Кто изобрел тазобедренный сустав

Протезирование тазобедренного сустава имеет длинную историю. В ней много интересных событий, фактов, открытий и изобретений. Мы думаем, что нашим пациентам интересно будет узнать, как проходила эволюция этой операции, которую сейчас в нашей клинике великолепно делают профессиональные доктора.

Первые операции по замене бедренного сустава не были полной заменой сустава, это была гемиартопластика и частичная замена поврежденных частей сустава. Результаты были неудовлетворительными.

В конце XIX, начале XX века хирурги использовали различные ткани: части широкой фасции бедра, кожу, мочевой пузырь свиньи, подслизистый слой между головкой бедренной кости и вертлужной впадиной, однако, результаты неутешительные.

1891 г. — Немецкие хирурги использует слоновую кость для замены головки бедренной кости, пораженной туберкулезом.

1925 г. — американский хирург Мариус Смит-Петерсен создал первый имплантат для артропластика из стекла. Стекло является биосовместимым материалом, однако, весьма хрупким, поэтому вскоре имплантаты начали ломаться. Позднее Мариус Смит-Петерсена и Филипп Уайлс тестирует протезы из нержавеющей стали, которые в последствии использовались на протяжении нескольких десятилетий.

1930-е гг. – Мариус Смит-Петерсен и Филипп Уайлс провели первую операцию по замене тазобедренного сустава имплантатом из нержавеющей стали. Операцию провели в госпитале Миддлсекс в Великобритании. Имплантат фиксировали с помощью болтов и винтов. Медицинская история пациента была утрачена во время Второй мировой войны, однако, сообщается, что один пациент, прошедший данную операцию, носил данный протез более 35 лет!

Частичная замена тазобедренного сустава

1939 г.— Фредерик Томпсон из Нью-Йорка и Остин Т. Мур из Южной Каролины разработали протез бедренной ножки.

Имплантат Остина Мура практически не отличался от протеза Томпсона. Его крепили бесцементным способом, в ножке было небольшое отверстие, куда имплантировали кусочек кости. Благодарю этому, через несколько недель после операции протез начинал срастаться с костью.

Сегодня имплантаты Томпсона и Остина Мура используются при частичной замене бедренного сустава, в основном у пациентов с переломом бедренной кости около головки.

1940 г. — Гарольд Болман впервые провел операцию по замене тазобедренного сустава с использованием имплантата из виталлиума. Металлическая головка крепилась к телу кости с помощью гвоздя.

1953 г. — британский хирург Джордж МакКи впервые установил протез тазобедренного сустава с металлическими подкладкой и оболочкой. Он был учеником Филиппа Уайлса, поэтому имплантат являлся модификацией протеза Томпсона, который крепился с помощью костного цемента на шейку бедра. Результат операции был многообещающим: пациенты перестали испытывать боль, однако, вскоре имплантаты начали расшатываться и ломаться.

Поверхностное эндопротезирование

При поверхностном эндопротезировании бедренная впадина должна быть выполнена из тонкого материала, на разработку и изготовление этой части имплантата потребовалось много усилий.

1925 г. — Мариус Смит-Петерсен (США) впервые изготовил имплантат для артропластики из стекла. Протез представлял собой полую полусферу с скользящей поверхностью, в которую входила головка бедренной кости. Стекло не вызывало отторжение в человеческом организме, однако хрупкий материал не справился с нагрузкой на сустав.

1950 г. — сэр Джон Чарнли создал протез вертлужной впадины для поверхностного эндопротезирования из тефлона. Он прослужил всего 2 года.

1960 – 1980 гг.: много неудачных операций по поверхностному эндопротезированию, причины следующие:

• Асептическое расшатывание частей эндопротезов
• Металлоз, приводящий к потере костей и отказу работы органов.
• Технические ошибки, во время операции
• Проблемы разработки и изготовления имплантатов
• Неправильные хирургические техники

Ранее операции по поверхностному эндопротезированию с использованием полиэтиленовых имплантатов чаще всего заканчивались неудачей. Чаще всего из полиэтилена делали протезы вертлужной впадины, ломаясь, он приводил к заражению кости. Это явление получило название остеолиза: оно ослабляло кости, что приводило к расшатыванию имплантата.

1971 г. — Фримен и Фуруя создали имплантат с головкой бедра из полиэтилена и металлической вертлужной впадиной. Из-за быстрого износа такого вида имплантата, они решили поменять материалы местами: сделать головку бедра из металла и вертлужную впадину из пластика, это несколько улучшило показатели износостойкости протеза, однако проблему полностью не решило.

1978 г. — В Бирмингеме была проведена артропластика по Вагнеру с использованием металло-пластикового протеза. В ближайшие 5-7 лет 55% имплантатов подлежали замене из-за расшатывания компонентов, разрушения головки бедра и низкой износостойкости материалов.

1990 г. – изобретение сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) позволило значительно улучшить износостойкость имплантатов и снизить риск остеолиза.

О современном этапе истории эндопротезирования мы расскажем в следующей публикации.

Специалисты признают: эндопротезирование тазобедренного сустава позволяет значительно улучшить качество жизни пациента. С учётом того, что показатели заболеваемости сегодня растут во всех возрастных группах, растёт и актуальность эндопротезирования. О достижениях медицинской науки и современных тенденциях в этой отрасли трансплантологии рассказывает Игорь КУЗЬМИН, заведующий отделением ортопедии с эндопротезированием ГБУЗ ПККБ №1, доктор медицинских наук, профессор.

История замены тазобедренного сустава на искусственный началась в 30-е годы XIX века, когда впервые были предприняты попытки изготовить протезы из бивней слонов, рогов носорогов и быков, кокосовых орехов, каучука и других экзотических материалов.

Первый полный эндопротез тазобедренного сустава создал в 1938 году Р. УАЙЛС (R. W. Wiles). В 1940 году МУР (Moor) впервые изготовил эндопротез верхнего конца бедренной кости из виталлиума (кобальтохромомолибденовый сплав) и успешно использовал его для лечения пациента с опухолью бедренной кости [Цивьян Я. 1959; Rogers A. et al., 2003].

В 1946 году братья ДЖУДИТ (J. и L. Judet) разработали однополюсный эндопротез тазобедренного сустава с акрилом, впервые применив в клинической практике полимерный материал, несущий нагрузку массы тела [Judet L., Judet J., Letournel E., 1964]. Другие специалисты пытались добиться успехов в артропластике, замещая одну суставную поверхность протезами из различных металлов и их сплавов, пластмасс, нейлона и прочих полимерных материалов [DeLee J. G., Charnley J., 1976; Gruen T. A. et al., 1979; Maloney W. J. et al., 1999].

В 1950 году А. ТОМПСОН (A. Thompson) предложил эндопротез тазобедренного сустава из виталлиума, но с уменьшенной ножкой, не имеющей окон и фиксируемой в канале бедренной кости с помощью акрил-цемента, что явилось началом использования цементных эндопротезов. Тотальный же цельнометаллический протез из кобальтохромомолибденового сплава создали в 1951 году Дж. МАККИ (G. К. МсКее) и Дж. УОТСОН-ФАРРЭР (G. Watson-Farrar) [McKee G. К., 1951].

У истоков развития и внедрения эндопротезирования тазобедренных суставов в Советском Союзе стояли выдающиеся отечественные ортопеды К. М. СИВАШ, Я. Л. ЦИВЬЯН, А. В. КАПЛАН, которые на много лет вперед определили ход развития ортопедической школы в нашей стране. Широкую известность получили научные труды их последователей и учеников: Я. И. ШЕРШЕРА, И. А. МОВШОВИЧА, В. И. ЗОРЯ, В. Н. ГУРЬЕВА, А. С. ИМАМАЛИЕВА, В. В. КУЗЬМЕНКО, С. В. ВИРАБОВА и других.

В 1956 году в СССР К. М. СИВАШ разработал тотальный эндопротез тазобедренного сустава.

Россия значительно отстает по количеству проведенных операций по эндопротезированию суставов на душу населения от ведущих западных стран. По мнению экспертов, потребность в эндопротезировании в нашей стране значительно превышает нынешние показатели, составляя от 100 до 300 тыс. операций в год.

Количество таких операций в мире составляет более 1,5 млн в год, и эта цифра неуклонно растёт: ожидается, что к 2025 году она достигнет 2,093 млн, а к 2030 году - 4,419 млн. По прогнозам, число хирургов-эндопротезистов к 2030 году вырастет до 26 тыс. человек, и если в 2010 году на 1 хирурга приходилось 52 пациента, то к 2030-м их будет 167.

Современное эндопротезирование на Дальнем Востоке берет свое начало в середине 90-х годов прошлого столетия. Родоначальником стала ГБУЗ Приморская краевая клиническая больница №1 (Кузьмин И. И.), где с течением времени подобные операции были поставлены на поток.

Ежегодно в ПККБ №1 выполняется порядка 250-300 операций. Внедрены системы с двойной мобильностью, модульные шейки для переориентации проксимального отдела бедра, уникальная головка Oxinium (металлокерамика). Все эти технологии сегодня применяются и за рубежом, они позволяют оптимизировать результаты операций и приблизить функцию замененных суставов к естественным.

Надо признать, что во всём мире операции по эндопротезированию тазобедренных суставов с финансовой точки зрения достаточно затратные (многое зависит от состояния пациента, целей, задач, выбора импланта).

Еще в 1980 году в США совокупные затраты на эндопротезирование составили 4,9 млрд долларов, а средняя стоимость одной операции в 1992 году оценивалась в 20 000 долларов. Стоимость курса лечения при эндопротезировании в 1993 г. находилась в пределах от 20 000 до 50 000 долларов и выше [Barber T. C., 1993]. В США в 1981 году эндопротез стоил в среднем 945 долларов, а в 1990 году - 2947 долларов (рост составил 212 %). Общие затраты на ведение больного при эндопротезировании в 1981 году составили 3 428 долларов, а в 1990 году - 12 348 долларов.

Несмотря на значительные затраты на эндопротезирование, таких операций с каждым годом выполняется все больше, причём, во всех возрастных группах, в том числе в молодом возрасте (Надеев А. А., 2007). Например, только в Великобритании в 1995 году выпускалось 62 системы, причем половина из них появилась на свет в первой половине 90-х. В США начиная с 2001 г. 17 фирм изготавливают и выставляют на продажу 111 видов цементных и бесцементных систем эндопротезирования бедренной кости и 56 различных протезов вертлужной впадины |Jasperson B., 2003].

Современный эндопротез - это сложный биоинертный искусственный орган, состоящий из сплавов металлов (кобальт, хром, никель, титан, ванадий, молибден), полиэтилена, керамики. И каждый из перечисленных составляющих элементов имеет множество видов и вариаций. Ключом к долговременности эндопротеза и его выживаемости являются пары трения (узел, шарнирные поверхности).

Во всех странах мира постоянно ведутся как национальные, так и интернациональные научно-исследовательские изыскания по поиску, разработке, клинической и экспериментальной апробации и внедрению в практику всё новых, более совершенных технологий создания эндопротезов.

Каждые 6-12 месяцев на рынке появляются новые поколения имплантов, которые допускаются к применению после многолетних экспериментальных и лабораторных тестирований. Ведь эндопротезирование - это пересадка искусственного органа в агрессивную среду организма. В этой отрасли трансплантологии пределов совершенствованию нет, как нет и пределов достижения высот в хирургической технике. Именно сочетание современных технологий с высотами хирургической виртуозности и позволяет гарантировать результат операции.

Количество операций по эндопротезированию суставов в различных странах в 2012 г.

Страна

Кол-во населения (млн)

Кол-во операций (тыс)

Кол-во операций на 1000 человек