Уніполярні ендопротези кульшового суглоба з головкою, покритою нанокомпозитною керамікою

Abstract

Hip arthroplasty in elderly patients is the most progressive method of medical treatment. The method provides rapid recovery and reha­bilitation of musculoskeletal systems at an earlier period. The aim of the present study was to analyze the structural and mechanical properties of unipolar prosthesis head surfaces made of titanium and stainless steel and coated by oxide and oxynitride nanocom­posite for hemiarthroplastic hip replacement as well as clinical approbation of prostheses «BES-T Manufacturing» (Ukraine), for possibility of applying this technology in traumatology. The struc­ture of Al2O3 (MS) and AlN/ Al2O3 (MS) magnetron sputtered films was investigated by means of XPS and XRD methods. The surface topography and roughness was estimated by profilometer Hommel T-2000 measurements and by AFM method. ElvaX spectrometer is modern analytical equipment for high-line non-destructive el­emental analysis. The analysis of the results of treatment patient’s with fractures of the femoral neck under observation period from 12 months to 3 years was presented. The unipolar hip replacement operations were made in urban trauma hospital during the period from 2012 to 2014. The age of patients was in the range from 72 to 86 years. All patients had a history of intra-articular fractures of the femoral neck. The joint femoral head surfaces with nano­composite oxide and oxinitride coatings demonstrate improved biocompatibility due to wettability increasing and fluid friction characteristics advancing. The deep understanding of the tribology of artificial joints is essential for reducing wear and corrosion of modern prostheses. Deposition of ceramic coatings on a surface of metal artificial joint’s head is an effective way to advance the functional characteristics of unipolar and bipolar prosthesis for joint arthroplasty.

Эндопротезирование тазобедренного сустава у пожилых пациентов — наиболее прогрессивный метод лечения переломов шейки бедренной кости. Метод обеспечивает быстрое восстановление и реабилитацию опорно-двигательной системы в более ранний период.Цель: проанализировать структурные и механические свойства головок однополюсных эндопротезов тазобедренного сустава из титана и нержавеющей стали с оксидными и оксинитридными нанокомпозитными покрытиями, а также провести клиническую апробацию эндопротезов «BES-T Manufacturing» (Украина).Методы: нанооксидные покрытия головок однополюсных эндопротезов исследовали с помощью профилометра Hommel T-2000, выполняли коррозионные тесты. С помощью спектрометра ElvaX проанализировали скользящие поверхности титана и нержавеющей стали однополюсных эндопротезов, удаленных при ревизионном эндопротезировании. В период с 2012 по 2014 гг. 14 пациенткам в возрасте 72–86 лет с переломами шейки бедренной кости выполнена гемиартропластика с помощью однополюсного эндопротеза фирмы «BES-T Manufacturing». Головка эндопротеза из нержавеющей стали конхоидной формы покрыта пленкой из наноструктурированного Al2O3. Операции проведены в травматологических отделениях городских больниц.Результаты: головки эндопротезов с оксидными и оксинитридными нанокомпозитными покрытиями обладают улучшенной биосовместимостью и увеличенной смачиваемостью поверхности. Применение достижений трибологии в искусственных суставах чрезвычайно важно для снижения износа и коррозии эндопротезов. Нанесение керамических покрытий на поверхности головок металлических искусственных суставов эффективно для совершенствования их функциональных характеристик. Данная техническая разработка может быть использована и в случае биполярного протезирования тазобедренного сустава.

Ендопротезування кульшового суглоба в літніх пацієнтів — найпрогресивніший метод лікування переломів шийки стегнової кістки. Метод забезпечує швидке відновлення і реабілітацію опорно-рухової системи на ранньому періоді.Мета: проаналізувати структурні та механічні властивості головок однополюсних ендопротезів кульшового суглоба з титану та іржостійкої сталі з оксидними та оксинітридними нанокомпозитними покриттями, а також провести клінічну апробацію протезів «BES-T Manufacturing» (Україна).Методи: нанооксидні покриття головок однополюсних ендопротезів досліджували за допомогою профілометра Hommel T-2000, виконували корозійні тести. За допомогою спектрометра ElvaX проаналізували ковзні поверхні титану та іржостійкої сталі однополюсних ендопротезів, видалених під час ревізійного ендопротезування. У період з 2012 по 2014 роки 14 пацієнткам у віці 72–86 років з переломами шийки стегнової кістки виконано геміартропластику за допомогою однополюсного ендопротеза фірми «BES-T Manufacturing». Головку ендопротеза з іржостійкої сталі конхоїдної форми покривала плівка з наноструктурованого Al2O3. Операції проведені в травматологічних відділеннях міських лікарень.Результати: головки ендопротезів з оксидними та оксинітридними нанокомпозитними покриттями мають покращену біосумісність і збільшену змочуваність поверхні. Досягнення трибології в штучних суглобах надзвичайно важливі для зниження зносу і корозії ендопротезів. Нанесення керамічних покриттів на поверхні головок металевих штучних суглобів ефективно для вдосконалення їх функціональних характеристик. Представлена технічна розробка може бути використана і в разі біполярного протезування кульшового суглоба.