Размеры головки тазобедренного сустава

Нижние конечности человека испытывают большие нагрузки при ходьбе. Тазобедренный шарообразный сустав нижних конечностей состоит из трех осей: поперечной, сагиттальной и вертикальной, связывает ногу с туловищем. Человек отводит, сгибает и разгибает ногу, вращает бедром.

Глубокое, стабильное расположение сустава между тазовой и бедренной костями образует крепкую основу из костных и хрящевых структур, сухожилий и мышечной ткани, при помощи которой человек может ходить прямо. Сустав — опора для позвоночника и таза, способного выдержать давление верхней части туловища.

Анатомия тазобедренного сустава

Сложное строение тазобедренного сустава человека создается хрящевыми, костными, и мышечными тканями. Тазобедренный сустав образован соединением головки бедренной кости с вертлужной впадиной тазовой кости. Вертлужная впадина соединяет подвздошную, лобковую и седалищную кости.

Сочетание формы головки и впадины исключает износ тканей. Прочная, гладкая и упругая хрящевая ткань фиксирует шейку кости. Капсульный мешок охватывает головку, шейку и впадину, образуя полость, выстланную соединительной тканью, заполненную жидкостью. Около сустава расположены три синовиальные бурсы: подвздошно-гребешковая, вертельная и седалищная. Сумка работает амортизатором, убирает трение.

Поверх сумки расположены связки и сухожилия. Мускулы фиксируют сочленение, укрепляют и отвечают за движения бедренного сустава. Суставная вертлужная губа крепит капсулу к тазовой и бедренной костям.

Волокна хрящевой ткани оплетают ямку тазовой кости и сдерживают внутри головку бедра. Размер поверхности впадины увеличен за счет губы на 10%.

В состав гиалинового хряща входят вода и коллаген. Внутренняя поверхность хрящевой ткани ближе к расположению головки состоит из гиалуроновой кислоты, остальная часть ткани рыхлая.

Прочные соединительные ткани внутри тазового углубления лежат в окружении синовиальной оболочки с жидкостью, обеспечивают сочленению скольжение и подвижность. Давление на бедро распределяется правильно, исключается травмирование.

Губа переходит в поперечную связку, в которой к головке бедра проходят нервы и сосуды. Капсула крепится подвздошно-поясничной мышцей.

Сложное строение каркаса создает прочность. С помощью сочленения, выдерживающего большие нагрузки, человек полноценно передвигается, бегает, приседает и плавает.

Связки бедра

Анатомия связок тазобедренного сустава человека образует слаженную систему. Выделяют следующие связки, выполняющие важные функции:

1. Подвздошно-бедренная связка — крепкая, принимает на себя нагрузку. Веерной формой начинается вверху сустава, касаясь кости бедра, исключает проворачивание сустава, держит тело в вертикальном положении.
2. Лобково-бедренная связка — маленькая, слабая, начинается в лобковой части тазовой кости, далее вниз к бедренной кости до малого вертела, тормозит отвод бедра.
3. Седалищно-бедренная — начало берет на передней поверхности седалищной кости и доходит до задней стороны сустава, пересекаясь с шейкой бедра. Волокна связки, направленные вверх и наружу, частично переплетают суставную сумку и останавливают движение бедра внутрь.
4. Связка головки бедренной кости состоит из рыхлой ткани, расположена в полости сустава с синовиальной жидкостью, не принимает на себя нагрузки. Связка отвечает за свободное передвижение, предотвращает вывих бедра, а также защищает сосуды, проходящие к головке.

Круговая зона связок из коллагеновых волокон крепится к середине шейки бедра. Пучок волокон препятствует отведению бедра, а круговое расположение ткани вращает бедро. Внутрисуставная треугольная связка — амортизатор, препятствует переломам дна суставной впадины.

Поперечная связка вертлужной впадины — внутренняя связка, уменьшает напряжение и деформацию хряща, сдерживает лобковую, седалищную кости, увеличивает площадь поверхности вертлужной впадины.

Работа связок, натянутых спиралевидно между тазом и бедром, а также мышечного каркаса взаимосвязана, сбалансирована, гарантирует целостность таза и вертикальное положение тела человека. Меры по укреплению связок — это регулярные упражнения и правильный образ жизни.

Костная структура бедра

Тазобедренный сустав относится к шаровидным. Рассмотрим, какими костями образован тазобедренный сустав. Сочленение тазобедренного сустава состоит из сочленения бедренной головки и вертлужной ямки тазовой кости. Тазовая кость состоит из седалищной, подвздошной и лобковой костей.

Давайте рассмотрим, какие кости образуют строение тазобедренного сустава. Лобковая — парная кость, состоит из тела, верхней, нижней ветви, расположенных под углом.

Сочленение поверхностей боковых сторон лобковой кости, соединенных посередине волокнисто-хрящевой тканью, называется лонное сочленение. Ветвистое соединение формирует мембрану — запирательный клапан. Передний отдел вертлужной впадины — тело.

Примечание. Углубление тазовой кости, имеющее форму полумесяца, совпадая с головкой бедренной кости, вместе создают поддержку, свободное движение сустава, исключая вывих. Хрящ покрывает поверхность впадины и головки, защищает от трения.

Седалищная кость — расположена на нижней поверхности таза, состоит из ветви и тела, примыкающего к лобковой и подвздошной костям в области впадины таза.

Подвздошная кость — верхняя часть таза, составлена из крыла и поверхности крестца. Она соединяет тела лобковой и седалищной кости, образует вертлужную впадину.

Бедро — крупная трубчатая кость. Верхний эпифиз называется головкой бедренной кости, сочленяет бедренную кость с голенью и тазом в вертлужной ямке. Бедренная головка закрыта впадиной на две трети, поэтому сустав называется ореховидным. Связка головки укрепляет соединение.

Строение тазобедренного сустава у женщин отличается от мужского таза. Функция деторождения женщины обуславливает различия. У женщин таз в поперечном и продольном направлении низкий, широкий и больше объемом. Кости тонкие и гладкие. Крылья подвздошной кости и седалищные бугры развернуты сильнее. Вход в малый таз поперечно-овальной формы, больше мужского, полость не сужается.

У мужчин полость воронкообразной формы. Угол лонного сочленения тупой — 90-100 градусов. Таз женщины наклонен больше, чем у мужчин на 10-15%. Мышцы, прикрепленные к костям таза женщины, массивнее для того, чтобы прочно поддерживать детородные органы во время беременности в правильном положении.

Что показывает КТ тазобедренного сустава и пояснично-крестцового отдела позвоночника. Как лечить коксартроз тазобедренных суставов.

Мышцы бедра

Человек совершает разносторонние движения. Мышцы тазобедренного сустава, анатомия бедренной кости тесно связаны. Особенность заключается в том, что без работы мышечной ткани костное соединение неподвижно.

Мышцы, двигающие нижнюю конечность, крепятся к верхнему концу бедренных и к выступам тазовых костей. Массивные мышцы фиксируют головку бедренной кости в вертлужной впадине. Кровеносные сосуды защищены от повреждения во время травм, предотвращается смещение осколков.

Вертикальная, переднезадняя и поперечная оси вращения сустава задействуют группы мышц, отвечающие за возможность человека сидеть, вращать бедром, наклонять тело, отводить и приводить бедро. Ягодичные и бедренные мышцы располагаются на передней поверхности бедра, обеспечивают человеку вертикальное положение тела.

Мышцы, сгибающие тазобедренный сустав, разгибающие коленный:

1. Подвздошно-поясничная мышца — идет с подвздошной и крестцовой кости, и на малом вертеле бедренной. Отводит вперед конечность.
2. Напрягатель широкой фасции бедра — веерообразная, расположена между тазобедренным и коленным суставом, срастается с ягодичной.
3. Гребешковая — короткая, веретенообразная, мясистая, расположена внутри угла тазобедренного сустава.
4. Проксимально — на гребне лонной, дистально — на диафизе бедренной кости. Функция — расширяет родовые пути.
5. Портняжная — плоская и длинная, лежит впереди от двуглавой мышцы бедра, образует бедренный канал.
6. Большая приводящая мышца — мясистая, веретенообразная, расположена на седалищной кости. Функция — наклоняет тело вперед.
7. Грушевидная и тонкая мышцы делают приведение ноги, поворачивают бедро наружу.

Мышцы-разгибатели тазобедренного, сгибающие коленный:

1. Ягодичная группа крепится в области таза, проксимально — на крыльях крестцовой и подвздошной костей, дистально — на вертелах бедренной. Малая и средняя ягодичные мышцы отводят ногу. Большая ягодичная, состоящая из пучков волокон, полуперепончатая и полусухожильная мышцы участвуют в возможности человека вставать.
2. Двуглавая мышца бедра идет по латеральной поверхности бедра, заканчивается тремя ветвями: коленной — на коленной чашечке, большеберцовой — на краниальном краю, пяточной — на пяточном бугре.
3. Полусухожильная мышца — толстая, расположена позади двуглавой мышцы, имеет крестцовую и седалищную головку.
4. Полуперепончатая — широкая, расположена на боковой поверхности бедра, идет по мыщелку бедренной кости, вплетается в ахиллово сухожилие.
5. Квадратная мышца бедра — короткая, расположена с медиальной стороны под двуглавой мышцей бедра. Идет по поверхности тела седалищной кости до диафиза бедра.

Ортопеды рекомендуют укреплять мышечный корсет. Крепкие мышцы делают фигуру привлекательной, предотвращают травмы связок, развивают кровеносную систему. Хороший кровоток и обеспечение микроэлементами сустава помогут избежать дегенеративных изменений.

Схема кровоснабжения

Стабильное снабжение полезными веществами требуется для сохранения функций таза и нижних конечностей. Система артерий проходит по мышцам до костного вещества, проникает в полость, питая хрящевую ткань. Кислород поставляют к тазу ягодичная и запирательная артерии. Отток крови идет по расположенным рядом подвздошной и глубокой венам.

Примечание. Медиальная и латеральная артерии, глубокая артерия, проходящие в бедренных тканях, обеспечивают необходимый кровоток и лимфоток к головке и шейке бедра.

Иннервация проходит как внутри, так и снаружи сустава. Болевые рецепторы проходят до полости сустава и сигнализируют о воспалительном процессе. Крупные нервы: бедренный, седалищный, ягодичный и запирательный. Тканевые метаболизмы происходят при нормальной работе мышечной и сосудистой систем.

В полости таза под защитой прочных костей находятся жизненно важные органы мочеполовой системы, репродуктивные и органы пищеварительной системы нижнего отдела брюшной полости. Для женщины во время беременности защита имеет особое значение — тазовое дно участвует в процессе вынашивания плода. Строение поддерживает матку в правильном положении.

Тазовая кость и крепкий бедренный сустав выполняют опорную функцию для верхней части тела, обеспечивая свободные движения в различных направлениях и плоскостях: функцию прямохождения, сгибание и разгибание ноги, поворачивание таза относительно нижних конечностей. Каркас удерживает все тело, формирует правильную осанку.

Тазобедренный сустав в здоровом состоянии прочный, обеспечивает человеку разные виды физической деятельности. Нарушение структуры и функций костей таза из-за болезней, травм приводит к снижению двигательной активности.

Важно проводить профилактические меры по оздоровлению и укреплению суставов. Физическая подготовка налаживает питание нижних конечностей, укрепляет суставы и предотвращает воспалительный процесс.

Заключение

Тазобедренный сустав удерживает колоссальную нагрузку верхней части туловища. Важно внимательно следить за здоровьем тазобедренного сустава, проводить диагностику и лечение у специалиста. Невнимательное отношение к здоровью суставов может привести к полному обездвиживанию, потере трудоспособности.

Если заниматься гимнастикой, то в старости можно избежать болей при двигательной активности. Упражнения по укреплению мышц таза помогают избежать травм связок, которые, становясь крепкими, развитыми, защищают капсулу. Правильное функционирование тазобедренного сустава поддерживает координацию движений человека, обеспечивает красивый рельеф ног и изящную походку.

а) Терминология:

1. Синонимы:
• Центрально-краевой угол = угол Виберга (Wiberg) = латеральный центрально-краевой угол
• Передний центрально-краевой угол = вертикальный центральный угол переднего края

2. Определения:
• Глубина вертлужной впадины: покрытие вертлужной впадиной головки бедренной кости:
о Определяется по центрально-краевому углу Виберга:
- Учитываются оба -латеральный и передний центрально-краевой углы
• Coxa profunda: термин, описывающий глубокую вертлужную впадину:
о Медиальная стенка вертлужной впадины расположена меди-альнее подвздошно-седалищной линии
о Центрально-краевой угол > 40°
• Протрузия вертлужной впадины: термин, описывающий глубокую вертлужную впадину:
о Медиальный кортекс головки бедренной кости располагается медиальнее подвздошно-седалищной линии
• Разворот вертлужной впадины: взаиморасположение переднего и заднего краев вертлужной впадины:
о Антеверсия: передний край располагается медиальнее заднего края
о Ретроверсия: передний край располагается латеральнее заднего края
• Разворот бедренной кости: разворот шейки бедренной кости относительно мыщелков бедренной кости:
о Антеверсия: ось шейки бедренной кости проходит кпереди от оси мыщелков бедренной кости
о Ретроверсия: ось шейки бедренной кости проходит кзади от оси мыщелков бедренной кости
• Бровь: нагружаемая часть свода вертлужной впадины:
о Отделена плотной пластиной субхондральной кости
• Линия Хильгенрайнера (Hilgenreiner): горизонтальная линия, соединяющая верхние края Y-образного хряща

пределение шеечно-диафизарного угла, также известного как угол инклинации, левого бедра. Угол инклинации (угол α) измеряется между длинными осями диафиза и шейки бедренной кости. Coxa profunda имеет место, когда медиальная стенка вертлужной впадины находится медиальнее подвздошно-седалищной линии.
Показано определение механической оси (линия М). При нормальной механической оси основная нагрузка проходит через центр коленного сустава.
Ацетабулярный угол (угол α) измерен справа. Отложена линия Хильгенрайнера. Проведена ось свода вертлужной впадины (посмотрите на левый тазобедренный сустав для анатомического сопоставления). Измеряется угол, образованный этими линиями. Латерализация головки бедренной кости оценивается слева. Отложены линии Хильгенрайнера и Перкина. В этом нормальном тазобедренном суставе головка и метафизарный клюв располагаются в нижнем медиальном квадранте, образованном этими линиями. Нормальная линия Шентона показана справа в виде непрерывной кривой, проходящей от запирательного отверстия к метафизу бедренной кости.
Угол а для измерения кривизны головчато-шеечного перехода. Увеличенный угол α ассоциируется с бедренно-вертлужным импиджментом. Построение угла α проводят на косой аксиальной рентгенограмме. Ключевыми ориентирами являются: круг Н (наиболее соответствует окружности головки бедренной кости), точка С (центр головки бедренной кости), точка J (точка пересечения круга Н с передним кортексом шейки бедренной кости) и линия CJ 9 от центра головки бедренной кости к точке J). Угол а образован длинной осью шейки бедренной кости и линией CJ.
Центрально-краевой угол (угол α) построен на передне-задней рентгенограмме. Угол описывает степень покрытия головки бедренной кости вертлужной впадиной.
Передний центрально-краевой угол измеряется на косой рентгенограмме. Пациент стоит и развернут кзади на 65°. Угол образован вертикальной линией, проведенной через центр головки бедренной кости, и линией, проведенной через центр головки бедренной кости к переднему краю вертлужной впадины.
Степень разворота вертлужной впадины определяется по рентгенограмме. Оценивается взаимоотношение двух краев вертлужной впадины. Передний край должен располагаться медиальнее заднего. Задний край должен располагаться латеральнее центра головки бедренной кости. Ретроверсия обычно ограничена наиболее верхним отделом вертлужной впадины, результатом чего служит симптом перекреста, где передний край проецируется кнаружи по отношению к заднему краю вертлужной впадины.
Разворот вертлужной впадины (угол α) измеряется на аксиолатеральном снимке тазобедренного сустава. Допускается, что горизонтальная ось таза будет параллельна краю пленки. Проводится линия, перпендикулярная к этой оси. Затем проводится линия через два края вертлужной впадины. Данное измерение имеет ценность при оценке сустава перед эндопротезированием. Что касается импиджмента, то здесь не оценивается наиболее верхний отдел края, который является областью интереса.

б) Лучевая анатомия:

1. Общие сведения:
• Все измерения необходимо выполнять при правильном положении пациента
• Передне-задняя рентгенограмма таза должна быть центрирована соответствующим образом
• Исследование в проекциях входа или выхода приведет к некорректным измерениям

2. Строение свода вертлужной впадины:
• Существует два метода оценки строения свода вертлужной впадины: ацетабулярный индекс и ацетабулярный угол:
о Увеличение любого из них является признаком дисплазии
• Ацетабулярный индекс:
о Описывает контур свода вертлужной впадины
о Измеряется на передне-задней рентгенограмме таза
о Измерение у детей:
- Проведите линию Хильгенрайнера, делящую пополам вершины Y-образных хрящей с обеих сторон
- Проведите линию от медиального края свода вертлужной впадины к латеральному
- Ацетабулярный угол образован этими линиями
- У новорожденных величина угла не превышает 30°
- Величина угла уменьшается с возрастом
о Измерение у взрослых:
- Проведите линию от медиального края свода вертлужной впадины к латеральному
- Проведите горизонтальную линию от медиального края свода вертлужной впадины
- Угол, образованный этими линями, является ацетабулярным индексом
- В норме ацетабулярный индекс составляет 3-13°
• Ацетабулярный угол:
о Описывает контур свода вертлужной впадины
о Измеряется на передне-задней рентгенограмме таза:
- Проведите горизонтальную линию вдоль нижнемедиального края вертлужной впадины
- Проведите линию от нижнемедиального края вертлужной впадины к латеральному краю свода вертлужной впадины
- Ацетабулярный угол образован этими линиями
- В норме ацетабулярный угол равен 33-38°

3. Глубина вертлужной впадины:
• Измерения, основанные на подвздошно-седалищной линии:
о Измеряется на передне-задней рентгенограмме таза или тазобедренного сустава
о Оценивается положение головки бедренной кости или вертлужной впадины относительно подвздошно-седалищной линии
о Протрузия вертлужной впадины:
- Головка бедренной кости располагается медиальнее подвздошно-седалищной линии
о Coxa profunda:
- Медиальная стенка вертлужной впадины располагается медиальнее подвздошно-седалищной линии
- Не указывает на чрезмерное покрытие головки бедренной кости
• Центрально-краевой угол:
о Угол между центром головки бедренной кости и латеральным или передним краем вертлужной впадины:
- Передне-задняя рентгенограмма: латеральный центрально-краевой угол (угол Виберга)
- Косая рентгенограмма: передний центрально-краевой угол
о Способ измерения:
- Определите центр головки бедренной кости
- Проведите вертикальную линию от центра
- Проведителинию от центра клатеральному (или переднему) краю вертлужной впадины
- Центрально-краевой угол образован этими линиями
о Нормальное значение латерального центрально-краевого угла составляет 20-35°:
- Дисплазия тазобедренного сустава: угол 35° (по данным ряда авторов >40°)
о Нормальное значение переднего центрально-краевого угла: > 20° (по данным ряда авторов > 25°)

5. Покрытие головки бедренной кости:
• Линия Перкина (Perkin) у детей:
о Измеряется на передне-задней рентгенограмме таза
о Вертикальная линия, проведенная от латерального края свода вертлужной впадины перпендикулярно линии Хингельрайна
о Головка бедренной кости должна располагаться в нижнемедиальном квадранте, образованном пересечением линии Перкина и Хингельрайна
• Линия Шентона (Shenton) у детей:
о Дуга, оценивающаяся на передне-задней рентгенограмме
о В норме: плавная дуга от медиального кортекса шейки бедренной кости вдоль верхней и медиальной стенки запирательного отверстия
о Дисплазия: линия прерывается
• Индекс экструзии:
о Процент непокрытия головки бедренной кости вертлужной впадиной в сравнении с общим диаметром головки
о В норме 18-28%
о Дисплазия: повышенный индекс экструзии

6. Строение головки бедренной кости:
• Угол α (альфа):
о Измерение кривизны головчато-шеечного перехода:
- Уменьшение кривизны или костное возвышение между головкой и шейкой бедренной кости может вызывать бедренно-вертлужный импиджмент
о Выполняется на косых аксиальных томограммах
о Срез через центр оси шейки бедренной кости
о Очертите головку бедренной кости по окружности как можно точнее
о Проведите линию, делящую по оси шейку бедренной кости пополам
о Определите точку пересечения шейки бедренной кости с окружностью, описывающей головку бедренной кости
о Угол а образован осью шейки бедренной кости в центре головки и точкой пересечения шейки с окружностью, описывающей головку бедренной кости
• Нормальная величина угла составляет 50° и менее:
о Больший угол ассоциируется с бедренно-вертлужным импиджментом

7. Бедро:
• Угол инклинации (шеечно-диафизарный угол):
о Измеряется на передне-задней рентгенограмме тазобедренного сустава, бедра или таза
о Угол образован осями шейки и диафиза бедренной кости о В норме при рождении: 140-150°
о В норме у взрослых: 120-130°
о Уменьшенный угол- coxa vara
о Увеличенный угол- coxa valga
• Измерения разворота бедренной кости:
о Ротация шейки бедренной кости относительно мыщелков бедренной кости
о Измеряется на аксиальных томограммах, полученных через шейку и мыщелки бедренной кости:
- Угол образован осью шейки бедренной кости и задними краями мыщелков
о В норме: шейка бедренной кости развернута кпереди относительно мыщелков:
- В норме при рождении: антеверсия 30-40°
- В норме у взрослых: антеверсия 8-15° (у мужчин меньше, чем у женщин)

8. Механическая ось нижней конечности:
• Ось, передающая вес тела через нижнюю конечность:
о Нарушение ведет к развитию остеоартроза
о Нарушение может являться результатом артрита
• Оценивается по рентгенограммам, полученным в положении пациента стоя, с охватом конечности от тазобедренного до голеностопного сустава:
о Линия, проведенная через центр головки бедренной кости к центру пилона большеберцовой кости
о В норме: линия проходит через межмыщелковую вырезку
о Варус: линия проходит медиальнее вырезки:
- Небольшое медиальное отклонение может расцениваться в качестве физиологического варуса
о Вальгус: линия проходит латеральнее вырезки

в) Вопросы лучевой анатомии:

1. Чрезмерное покрытие вертлужной впадиной:
• Приводит к pincer-импиджменту
• Два типа:
о Чрезмерное покрытие в целом: увеличенный центрально-краевой угол
о Ретроверсия верхнего края

2. Неполное покрытие вертлужной впадиной:
• Диагностика дисплазии тазобедренного сустава

3. Уменьшенная кривизна головчато-шеечного перехода:
• В настоящее время расчет угла а используется не так широко
• В настоящее время чаще используется наличие локальной выпуклости в области головчато-шеечного перехода или качественная оценка его уменьшенной кривизны.

г) Список литературы:
1. Tannast М et al: What are the radiographic reference values for acetabular under- and overcoverage? Clin Orthop Relat Res. ePub, 2014
2. Nepple JJ et al: Coxa profunda is not a useful radiographic parameter for diagnosing pincer-type femoroacetabular impingement. J Bone Joint Surg Am. 95(5):417—23, 2013
3. Anderson LAet al: Coxa profunda: is the deep acetabulum overcovered? Clin Orthop Relat Res. 470(12):3375-82, 2012
4. Werner CM et al: Normal values of Wiberg's lateral center-edge angle and Lequesne's acetabular index-a coxometric update. Skeletal Radiol. 41 (10): 1273—8, 2012
5. Delaunay S et al: Radiographic measurements of dysplastic adult hips. Skeletal Radiol. 26(2):75-81,1997
6. Notzli HP et al: The contour of the femoral head-neck junction as a predictor for the risk of anterior impingement. J Bone Joint Surg. 84:556-560, 2002
7. Reynolds D et al: Retroversion of the acetabulum. J Bone Joint Surg. 81 -B:281 — 288, 1999.

- Вернуться в оглавление раздела "Лучевая медицина"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 9.6.2019

Схематически эндопротез тазобедренного сустава состоит из ацетабулярного компонента (чашки), бедренного компонента (ножки) и головки. Различают имплантаты цементной и бесцементной фиксации.

Ацетабулярный компонент (чашка) эндопротеза

Чашка бесцементной фиксации состоит из металлической основы и вкладыша. Металлическую основу бесцементного вертлужного компонента эндопротеза чаще всего изготавливают из титана. По форме металлическая чашка обычно имеет вид полусферы либо усеченной полусферы. Для ревизионного протезирования иногда используют овальные вертлужные компоненты. Некоторые модели эндопротезов имеют дополнительные элементы крепления в виде лепестков, выступов на экваторе, скоб, пластин, шипов и т.д.

Современная металлическая основа бесцементной чашки эндопротеза по наружной поверхности имеет пористое покрытие в виде мельчайших шариков, проволоки или плазменного напыления титана. Доказана эффективность использования гидроксиапатита для стимуляции остеогенеза.

Самой уязвимой частью эндопротеза тазобедренного сустава является узел трения, поэтому большое внимание уделяют выбору полимерного состава вкладыша, толщине и способу фиксации его в чашке, размеру и материалу головки, технологии производства имплантата.

Данные о скорости износа в узле трения свидетельствуют о том, что в паре трения металл-полиэтилен износ полиэтилена составляет 0,2 - 0,5 мм/ год, в паре трения керамика-полиэтилен - 0,1 мм/ год, в паре трения металл-металл стирание металла составляет 0,002 мм/год, а керамики в паре трения керамика-керамика - 0,001 мм/год.

Поскольку именно в паре трения образуются субмикроскопические продукты трения, токсичные для клеток, работа над оптимизацией ее параметров постоянно продолжается.

Обычно вкладыш изготавливают из ультравысокомолекулярного полиэтилена (ultra-high-molecular-weight-polyethylene - UHMWPE) методом вытачивания или сверхточного вакуумного прессования. От качества, чистоты и точности изготовления вкладыша зависит срок службы его в узле трения эндопротеза.

Чашка цементной фиксации эндопротеза в большинстве случаев не имеет металлической основы и изготавливается из UHMWPE.

Различают полнопрофильные (обычные) и низкопрофильные (при дисплазии вертлужной впадины) цементные чашки эндопротезов. В зависимости от формы чашки цементной фиксации подразделяют на классические, классические модифицированные с фланцем, классические чашки низкопрофильные, цементные чашки с эксцентричной ямкой под головку.

Традиционно полиэтиленовая ацетабулярная чашка эндопротеза фиксируется в подготовленном костном ложе при помощи костного цемента. Поскольку полиметилметакрилат (ПММА) не является клеем, фиксация достигается за счет проникновения цемента в поры губчатой костной ткани и неровности полиэтилена, Поэтому, если внутренняя стенка вертлужной впадины гладкая, необходимо предусмотреть формирование специальных каналов и отверстий. Полиэтиленовая чашка, в свою очередь, должна иметь по наружной поверхности желоба достаточной глубины и ширины для фиксации цемента. Как правило, они имеют прямоугольную форму и связаны друг с другом, что способствует прочному связыванию цемента. Наклон края полиэтиленовой чашки в сторону выемки для головки обеспечивает большую стабильность сустава. В 80-х годах был разработан новый дизайн полиэтиленовой чашки эндопротеза, впрессованной в металлическую оболочку с пористым покрытием для лучшей фиксации цемента. Экспериментальные исследования методом конечных элементов показали более равномерное распределение напряжения на цемент и вертлужную впадину. Однако последующие клинические наблюдения не выявили существенных преимуществ этого типа чашек.

Головки эндопротеза производят из нержавеющей стали, сплава кобальт-хрома, циркониевой и алюминиевой керамики, сплава титана. Диаметр головок составляет 22, 26, 28 и 32 мм. С внедрением поперечно-связанного полиэтилена появилась возможность использования головок большего диаметра. Головку устанавливают на конус бедренного компонента, который выполнен по принципу конуса Морзе. Головки диаметра 22 мм позволяют применять более толстый полиэтиленовый вкладыш, способствуют уменьшению объемного износа полиэтилена, распределению сил через всю сферу головки на чашку, но при этом создают большее контактное давление на чашку и имеют более высокий уровень риска вывиха головки.

Исходя из данных клинической практики, головки эндопротезов диаметром 22 мм целесообразно имплантировать пациентам, у которых размеры вертлужного компонента находятся в интервале от 44 до 46 мм, а головки диаметром 32 мм - больным, у которых размеры чашек варьируют в интервале от 58 мм и более. Чаще находят применение головки диаметром 28 мм.

Применение пары трения металл-металл позволило значительно чаще применять головки больших размеров - от 36 мм и более. Увеличение диаметра головки эндопротеза позволяет повысить стабильность в искусственном суставе без существенного увеличения линейного и объемного износа.

Бедренный компонент эндопротеза

Бедренные компоненты эндопротезов изготавливают из сплавов Со-Cr-Мо, нержавеющей медицинской стали, сплавов титана. Философия построения ножек идет по пути максимального сближения модуля упругости искусственного материала и костной ткани.

Бедренные компоненты эндопротеза тазобедренного сустава бывают бесцементной и цементной фиксации.

По уровню фиксации бесцементные бедренные компоненты разделяют на конструкции с проксимальной фиксацией (Mayo Conservative Hip, Zimmer; Proxirna, DePuy), дистальной (ревизионные ножки) и комбинированной.

Наиболее часто применяются бедренные компоненты эндопротезов комбинированной фиксации. По форме выделяют цилиндрические ножки (AML, DePuy; Versys Beaded Midcoat, Versys Fiber Metal Midcoat, Zimmer) и клиновидные. Последние, в свою очередь, подразделяют на клиновидные прямые (Spotorno, Versys ЕТ), клиновидные с прямоугольным сечением (Zweymuller), клиновидные ножки, изогнутые в проксимальном отделе (Muller) и конические (Wagner).

Для обеспечения вторичной (биологической) фиксации ножки имеют неровную поверхность, желоба или выступы. Шероховатость достигается корундированием (пескоструйной обработкой). Этот тип обработки характерен для клиновидных ножек. Более выраженная пористость достигается специальными покрытиями из шариков, мелкой проволоки, плазменным напылением металла.

Цементные ножки эндопротезов, как правило, изготавливают из кобальт-хромового сплава или стали. Это обусловлено тем, что эти материалы имеют большую жесткость и не разрушают цементную мантию.

По форме выделяют изогнутые ножки, повторяющие форму костного канала (Charnley, Muller) и прямые клиновидные (типа Exeter, СРТ).

По структуре поверхности различают полированные и шероховатые ножки. Первый вариант обработки имеет преимущество, так как при этом сохраняются микродвижения на границе цемент-металл, и уменьшается нагрузка на соединение цемента с костью.

Центраторы и пробки

В цементном эндопротезировании часто применяют центраторы, которые позволяют правильно устанавливать ножку и обеспечивают формирование равномерной цементной мантии.

Перед установкой ножки в дистальный отдел канала бедренной кости вводят пробку-заглушку (специальную пластиковую или изготовленную из губчатой кости), которая препятствует дальнейшему прохождению костного цемента и создает необходимые условия для компрессии костного цемента при введении ножки эндопротеза.

Р.М. Тихилов, В.М. Шаповалов
РНИИТО им. Р.Р. Вредена, СПб