Исследование, проведенное учеными Госпиталя специальной хирургии, предоставило первый всесторонний взгляд на то, как полная замена тазобедренного сустава металл-металл терпит неудачу у пациентов по всей стране. Это исследование, ставшее возможным благодаря тому, что считается самым большим архивом неудачных замен суставов, должно помочь врачам разработать лучший вариант замены тазобедренного сустава для будущих пациентов. Об исследовании будет сообщено на предстоящем ежегодном собрании Американской академии хирургов-ортопедов в феврале. 7-11.
"Этот документ является первым шагом на пути к пониманию проблем с соединениями металл-металл," сказал Тимоти Райт, доктор философии.D., Кирби Кафедра ортопедической биомеханики в Госпитале специальной хирургии (HSS). Он сказал, что информация, полученная в результате исследования, должна быть полезной для улучшения металлополиэтиленовых имплантатов, наиболее распространенных имплантатов бедра, которые сегодня устанавливают пациентам.
"Мы по-прежнему используем металлические имплантаты. Мы можем тереться ими о полиэтилен, а не о другой металл, но все, что мы узнаем об этих механизмах повреждения, может быть важным," он сказал. Он также указал, что данные свидетельствуют о том, что физическая структура имплантата может играть роль в отказавших имплантатах металл-металл, а не сам металл. В последние годы достижения в области материалов позволили использовать имплантаты с более крупными головками, что увеличивает стабильность, но теперь данные свидетельствуют о том, что это может вызвать другие проблемы.
"То, что мы узнаем о влиянии размера головы и о влиянии расположения этих компонентов, и, конечно же, то, что мы узнаем о биологической реакции на металлический мусор, поможет нам понять проблемы в целом, связанные с полной заменой суставов," сказал доктор. Райт. "Недостаточно сказать, потому что некоторые имплантаты металл по металлу вызывают побочные реакции, это должно быть связано с металлом, и давайте просто осудим целую технологию. Нам необходимо систематически понимать, что происходит."
С 1977 года, когда пациенту делали совместную ревизионную операцию в Госпитале специальной хирургии, врачи собирали и сохраняли вышедшие из строя имплантаты для исследования. В то же время они создали веб-систему для хранения информации об имплантате, такой как производитель, и о пациенте, например, возраст, вес и уровень активности. Врачи HSS проводят около 8000 операций по замене суставов в год, и примерно 10% составляют повторные операции, поэтому эта база данных увеличивается примерно на 800 образцов в год. Многие пациенты, перенесшие операцию по замене сустава в другом месте, обращаются в специальную хирургию для повторной операции.
В текущем исследовании исследователи HSS, не имевшие никаких связей с производителями тазобедренных имплантатов, изучили 46 восстановленных тотальных замен тазобедренного сустава металл-металл у 44 пациентов. Наиболее частыми повторными диагнозами были клинические проблемы, связанные с износом, включая остеолиз и неблагоприятные реакции мягких тканей (16), расшатывание (11), нестабильность (8) и инфекцию (5). Исследователи использовали сканирующую электронную микроскопию, чтобы определить способы повреждения бедра, называемые режимами повреждения. Они обнаружили, что 98 процентов чашек имплантата и 93 процента головок имели умеренные и сильные царапины. Язвенная коррозия от умеренной до сильной была обнаружена в 43 процентах чашек и 67 процентах голов. Они определили области возле чашек и голов, которые полностью потеряли свой блеск.
"Это исследование представляет собой одну из крупнейших коллекций извлеченных имплантатов металл-металл," сказал Дуглас Пэджетт, М.D., начальник отделения реконструкции и замены суставов у взрослых и начальник службы тазобедренного сустава в больнице специальной хирургии. "Похоже, существуют уникальные образцы повреждений, которые на сегодняшний день не идентифицированы. Выполняется последующий анализ с использованием лазерного профилирования с высоким разрешением для количественной оценки повреждений, который может дать дополнительные подсказки."
Образцы и сходство режимов повреждения прольют свет на механизмы, лежащие в основе повреждения. "Цель этих подшипников типа твердый металл-металл состоит в том, чтобы протянуть пленку жидкости между двумя металлическими поверхностями так, чтобы они никогда не соприкасались, поэтому теоретически износ равен нулю," объяснил доктор. Райт. "Тот факт, что мы смотрим на эти поверхности и видим царапины и пятна износа, означает, что эти поверхности соприкасаются друг с другом. Это проблематично, потому что, если бы у вас были правильные зазоры, они могли бы никогда не соприкоснуться, как цилиндр в блоке цилиндров."
Он указал, что исследование может быть проведено только в больнице с большим количеством архивных данных бедра. Выявить закономерности и вариации легче, если вы посмотрите на большое количество пациентов.
Далее исследователи сосредоточатся на том, что вызывает паттерны повреждений. Если это коррозионная проблема, это решение изменить металлургию? Если расположение всегда одно и то же, а повреждение всегда близко к краю имплантата, это потому, что они устанавливаются неправильно? Есть ли способ изменить дизайн? "То, что мы видим в извлеченных имплантатах, даст нам представление о том, что вызывает эту проблему," Доктор. Райт сказал.
Многопрофильная команда клиницистов, биологов, инженеров и исследователей изображений HSS планирует дальнейшие исследования для более полного понимания проблемы. Архив поиска и база данных позволят исследователям продолжить поиск корреляций между неудачными имплантатами и такими факторами, как характеристики пациента, физическая форма и качество замены тазобедренного сустава, хирургические факторы и биологическая реакция тела, имеющего имплант.
Работа для этого исследования проводилась в недавно созданном Институте анализа имплантатов Мэри и Фреда Трамп.