ЕНДОПРОТЕЗ КОЛІННОГО
СУГЛОБУ

2
Колінний суглоб складається з 4 кісток: стегнової кістки, яка
з'єднана зв'язками з великогомілковою кісткою, малогомілкової
кістки – маленької кістка, що знаходиться на зовнішній стороні ноги, і
колінної чашечки.
У колінному суглобі знаходяться два типи хряща: суглобовий та
менісковий хрящі.
Колінні кістки з'єднані 4 основними зв'язками: медіальна
(внутрішня) колатеральна зв'язка (МКС), латеральна (зовнішня)
колатеральна зв'язка (ЛКС), передня хрестоподібна зв'язка (ПКС) і
задня хрестоподібна зв'язка (ЗКС).
Будова колінного суглобу

7
Рисунок 1. – Будова колінного суглобу
Будова колінного суглобу

4
Біомеханіка та біотрібологія колінного суглобу
Біомеханіка колінного суглобу забезпечує рухові функції в декількох
площинах, кожна з яких робить можливим рух коліна в декількох
напрямках: згинальних-розгинальних; ротаційних (обертальних);
ковзаючих; перекочуючих. Останні два рухи призначені для амортизації
колінного суглоба при раптових і значних компресійних навантаженнях.
За кількістю суглобових поверхонь колінний суглоб – комплексний
суглоб, шо містить внутрішньосуглобової хрящ, який розділяє суглоб на
дві камери (двокамерний суглоб).
Колінний суглоб відноситься до суглобів з двома ступенями вільності.
Він припускає згинання і розгинання, а також деякий поворот гомілки
відносно стегна.
Механічні та трибологічні властивості суглобів визначаються їхньою
будовою. Суглобна поверхня змочується синовіальною рідиною, яку у
капсулі зберігає суглобна сумка. Синовіальна рідина забезпечує
зменшення коефіцієнту тертя в суглобі приблизно у 20 разів.
Тиск в суглобовому хрящі не повинно перевищувати 350 Н / см2. При
більш високому тиску погіршується мастило суглобового хряща і
збільшується небезпека його механічного стирання.

5
Епідеміологія колінного суглобу
Причини виникнення гонартрозу (90% від усіх уражень):
1. Травми – 20-30%.
2. переломи ніг і вивихи колінного суглоба – 20-30%;
3. повний удар меніску 70-80%.
4. Невідповідність навантажень віку – приблизно 5-7% .
5. Зайва вага тіла – 10%
6. Артрит ( запалення суглобів) – 5-7%.
7. Вроджена слабкість зв'язкового апарату ("розпущеність" зв'язок і
суглобів) або порушення чутливості в ногах при ряді нервових хвороб –
3-5%.
8. Порушення обміну речовин – 1-2%
9. Спазм м'язів передньої поверхні стегна - комбінований спазм
клубово-поперекового м'язу і прямого м'язу стегна – 50%.
Травми коліна у спортсменів складають – 5%. Пік спортивного
травматизму охоплює молодих людей у віці біля 30 років. Травми –
розрив меніска та/або передньої хрещатої зв’язки (ПХЗ). Найбільш
небезпечні види спорту (за коефіцієнтом травм) – гімнастика,
американський футбол, футбол та баскетбол.

6
Захворювання, при яких показано
ендопротезування колінного суглоба:
остеоартроз колінного суглоба, гонартроз (різної етіології);
ревматоїдний артрит;
анкілозуючий спондиліт (хвороба Бехтєрєва);
системна червона вовчанка.
Симптоми, що вказують на захворювання, при яких необхідно
ендопротезування колінного суглоба:
 біль в суглобі і навколосуглобових областях;
 обмеження рухів суглоба.

7
Стадії гонартрозу
Рисунок 2. – Стадії гонартрозу:
0 – норма, 1 – пераша стадія, 2 – друга стадія, 3 – третя стадія

8
Ураження коліного суглобу
а) б)
в)
Рисунок 3. – Ураження колінного суглобу:
а) – ураження гонартрозом;
б) – повний розрив ПХЗ;
в) – пошкодження меніску.

9
Види ендопротезів колінного суглоба в залежності від
ступеня і масштабів ушкодження:
1. Одностороннє ендопротезування (Sled протез – заміна
ковзної поверхні суглоба на одному з виростків.)
2. Тотальна заміна суглоба.
3. Тотальна заміна колінного суглоба і виправлення осі.

10
Часткове ендопротезування колінного суглобу
Одностороннє, часткове ендопротезування суглобу замінює пошкоджену
поверхню хряща на одному з виростків на кінці стегнової кістки.
Рисунок 4. – Одноміщелковий ендопротез і його складові

11
Тотальне ендопротезування колінного суглобу
Якщо хрящ стерся по всій поверхні суглоба, необхідна тотальна заміна.
Такий ендопротез вимагає здорових зв'язок коліна. Металева частина
ендопротезу розташовується по всій ширині стегнової кістки.
Рисунок 5. – Тотальний ендопротеза колінного суглобу та його компоненти

12
Ротаційне ендопротезування колінного суглобу
Ротаційний ендопротез колінного суглоба замінює весь колінний суглоб.
При такому ендопротезуванні колінного суглоба виправляються осі ніг.
Рисунок 7. – Ротаційний ендопротез та його складові

13
Елементи ендопротезу коліного суглобу
Не зважаючи на вид ендопротезу, він поділяється на частини:
•стегновий компонент (металева поверхня);
•надколінний компонент ( поліетиленовий вкладиш);
•великогомілковий компонент (металева поверхня).
Стегновий та великогомілковий компоненти кріпляться до кістки за
допомогою ніжок – кісткових гвинтів.
За рухомістю ендопротези колінного суглобу поділяються на:
•ендопротези колінного суглоба з рухомою платформою;
•ендопротези колінного суглоба з нерухомою платформою.

14
Ендопротез з нерухомою платформою
У таких імплантатах поліетиленовий елемент великогомілкового
компонента щільно приєднаний до металевого вкладиша, розташованого під
ним. Стегновий компонент ковзає по цій амортизуючій поверхні.
Рисунок 9. – Ендопротез з нерухомою платформою: 1 – стегновий компонент,
2 – надколінник, 3 – великогомілковий компонент, 4 – ніжка.

15
Ендопротези колінного суглоба з рухомою
платформою
Будова дозволяє імітувати функцію справжнього суглоба. Наявність рухомої
платформи передбачає можливість деякого обертання поліетиленового елементу
всередині металевого вкладиша великогомілкового компонента. Подібний дизайн
дозволяє пацієнтам ширше повертати коліно всередину і назовні.
Рисунок 8. – Ендопротез колінного суглоба з рухомою платформою:
1 – стегновий компонент, 2 – надколінник, 3 – великогомілковий компонент, 4 – ніжка.

16
Матеріали, використовувані для виготовлення протезів повинні
задовольняти різним вимогам:
• Вони повинні бути біологічно сумісним, тобто, при розміщенні в тілі, не
викликати ніякої реакції відторгнення.
• Вони повинні точно відтворити структуру колінного суглоба, який
підлягає заміні, наприклад, повинні бути досить міцними, щоб
витримувати навантаження, що дорівнює масі тіла, досить гнучкими, щоб
витримувати навантаження без руйнування, і повинні забезпечувати
плавне переміщення елементів по відношенню один до одному.
• Вони повинні зберігати свою форму і силу протягом тривалого періоду
часу.
Вимоги до матеріалів

17
Конструкції складаються з металевих елементів, а також пластикових складових. У якості
металу для стегнового та великогомілкового компоненту застосовуються сплави з титану та
кобальту, сплави кобальту і хрому, кобальту, хрому і молібдену, титану і цирконію, нержавіюча
сталь.
Для надколінного компоненту використовуються спеціальні поліетиленові вкладиші, які є
одночасно стійкими до навантажень, безпечними щодо хімічного складу. Також, на сьогоднішній
день широко застосовуються керамічні ендопротези.
Стегновий компонент виготовляється з металу або кераміки, найчастіше з міцних сплавів
кобольта і хрому, тому що це частина бере участь в більшості рухів. Великогомілкової компонент
виготовляється у вигляді металевої платформи з поліетиленовою (пластиковою) вставкою.
Матеріалом для її виготовлення зазвичай служить м'який метал, наприклад, титановий сплав.
Легований титан застосовується для цементовананих протезів. Для безцементних – сплави
кобальту (Co), хрому (Cr), молібдену (Mo). Складові частини штучних суглобів мають покриття, що
знижують можливість запалення і відторгнення (поліетилен, кераміка). Для забезпечення
приживання в покриттях містяться антиоксиданти. Ендопротези кріпляться кістковою тканиною,
кістковим цементом або з допомогою поєднання цих способів.
Матеріали

18
Матеріал OXINIUM
OXINIUM, окислений цирконій – це металевий сплав з керамічною поверхнею, що
забезпечує зносостійкість без крихкості. Матеріал OXINIUM поєднує в собі найкраще з металу та
кераміки.
OXINIUM або окислений цирконій являє собою металевий сплав із 97,5 % цирконію та 2,5
% ніобію, які є двома найбільш біосумісними металами. Сплав цирконію спочатку формується у
формі імплантату, після чого він піддається впливу високої температури та кисню, щоб
забезпечити оксигенацію його поверхні. Цей процес викликає насичення поверхні цирконію
киснем, перетворюючи його в кераміку.
Результат – це керамічна поверхня товщиною 5 мікрон. Удосконалена поверхня є частиною
металевої основи, а не зовнішнім покриттям. Цей атрибут забезпечує протезам мінімальну
зносостійкість.
Oxinium Knee. Під час виробництва протези OXINIUM проходять процес, який перетворює
поверхню протезу в твердий, керамічний метал, зберігаючи при цьому всю міцність
підстилаючого металу. Окрім того, що він більш міцний, ніж справжня кераміка, керамічна
поверхня металевого імплантату більше ніж вдвічі перевершує твердість і, отже, вдвічі стійкіша
до подряпин, які зазвичай призводить до зносу імплантат з хром-кобальтового сплавом.

19
Для того щоб утримувати імпланти колінних суглобів на місці,
використовуються два типи кріплень. Цементне кріплення
використовує швидкотвердний кістковий цемент
(поліметилметакрилат). Безцементна фіксація заснована на
вростанні нової кісткової тканини в поверхню імплантату.
Існують також гібридні ендопротези. У зміцненні гібридним
протезом колінного суглоба, стегнова частина заміщується без
цементу, а великоберцова і колінна чашечка – за допомогою
цементу.
Фіксація

20
Дякую за увагу!
Ендопротез колінного суглобу
ст. гр. БМ-72мп,
Любаренко Н.С.