновесия в тазобедренном суставе при одноопорном ортостатическом положении, но уже с аналогом связки головки бедра. Отмечено, что динамометр не участвовал в поддержании равновесия тазовой части, а стрелка измерительного устройства не отклонялась.

Анализируя результаты первой серии экспериментов, можно утверждать, что в отсутствии аналога связки головки бедра имеется высокая вероятность вывиха эндопротеза. Она несколько снижается при участии отводящей группы мышц, благодаря которой головка эндопротеза прижимается к вкладышу вертлужного компонента. Кроме этого, удалось наглядно продемонстрировать саму возможность сохранения равновесия в одноопорном ортостатическом положении при участии только отводящей группы мышц.

Согласно современным представлениям, при опоре на одну нижнюю конечность, тазобедренный сустав, находящийся в покое, является примером равновесия рычага первого рода. Таз опирается на головку бедренной кости, а его горизонтальное положение уравновешивается во фронтальной плоскости моментами силы отводящих мышц и силы тяжести (Pauwels F., 1965). По R. Bombelli (1993) на головку бедренной кости сверху воздействует результирующая сил: веса тела и мышц. При этом основная нагрузка приходится на верхний сферический сектор головки бедренной кости. Соотношение плеч сил, действующих на тазобедренный сустав в одноопорном ортостатическом положении, составляет 1:3 (Hall M.C., 1963). Соответственно, при стоянии на одной ноге на тазобедренный сустав воздействует результирующая сила, эквивалентная приблизительно учетверенному весу тела. Именно она и обеспечивает наблюдаемый повышенный износ верхнего сектора вкладыша вертлужного компонента тотального эндопротеза тазобедренного сустава.

Вторая серия экспериментов продемонстрировала, что введение аналога связки головки бедра в конструкцию эндопротеза 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. Соответственно, при наличии аналога связки головки бедра в эндопротезе тазобедренного сустава в момент максимального приведения бедра во фронтальной плоскости отводящая группа мышц разгружается, а таз удерживается от опрокидывания в неопорную сторону только силой реакции искусственной связки. Благодаря натяжению связки головки бедра тазобедренный сустав преобразуется в аналог рычага второго рода, так как уравновешивающие его силы располагаются по одну сторону от центра вращения. При этом оказывается, что в одноопорном ортостатическом положении и одноопорном периоде шага нагрузка перераспределяется с верхнего сектора головки бедренной кости на нижний. Расчеты показывают, что если длина плеча силы реакции связки головки бедра 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.

Таким образом, приведенные экспериментальны данные и расчеты свидетельствуют, 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, 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.

Список использованной литературы:

Абелева Г.М., Башуров З.К., Машков В.М. К истории развития эндопротезирования тазобедренного сустава за рубежом // Травматол., ортопед. России. - 1994. - №5. - С. 133-151.

Архипов С.В. Однополюсной эндопротез тазобедренного сустава конструкции С.В. Архипова // Заявка на изобретение №94038343/14 (038228) от 11.10.1994.

Архипов С.В. Тотальный протез тазобедренного сустава // Заявка на изобретение №96110296/14 (016120) от 23.05.1996.

Витензон А.С. и соавт. Электромиографические аспекты исследования больных после эндопротезирования тазобедренного сустава. / А.С. Витензон, К.А. Петрушанская, Г.П.Г риценко и др. // Биомеханика – 2004, VII всероссийская конференция по биомеханике / Тезисы докладов. – Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2004. - Том 2.  – С. 34-36.

Дудко Г.Е. Формирование связки головки бедренной кости при эндопротезировании // Ортопед., травматол. - 1989. - №12. - С. 57-58.

Климов А.В., Неверов В.А., Шильников В.А., Байбородов А.Б. Хирургические причины ранних вывихов эндопротеза тазобедренного сустава // Международный конгресс «Современные технологии в травматологии, ортопедии: ошибки и осложнения – профилактика, лечение» / Тезисы докладов. – Москва, 2004. – С. 55.

Корнилов Н.В., Войтович А.В., Машков В.М., Эпштейн Г.Г. Хирургическое лечение дегенеративно-дистрофических поражений тазобедренного сустава. - СПб.: ЛИТО Синтез, 1997. - 292 с.

Эпштейн Г.Г., Гринштейн Е.Я., Воронцов С.А., Белянин О.Л. Состояние статикодинамической функции после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава // Материалы VI съезда травматологов-ортопедов СНГ. - Ярославль, 1993. - С. 208-209.

Berry D.J. et al Catastrophic failure of the polyethylene liner of uncemented acetabular component / D.J. Berry, C.I. Barnes, R.L. Scott et al // J. Bone Joint Surg. (Br) – 1994. - 76-B. – p.575-578.

Bombelli R. Structure and function in normal and abnormal hip: how to rescue mechanically jeopardized hip. – 3-rd. ed., rev. and enl. p. - Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1993. - 221 p.

Hall M.C. The locomotor system. Functional anatomy – Springfield: Charles C Thomas publisher, 1963. – 563 p.

Pauwels F. Gesammelte Abhandlung zur funktionellen Anatomie des Bewegungsapparates – Berlin, Heidelberg, New York: Springer-verlag, 1965. – 543 p.

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. О механике эндопротеза тазобедренного сустава. Эндопротезирование в России. Выпуск I. Всероссийский монотематический сборник научных статей. Казань; Санкт-Петербург: АБАК, 2005:6-10.

Примечания:

Публикаций посвященная экспериментальному обоснованию создания эндопротеза тазобедренного сустава с аналогом ligamentum capitis femoris, с целью восстановления нормальной биомеханики ходьбы. 

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Фиксаторы и эндопротезы

Популярные статьи

18с.MagnascoA

  Magnasco A, картина Иаков борется с ангелом (18 век).  Изображение обстоятельств и механизма травмы ligamentum capitis femoris (LCF) на основе описания в книге Бытие: 24 И остался Иаков один. И боролся Некто с ним д о появления зари; 25 и, увидев, что не одолевает его, коснулся состава бедра его и повредил состав бедра у Иакова, когда он боролся с Ним. … 32 Поэтому и доныне сыны Израилевы не едят жилы, которая на составе бедра, потому что [Боровшийся] коснулся жилы на составе бедра Иакова.  ( 1996Бибилия, Бытие, глава  32:24-25,32 ) Подробнее о сюжете в нашей работе:  Девятый месяц, одиннадцатый день   ( 2024АрхиповСВ ).   Алессандро Маньяско  – Борьба Иакова с ангелом (18 век); оригинал в коллекции  pixels.com  (СС0 – общественное достояние, коррекция цветопередачи). Источники Библия. Книги Священного Писания Ветхого и Нового Завета: канонические; в рус. пер. с параллельными местами и приложением. Москва: Российское Библейское об...

1898AshhurstJ

  Доклад  Ashhurst   J .  Tuberculosis   of   the   hip   joint  (Туберкулез тазобедренного сустава, 1898). Автор обсуждает роль  ligamentum   capitis   femoris  ( LCF ) в развитии деформации и деструкции головки бедра. Наиболее примечательные цитаты:  «Конечно, не весь вес тела поддерживается этой связкой, а в основном головкой бедренной кости в более или менее тесном контакте с вертлужной впадиной; но эта связка, я полагаю, служит для уменьшения давления таза на головку кости и для уменьшения напряжения. Положение ligamentum teres похоже на положение старомодных кожаных пружин, которые раньше встречались в почтовых каретах, корпус кареты уравновешивался двумя широкими прочными полосами кожи. Таз в определенной степени подобным образом уравновешивается этими связками с обеих сторон, которые прикреплены к головкам бедренных костей, а затем спускаются к нижним краям вертлужных впадин. Я полагаю, что их функция заключае...

2023АрхиповСВ. Аннотация на русском языке

  Монография: Архипов СВ. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза (2023). Приложения. Аннотация на русском языке Архипов Сергей Васильевич   РОЛЬ СВЯЗКИ ГОЛОВКИ БЕДРЕННОЙ КОСТИ В ПАТОГЕНЕЗЕ КОКСАРТРОЗА   В проведенном исследовании клинически и рентгенологически обследованы пациенты с коксартрозом и контрольная группа лиц. Интраоперационно изучена патоморфология тазобедренного сустава и изменения связки головки бедренной кости при коксартрозе и переломе шейки бедренной кости без признаков коксартроза. На механической модели тазобедренного сустава уточнена роль связки головки бедренной кости в биомеханике вертикальных поз и ходьбы в норме и при ее повреждении. Патоморфологические и рентгенологические изменения при коксартрозе сопоставлены с фактом патологии связки головки бедренной кости. ««назад  ||  СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ  ||  вперед»» Автор Архипов С.В. –  кандидат медицинских наук, врач-хирург, травматолог-ортопед. Цити...

Строма LCF человека в норме. Обзор

  Строма ligamentum capitis femoris человека в норме .   Обзор Архипов С.В.     Содержание [i]   Резюме [ii]   Введение [iii]   Античность [iv]   Средние века [v]   17-й век [vi]   18-й век [vii]   19-й век [viii]   20-й век [ix]   21-й век [x]   Список литературы [xi]   Приложение [i]   Резюме Представлены сведения о субсиновиальной макроанатомии стромы ligamentum capitis femoris (LCF) человека в норме.  [ii]   Введение В конце 20-го века наш предметный анализ доступных источников информации, показал, что макроскопическое строение LCF изучено недостаточно. Отмеченные разногласия по столь важному вопросу подвигли заняться собственными научными изысканиями. Параллельно накапливались и анализировались мнения иных авторов. Этот процесс продолжается до сих пор. По A. Nuhn (1882) , LCF «… состоит из синовиального влагалища, внутри которого находятся пучки соединительной ткани с жировыми дольками, а та...

2023АрхиповСВ. 2.1.1 Характеристика контрольной группы

  Монография: Архипов СВ. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза (2023). 2.1  Характеристика групп обследованных лиц  и критерии отбора 2.1.1 Характеристика контрольной группы   С целью оценки симптоматики коксартроза обследована группа лиц без признаков патологии тазобедренного сустава (контрольная группа). Данные об особенностях поддержания разных типов вертикальных поз, ходьбы и амплитуде движений в тазобедренном суставе в норме собраны на призывной медицинской комиссии. Обследовано 104 мужчины в возрасте от 18 до 24 лет. Их средний возраст составил 18,9 ± 1,5 лет. Из литературы известно, что поддержание вертикальных поз и ходьбе у мужчин и женщин принципиально не отличается [81, 82]. Распределение обследованных лиц по возрасту представлено в таблице 1.   Таблица 1 Распределение обследованных лиц контрольной группы по возрасту Возраст (лет) 18 19 20 21 22 ...