Analiza materiałoznawcza deimplantowanego elementu endoprotezy stawu biodrowego

• Autorzy: Płatek Marta , Dudek Agata , Ucieklak Jarosław

Warianty tytułu

EN

Material analysis of the deimplanted element of hip joint endoprosthesis

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Pomimo postępu jaki dokonał się w ostatnich latach w zakresie endoprotezoplastyk stawu biodrowego jednym z nierozwiązanych do końca zagadnień pozostaje problem aseptycznych i septycznych obluzowań elementów endoprotez. Dlatego stale trwają poszukiwania rozwiązań pozwalających zminimalizować ryzyko zapaleń okołoprotezowych i aseptycznych obluzowań endoprotez. Przedmiotem badania był trzpień endoprotezy Mittelmeiera usunięty z powodu aseptycznego obluzowania po 16 latach od wszczepienia. Przeprowadzano analizę strukturalną wykorzystując mikroskop świetlny i skaningowy oraz zbadano skład chemiczny materiału, z którego wykonano implant. Dokonano również oceny stopnia degradacji jego powierzchni. Analiza składu chemicznego porównana do pierwotnego składu tego trzpienia ujawniła, iż bezpośredni kontakt implantu z płynami ustrojowymi i żywą tkanką wpływa na zmianę ilościową poszczególnych pierwiastków. Mikroskopia skaningowa elektronowa ujawniła na metalowym trzpieniu liczne wżery, pęknięcia oraz ubytki powstałe na skutek zużycia oraz korozji. Wykonane badania wykazały, że nie tylko implant osadzony w kości oddziałuje na okoliczne tkanki, ale zachodzą zmiany również w obrębie wszczepionego implantu. Bezpośrednią przyczyną obluzowania implantu była osteoliza związana z nagromadzeniem w przestrzeni pomiędzy implantem a kością elementów zużycia korozyjnego i erozyjnego. Na podstawie zebranych danych z Oddziału Chirurgii Urazowo-Ortopedycznej Szpitala Czerniakowskiego Sp. z o.o. w Warszawie wykonano ponadto analizę statystyczną przeprowadzonych endoprotezoplastyk pierwotnych i rewizyjnych oraz występujących powikłań, ze szczególnym uwzględnieniem obluzowań elementów endoprotez, które wymagały operacji rewizyjnych.

EN

Despite the progress that has been made in recent years in the field of hip joint endoprostheses, the problem of aseptic and septic loosening of endoprosthetic elements remains one of the unresolved issues. Therefore, the research on solutions to minimize the risk of periprosthetic inflammations and aseptic loosening of endoprostheses is still ongoing. The subject of the study was a stem of the Mittelmeier’s endoprosthesis removed due to its aseptic loosening after 16 years of implantation. The structural analysis was carried out using a light and scanning microscope and the chemical composition of the implant material was examined. The analysis of the chemical composition compared to the original composition of the stem revealed that direct contact of the implant with body fluids and living tissue affects the quantitative change of individual elements. Scanning electron microscopy revealed numerous pitting, cracks and losses caused by wear and corrosion on the metal stem. The research carried out showed that not only does the implant inserted in the bone affect the surrounding tissue, but there are also changes within the implanted prosthesis. The direct cause of the implant loosening was osteolysis in the space between the implant and the bone, associated with the accumulation of elements of corrosion and erosion wear. Based on the collected results from the Trauma and Orthopaedic Surgery Department of the Czerniakowski Hospital in Warsaw, a statistical analysis of primary and revision endoprostheses and complications was performed, with particular emphasis on the loosening of the endoprostheses elements that required revision surgeries.

Słowa kluczowe

PL

endoprotezoplastyka stawu biodrowego; trzpień endoprotezy; rewizja; stop Co-Cr-Mo

EN

hip joint endoprosthesis; stem of endoprosthesis; revision; Co-Cr-Mo alloy

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 22, no. 150
• Strony: 2--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Płatek Marta

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

autor

Dudek Agata

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

autor

Ucieklak Jarosław

• Szpital Czerniakowski Sp. z o. o., ul. Stępińska 19/25, 00-739 Warszawa

Bibliografia

• [1] Lawrence D.: Alloplasty of the hip joint. Edra Urban&Partner, Wroclaw, 2017.
• [2] Pozowski A.: Alloplasty of the hip joint. Publishing House, Medical Publishing House, Warsaw 2018.
• [3] Kmieciak M., Panasiuk M.: History and development of hip prosthetic surgery. Part I. Kwart. Orthop., 3 (1993).
• [4] Smith-Petersen M.N.: Arthroplasty of the hip. J. Bone Joint Surg., 21 (1939).
• [5] Golec E., Nowak S., Golec J., Jurczak P., Abrowski J.: Periprosthetic fractures as complications of total hip joint alloplasty - distant results of treatment and rehabilitation (in Polish). Kwart. Ortop. 3 (2006) 210-216.
• [6] Kordasiewicz B., Rylski W., Zakrzewski P., Sawicki G., Orłowski J., Pomianowski S.: Total dislocations of hip joint endoprostheses. Chir. Narz. Orthopaedic Movement. Pol. 5 (2004) 69-325.
• [7] Golec E., Nowak S., Golec J., Abrowski J., Jasiak-Tyrkalska B.: Dislocations of hip joint endoprostheses. Chir. Orthopaedic Movement Gallus. Pol. 3 (2006) 71-187.
• [8] Jędrzejczak M., Synder M., Marciniak M., Koza B.: Assessment of the quality of life of patients after hip joint alloplasty (in Polish). Kwart. Ortop. 4 (2001) 228-234.
• [9] Barn B.: Cement hip joint endoprosthesis ORTOMED. Quarter. Orthopaedic 2 (2001).
• [10] Przedborska A., Kopeć J., Smyj K.: Evaluation of early results of cement alloplasty as a method of treatment of advanced hip arthritis (in Polish). Kwart. Ortop. 1 (2006) 44-54.
• [11] Williams J.T., Regland P.S., Clarke S.: Constrained for the unstable hip following total hip arthroplasty: a literature review. Int. Orthop. 31(3) (2007) 273-277.
• [12] Kopyś J., Pozowski A., Cieszyński J.: Comparison of the process of osteointegration of cementless panes covered with hydroxyapatite or sputtered with titanium. Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja 6 ( 2004), Supplement 1.
• [13] https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:5832:-4:en.
• [14] Sienkiewicz D., Golec E., Nowak S., Golec J., Szczygieł E., Plewa A.: Evaluation of the results of distant surgical treatment of femoral percutaneous fractures with the use of dynamic hip stabilizer. Review. Medicine 1 (2008) 32-65.
• [15] Widawski A., Golec E., Nowak S.: Remote results of X-change revision of hip joint alloplasty. Surgery. Narz. Orthopaedic movement. Pol. 3 (2003) 68-165.
• [16] Marciniak J.: Biomaterials, Publishing House of the Silesian University of Technology, Gliwice 2013.
• [17] Dudek A.: Forming useful properties of metallic and ceramic biomaterials, Publishing House of Częstochowa University of Technology, Częstochowa 2010.
• [18] Dąbrowski J. R.: Co-Cr-Mo alloyed sintered biomaterials, Warsaw University of Technology Publishing House, Warsaw 2004.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).