Ze względu na sposób zamocowania w kanale kostnym: Ze względu na różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych:

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Ze względu na sposób zamocowania w kanale kostnym: Ze względu na różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych:"

Alina Pietrzyk
8 lat temu
Przeglądów:

1 1. Rodzaje kwalifikacji endoprotez Ze względu na sposób zamocowania w kanale kostnym: o cementowe cement kostny PMMA in situ, wzrost temperatury sprzyjający obumieraniu sąsiednich tanek, możliwość depolimeryzacji, silniejsza więź na granicy kość-cement niż cement-implant (trudność oczyszczenia tkanki kostnej z cementu w przypadku konieczności usunięcia endoprotezy) o bezcementowe trzpień wprowadzany ciasno do kanału kostnego, utworzenie warstwy porowatej na całości lub części powierzchni trzpienia (pory rzędu μm) lun unasienienie warstw bioaktywnych ((HAp, bioszkło) umożliwiające przerośnięcie powierzchni endoprotezy przez tkankę kostną, profilowanie powierzchni trzpienia (pierwotna stabilizacja) Ze względu na różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych: o kołnierzowe zabezpieczenie przed wgłębianiem się endoprotezy do wnętrza trzonu kości udowej np. endoproteza Wellera, najczęściej stosowana w Polsce o bezkołnierzowe np. firma Biomet, Parchefora-Moncha, Mittelmeiera Ze względu na materiał z którego są wykonane: o Wykonane w całości z jednego materiału o Oddzielne mocowanie główki ułatwia wszczepienie implantu i poprawia jego trwałość 2. Materiały obecnie używane do wytwarzania endoprotez (wady i zalety) Trzpień endoprotezy najczęściej wykonany ze stopu na osnowie kobaltu (Cr-Co-Mo) lub ze stopu na bazie tytanu (klasa wyżej niż kobalt) Główka stawu biodrowego z ceramiki (korund Al 2 O 3, cyrkon ZrO 2 ) lub z metalu (stopy na bazie kobaltu i tytanu) Panewka część zewnętrzna metal (stopy na bazie kobaltu, tytanu), część wewnętrzna(polietylen o wysokiej masie cząsteczkowej, ceramika korund, cyrkon) Stal nierdzewna pojawia się w protezach refundowanych, jest najniższa klasą materiałów metalicznych, najbardziej podatna na korozję, czas życia do 20 lat. Warstwy bioaktywne hydroksyapatyt, szkło stosowane w celu wywołania przerastania endoprotezy tkanką kostną, w endoprotezach cementowych.

2 Ceramiczne główki z uwagi na wysoką gładkość i twardość materiału zapewniają wysoką odporność na ścieranie. Ścieralność polietylenowej panewki przez metalową główkę 0,1 mm/rok, przez główkę ceramiczną poniżej 0,1mm/rok. Polietylen typy cross-linking najbardziej odporny na ścieranie. Ceramiczna główka i ceramiczna panewka dobra para trąca. Materiały metaliczne (Cr-Co-Mo, tytan i jego stopy) zapewniają wysoką wytrzymałość kosztem wysokiego modułu Younga (sztywność), korozyjności, wysokiego stosunku gęstości do masy i dużej rozszerzalności termicznej Materiały kompozytowe równoczesne zapewnienie wysokiej wytrzymałości i sprężystości, kompozyt węgiel-węgiel, na etapie badań. 3. Sposoby sterowania właściwościami kompozytów o Właściwości faz składowych o Ilość i geometria faz (kompozyty włókniste, cząstkowe, warstwowe) o Sposób rozprowadzania faz (architektura kompozytu) o Rodzaj więzi pomiędzy składnikami (chemiczna, elektrostatyczna, mechaniczna) 4. Wymagania stawiane materiałom na endoprotezy o Sprężystość o Wytrzymałość zmęczeniowa o Odporność na pękanie o Zdolność do tłumienia drgań o Odporność na ścieranie o Biotolerancja o Bioaktywność 5. Warunki konieczne do spełnienie w endoprotezoplastyce o Biozgodność materiałów o Wysoka wytrzymałość statyczna i zmęczeniowa o Sprężystość zbliżona do sprężystości kości o Odporność na ścieranie pary trącej główka-panewka o Mocne złącze kość-implant, możliwość samofiksacji o Równomiernie rozłożony kontakt implantu z kością w celu uniknięcia miejscowej koncentracji naprężeń o Zapewnienie możliwości łatwego wszczepienia endoprotezy o Personalizacja implantów: dostosowanie kształtu endoprotezy i przenoszonych obciążeń do warunków anatomicznych, stanu kości, struktury i ukształtowania mięśni 6. Sztywność giętna (sztywność zginania, sztywność na zginanie)

3 Do wyznaczenia sztywności giętnej wykorzystuje się założeni, że trzpień endoprotezy jest belką, Podczas jej punktowego obciążania następuje ugięcie belki w kierunku prostopadłym do osi poziomej, a maksymalną wartość przemieszczenia środka ciężkości przekroju nazywamy strzałką ugięcia. Ugięcie: EIy = - Mg y d 2 y/dx 2 - promień krzywizny osi trzpienia w funkcji odległości od głowy protezy x odległość od środka belki EI sztywność giętna belki stanowi iloczyn modułu Younga i momentu bezwładności przekroju Mg moment gnący 7. Porównanie właściwości mechanicznych kości zbitej i gąbczastej Istota gąbczasta odpowiada za przenoszenie naprężeń ściskających i rozciągających, wysoka sprężystość. Moduł Younga 0,05-0,5 GPa. Istota zbita jest wytrzymała na obciążenia osiowe i zginające, wysoka wytrzymałość i twardość. Moduł Younga GPa. 8. Zależności naprężeniowo-odkształceniowe w relacji implant-kość Rodzaj materiału: zastosowanie materiałów metalicznych na trzpienie endoprotez wpływa niekorzystnie na relacje naprężeniowo-odkształceniowe. Dobre relacje mogą powstać jedynie po zastosowaniu materiałów kompozytowych. Długość trzpienia: wpływa na wielkość stref przenoszenia obciążeń trzpienia na kość. Krótsze trzpienie dają korzystniejszy rezultat. Wprowadzenie bocznej śruby zabezpieczającej docisk endoprotezy w kanale kostnym nie sprawdziło się (wysuwanie się z kości wyrwanie płytki). 9. Budowa stawu biodrowego, wielkości/parametry opisujące staw biodrowy wraz z ich normami Staw kulisty panewkowaty, głowa kości udowej, panewka stawowa ( półkoliste zagłębienie w kości miedniczej, kształt i wielkości odpowiadająca rozmiarom kulistej budowie głowy kości udowej ), skośnie ustawiona szyjka łączy głowę kości udowej z jej trzonem. Chrząstka pokrywa głowę kości udowej, maksymalna grubość w strefie obciążenia 3-4mm, znaczna sprężystość i odporność na działanie obciążeń dynamicznych, sprężysta ochrona kostnych części stawu, równomierny rozkład obciążeń na powierzchniach stawowych. Cały staw otacza torebka stawowa. Kość udowa -jeden z podstawowych elementów biorących udział w przenoszeniu obciążeń w obrębie biodra, kość długa, nasada zbudowana z istoty gąbczastej i odpowiada za przenoszenie naprężeń ściskających i rozciągających, trzon zbudowany z istoty zbitej, kształt rury wytrzymałej na obciążenia osiowe i zginające, wnętrze wypełnione szpikiem kostnym. Połączenie warstwy powierzchniowej o wysokiej wytrzymałości i twardości ze sprężystością warstwy wewnętrznej (istota gąbczasta) i miękkim szpikiem kostnym nadaje kości udowej efekt wysokiej wytrzymałości i sprężystości, równocześnie umożliwiając tym samym przenoszenie wysokich naprężeń.

4 Podstawowy zakres ruchu: o płaszczyzna czołowa (osie poprzeczne) zgięcie i wyprost, o płaszczyzna strzałkowa przedniotylna odwodzenie i przywodzenie, o oś pionowa (długa oś kończyny podczas wyprostu) przyśrodkowa i zewnętrzna rotacja. Staw biodrowy dzięki odpowiedniej budowie kostnych części stawu i ich współpracy ze złożonym układem mięśni i wiązadeł (kulszowo-udowe, biodrowo-udowej, głowy kości udowej) jest przystosowany do przenoszenia dużych obciążeń statycznodynamicznych. Kształt i ustawienie kości udowej: o Kąt szyjkowo-trzonowy ( º) kąt utworzony przez oś szyjki i trzonu kości udowej o Kąt przodoskręcenia szyjki (12º) kąt zawarty między płaszczyzną szyjki głowy, a płaszczyzną styczną do powierzchni tylnej obu kłykci kości udowej o Zanurzenie głowy kości udowej w panewce (2/3 jej obwodu), a jej środek odpowiada dokładnie środkowi panewki zapewnienie kontaktu obu powierzchni oraz równomiernego rozkładu sił w obszarach przylegania głowy do dna i ścian panewki 10. Cechy konstrukcyjne wpływające na biofunkcjonalność endoprotez o Krzywizna trzpienia (przenoszenie obciążeń) o Przekrój poprzeczny trzpienia (przenoszenie obciążeń, odporność na przeciążenia) o Długość trzpienia (przenoszenie obciążeń, odporność na przeciążenia) o Średnica głowy endoprotezy (zapewnienie odpowiedniego zakresu ruchów) o Średnica panewki (zapewnienie odpowiedniego zakresu ruchów) o Kształt panewki (zapewnienie odpowiedniego zakresu ruchów) o Obecność kołnierza (przenoszenie obciążeń) o Budowa geometryczna warstwy wierzchniej (przenoszenie obciążeń, stymulacja masy kości) 11. Poprawa osteointegrcji Zastosowanie warstw porowatych lub bioaktywnych na powierzchni trzpienia. 12. Wskazania do alloplastyki stawu biodrowego o Artroza główki (przedwczesne zużycie, zwyrodnienie) o Złamania kości o Choroba nowotworowa o Martwica kości 13. Moduł Younga materiału Za wysoki moduł Younga zmniejszenie obciążenia kości, zanik kości, obluzowanie implantu (prawidłowy wzrost i przebudowa kości odbywa się wyłącznie w warunkach obciążeń)

5 Zbyt niski moduł Younga powoduje duże odkształcenia, wzajemne przemieszczenia uniemożliwiające przerośnięcie powierzchni implantu kością

Podobne dokumenty

Alloplastyka odporna na ścieranie plastyczna duża wytrzymałość zmęczeniowa odporność na naprężenia. Physiotherapy & Medicine

Alloplastyka odporna na ścieranie plastyczna duża wytrzymałość zmęczeniowa odporność na naprężenia. Physiotherapy & Medicine Alloplastyka Physiotherapy & Medicine www.pandm.org Bóle Ograniczenie ruchów Usztywnienie biodra po stronie przeciwnej Usztywnienie kolana po stronie jednoimiennej ZZSK Złamanie podgłowowe szyjki kości