Kalça Implantları'ndaki Metal-Metal vs. Keramik-Keramik Doldurmaların Tribolojisi
Table of Contents
Hip değiştirme cerrahisi veya toplam hip arthroplasti (THA), en başarılı ve yaşam değiştirici veya sürekli olarak değişen ve tümevizyonlar, dünya çapında milyonlarca hasta için ağrıyı geri yüklemektedir.Bir hipn implantın uzun vadeli başarısı, tribolojik özellikleri - acetabular çizgisine karşı kasvetli iki temel yatak odasının tedavisi ve implantasyon yöntemlerinin incelenmesi, metal-on-on-parçacıklı (M) ve seramik-on-ceramik (CoC) articulationsuna bağlıdır.
Triboloji nedir ve Hip İmplantlarda Neden Önemli?
Yunan kelimesinden türeyen Tribology:0)tribos[Dönetici: 1) “ovma”, her yıl milyonlarca döngüden oluşan disiplinler arası bilimdir.Bir hip implantlar bağlamında, triboloji çiftliğe odaklanır - tribiyal bir baş ve acetabular liner - her yıl milyonlarca döngüden sanata kadar.Bir hip implantlar her yıl yaklaşık 1 ila 2 milyon yükleme döngüsüne bağlı olarak, tribolojik performansa bağlı olarak, tribolojik bir performansa bağlı olarak.
Hipokülerdeki tribolojik optimizasyonun birincil hedefi, yağdırma filmini korumak ve torkları implant-kampiyon arayüzüne bakılmaksızın, dışsal bir sıvıyı tetikleyebilir ve her biri için aşınma oranını ve biyolojik ortamın yenidenaktivitesini yönetir. Ek olarak, klinikçiler implant-toplama hızını sağlamak için düşük tutmalıdır.
hipn implantlardaki temel tribolojik parametreler, yüksek ıslak geçirgenlik ve düşük yüzey kabalığı ve daha düşük aşınmayı teşvik eder.()))) Bir sıvı film yağının oluşumu.[Döneticili taşımalar, yüksek hassasiyetle bu fenomenleri modellemeye izin verdi, ince bir sıvı filmi yüksek dayanıklılık ve düşük yüzeysel toleransları ile ilişkilendirir.
Metal-on-Metal Havuzlar: Söz ve Pitfalls
Metal-on-metal (MoM) 1990'larda geleneksel polietilen yataklar için alternatif olarak yeniden başlatılmıştı, özellikle de daha genç, küçük çaplı yüksek dayanıklılık ve daha büyük kafa boyutlarına sahip olan hastalar, metal-on-polit-molybdenum (CoCrMo) metal-on-on-polishing'nin doğası nedeniyle temel olarak farklı.
MoM nasıl Çalışıyor
İyi işleyen MoM’nin iyi işleyen bir sıvı filmi, CoCrMos alaşımlarının ince bir sıvı filmi kısmen iki metal yüzeyi ayırıyor, karışık bir yağlama rejimini yaratıyor. Modern MoM yataklarının yüzey kabalığı son derece düşük (Rax < 0.05 μm), ve yüksek sertliği CoCrMos alaşımları genellikle 1-2 milyon döngüler sürüyor, ilk asperities yılda yaklaşık 1-5 μm olarak kullanılıyor.
MoM'nin düşük hacmik aşınması, geleneksel polindisyona kıyasla ilk olarak, kan dolaşımı ve üretilen aşınma, ağırlıklı olarak nanometer-boyutlu metal partikülleri, yüksek yüzeysel bir oran ve biyolojik olarak aktiftir. Bu lenfosit ve kromatları da dahil olmak üzere metal iyonik ve kromatitler tarafından çözülebilir, ki bu da lokal dokularda ve uzak organlarda birik reaksiyona yol açabilir.
MoM Havuzlarının Avantajları
- [FONT:0) Yüksek aşınma direnci[[Dönetici: NeM, aşırı düşük doğrusal aşınma oranları sergiliyor, potansiyel olarak 20-30 yıl veya daha uygun koşullarda.
- [FONT:0)Large baş çapları[[Dönetici: Metal-on-metal tasarımları daha büyük femoral kafalara izin veriyor (36 mm ila 48 mm veya daha fazlası) ki, atlamak mesafesini önemli ölçüde artırmak ve yüksek riskli hastalarda büyük bir endişe.
- [FONT=0) Aktif hastalarda kullanılabilirlik[[Dönetici: CoCrMo alaşımlarının yüksek sertliği ve gücü, MoM'nin daha küçük, yüksek talep edilen bireyler için implant üzerinde daha fazla stres sağlayan.
- [FONT:0) Seramik kırılma riski yoktur[[Dönetici: Seramik yatakları aksine, metal bileşenleri endüklenmiş ve mekanik bütünlüğü açısından güvenlik marjını bozmuyor.
MoM Havuzlarının Dezenleri
- [FONT:0) Metal iyon salıverme[Dönetici: Cobalt ve kromyum iyonları vücut içine serbest bırakılır, nöronoksisite, kardiyomiopati ve tiroid disfonksiyonları da dahil olmak üzere potansiyel sistemsel etkiler ile. Uzun süreli maruz kalma, özellikle de renal bir bozukluk olan hastalarda endişe kalır.
- [FONT:0) Metallosis ve ALTRs[DÜT:1): Diprosthetic dokularda metal tozlaşmanın Accumulation'ı yerel inflamasyona, ptumor oluşumuna ve osteolysis'ye, sık sık sık sık sık revizyon cerrahisine neden olabilir.
- [FONT:0]Yönerge ve klinik düşüş[Dönetici: Yüksek revizyon oranları ve güvenlik kaygıları nedeniyle, çeşitli MoM tasarımları piyasadan geri çekildi.TheurFLT:2).U.S. Food and Drug Administration (FDA) Birden fazla güvenlik iletişimi yayınladı ve 2010 yılından bu yana büyük miktarda MoM yatakları kullanıldı.
- [FONT:0)Implant tasarım duyarlılığı[[DÜT:1): MoM yataklar implant konumlandırma konusunda son derece hassastır. Suboptimal acetabular kupa eğim açısı (above 50°) kenar yüklerine ve hızlandırılmış aşınmaya yol açabilir, dramatik olarak artan metal iyon seviyelerini artırabilir.
Klinik Sonuçlar ve Dersler Öğrenildi
Avustralya Ortopedik Derneği Ulusal Ortak Değişim Kayıt Kayıt Kayıt ve İngiltere ve Galler Ulusal Ortak Kayıt Kayıt Kayıtları Sürekli olarak MoM için daha yüksek revizyon oranlarına kıyasla MoM resurs ve büyük bağlantılı polindi alternatiflerden daha iyi bir şekilde faydalandı. MoM için 10 yıllık revizyon oranı büyük kafalar için yaklaşık% 12-15'dir, seramik-on-ceramic için% 5-5%'e kıyasla özellikle de en iyi performans gösteren uygulamalarla elde edilir.
Seramik-on-Ceramik Havuzlar: Hard-on-Hard Tribology için Benchmark
Seramik-on-ceramic (CoC) yatakları, metal yatakları ile ilişkili aşınma ve iyon salıverme endişelerini ele almak için bir alternatif olarak ortaya çıktı. - ProC - Seramiklerin tribolojik özelliklerini kullanarak - yüksek ıslak geçirgenliği ve kimyasal inertness - küçük bir implantasyona sahip olan hastalardan en düşük aşınma oranlarını sunar.
CoC nasıl çalışır Tribolojik olarak
Seramik-on-ceramik yataklar, "fluid film" olarak bilinen eşsiz bir yağdırır, sürekli ince bir sinovial sıvının sürekli ince bir filmi, gait döngüsünin çoğunluğu sırasında iki yüzeyden ayrılır. Bu, yaklaşık 2000 HV (Vickers sertlik) ile ilgilidir, ki bu da CoMo alaşımlarının sıvısını ve film formasyonunu teşvik eder.
CoC yataklarından gelen aşınma, öncelikle nanometer- mikrometer-boyutlu seramik parçacıkların, genellikle metal veya polietilen deterjanlarla kıyaslanması ile karşılaştırıldığında biyolojik olarak inert olarak kabul edilir.Bu tür parçacıklar genellikle güçlü bir enflamatuar yanıt vermeden sinovial dokuya gömülüdür. Ancak, CoC yataklarının tribolojik performansı üretim kalitesine, spheric ve yüzey bitirmek için eleştirel bir şekilde bağlıdır.
CoCbeds'in Avantajları
- [FONT:0)Öyle düşük aşınma oranları[[DÜT:1): CoC, herhangi bir yatak çiftin en düşük lineer ve hacimsel aşınmasını sürekli olarak gösterir, bazı çalışmalar raporlaması ile 4,4 kat daha düşük fiyattan daha düşük fiyatlar.
- [0]Minimal biyolojik reaktivite[[Dönetici: Seramik enkaz nispeten inert ve aynı osteoalitik kalibre olarak aynı osteoalizde aynı derecede düşük değildir. osteolysis in CoC havings with correct location.
- [FONT:0] Metal iyon serbest bırakılması [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ: 0) Metal iyonların ve ALTRs'ın risklerini ortadan kaldırmak, CoC'nin özellikle metal alerjileri veya renal bozulmaları olan hastalar için uygun olmasını sağlar.
- [FONT:0)Eksik biyokompatability[Dönetici: Alumina ve ZTA, ortopedlerde uzun bir kullanım tarihine sahiptir ve istikrarlı biyolojik entegrasyon gösterir.
- [Düzücük:0) Düşük sürtünme): Düşük sürtünme katsayısı implant-kırık arayüzüne uygulanan tork miktarını azaltır, potansiyel olarak asptik gevşekleştirme riskini azaltır.
CoCbeds'in Disadvantajları
- [FONT:0) Seramik kırıklıklarınınRisksi[Dönetici: Modern üretimde nadir olmasına rağmen - Biolox Delta için% 0.02% altında in vitro olarak yüksek travma veya yetersizlik altında kırılabilir.
- [FONT:0]Squeaking[Dönetici: Audible squeaking, CoC yataklarının benzersiz bir komplikasyonu, vakaların yaklaşık% 1-5%'inde meydana gelen, mikroseparasyon ve sıvı bir film yağlanma kaybı, seramik yüzeylerin yapışkan titreşimine yol açan.
- [FONT:0) Yüksek maliyet[DÜT:1]: CoC taşımaları genellikle maliyetle kısıtlanmış sağlık sistemlerinde implant seçimine etki edebilecek metal-on-polipi veya MoM alternatiflerinden daha pahalıdır.
- [FONT:0]Stripe aşınması [Dönetici: 1): Mikroseparasyon vakalarında (kürenin hızla tükendiği zaman), striptizci olarak bilinen yerelleştirilmiş bir alan seramik başında meydana gelebilir, daha büyük toz parçacıkları üretebilir ve potansiyel olarak aşınma oranını artırabilir.
- [FONT:0]Limited revision seçenekleri[[Dönemli: Bir seramik bileşeni kırılır veya başarısız olursa, revizyon iyi eklenmiş seramik parçalarının kaldırılması gerekebilir ve cerrah genellikle farklı bir çifte dönüştürülmelidir (örneğin, seramik-on-polipikli) daha fazla komplikasyondan kaçınmak için.
Modern Seramik Malzemeler: Biolox Delta ve Beyond
Biolox Delta'nın tanıtımı (bir zirconia-tough alumina kompozit) 2000'lerin başlarında, organik yataklarının kırık sertliğini önemli ölçüde geliştirdi. Biolox Delta'nın kırıklığı yaklaşık% 25 zirconia,% 75 alumina ve küçük miktarda kromatyum oksit ve strontium oksit, bir ışıklı yağ ile yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulundu.
Karşılaştırmalı Analiz: MoM vs. CoCbeds
MoM ve CoC yataklarını karşılaştırırken, birkaç anahtar tribolojik ve klinik parametre dikkate alınmalıdır. Aşağıdaki özet en önemli farklılıkları vurgulamaktadır.
Giyim ve Debris Özellikleri
CoC, MoM'nin taşlarından daha az aşınmanın siparişlerini üretir. Yıllık cilt aşınması CoC tipik olarak 0.1 mm3'nin altında, MoM'nin toplam 1-5 mm3'lik verimini sağlayan, CoC yataklarının biyolojik aktivitesi oldukça farklı. Metal pisliği reaktifdir, enflamatuar cytokine salıverir ve düşük hacimlerde bile osteoziğe neden olabilir.
Friction and manion
CoC taşımaları sürekli olarak daha düşük bir sürtünme katsayısı gösterir (0.02-0.05) MoM taşımalarına kıyasla (0.10-0.15) yarı iletken fizyolojik yükleme sırasında doğrudan metal-metal temaslarında, daha düşük sürtünmeli tonlama ve sıvı film yağdırıcısı ile sonuçlanır.
Dislokasyon riski
Her iki yatak türü daha büyük kafa boyutlarına izin verir, bu da dislokasyon riskini azaltır. Ancak, CoC'deki metal tozlarının tarihsel olarak kabul edilmesi, iyon serbest bırakılması konusunda endişe etmeden daha agresif bir şekilde seçim yapılmasını sağlar.
Hayatta kalmak ve Yeniden Düşünmek
Kayıt verileri, CoC’nin MoM’ye kıyasla yaşayan fakirliği sürekli olarak gösteriyor. MoM birincil THA için 10 yıllık hayatta kalma oranı, modern serilerde yaklaşık% 85–90, CoC’nun % 95-98’i aynı anda hayatta kalmaktan daha az belirgin hale getiriyor.
Maliyet-Effectiveness
CoC taşımaları daha yüksek bir ön maliyete sahiptir (yaklaşık 500 $ - 20'den fazla implant için) ancak daha düşük revizyon oranlarına ve metal toksisite ile ilgili komplikasyonlardan kaçınmasına rağmen, birkaçİLFLT:0) Sağlık ekonomik analizleri) CoC'nin 20 yıllık bir ufukta modellemesi sırasında daha küçük hasta popülasyonlarında maliyetle etkisiz hale getirilmesini sağladı.
Klinik Çıktılar ve Uzun Süreli Performans
CoC yataklarının uzun vadeli çalışmaları mükemmel bir dayanıklılık göstermiştir, bu kadar düşük aşınma oranları genellikle geleneksel radyostereometri analizi kullanılarak tespit edilemez (RSA) Bir 2015 çalışması, satış sonrası ve% 7 oranında,8 mm / yıl boyunca CoC yataklarının normal bir şekilde kullanılmasını göstermiştir.
İsveç Hip Arthroplasti Kayıt ve Avustralya Kayıt Her ikisinde de, bu sonuçlar için uyum sağlamadan sonra, seks ve implant tasarımı için bir modda daha yüksek bir revizyon riski, 10 yıl içinde CoC için iki ila üç kat daha yüksek olan bir revizyon riski, cerrahın ve bileşen konumlandırma deneyiminin bu sonuçlar üzerinde bir modlama etkisi vardır. MoM yataklar özellikle yetersizdir.
Hasta Seçimi ve Ortak Karar
MoM ve CoC yatakları arasındaki seçim, hasta faktörlere, cerrah uzmanlığına ve implant kullanılabilirliğe dayalı bireyselleştirilmelidir. Aşağıdaki düşünceler seçim sürecine rehberlik eder.
Genç, Aktif Hastalar
60 yaşın altındaki hastalar yüksek aktivite seviyeleri ile (örneğin, sporcular, manuel işçiler), CoC, düşük aşınma oranları nedeniyle tercih edilen seçenek, biyokompatlanabilirlik ve uzun süreli hayatta kalanlar verileriyle yönlendirilmelidir.
Yaşlı, Low-Demand Hasta
Hastalarda, 75 yaşın üzerindeki hastalar sınırlı aktivite ile, MoM yatakları hala dikkate alınabilir, özellikle de büyük bir kafa büyüklüğü istikrar ve maliyet endişeleri için arzu edilir, ancak bu popülasyonda bile, yaşam boyu süren ion izleme ve ALTR'ların riski MoM'yi modern son derece çapraz bağlantılı polietilen tırnaklardan daha az çekici hale getirir, bu mükemmel bir direnç sunar ve hiçbir metal iyon salıvermemektedir. CoC herhangi bir yaş grubunda güvenli bir seçenek kalır, ancak ek maliyet çok hastada haklı olmayabilir.
Renal Impairment ile hastalar
Metal iyonun tespiti renal fonksiyonuna bağlıdır, MoM yatakları kronik böbrek hastalığı olan hastalarda nispeten konsensüslüdür ( aşama 3 veya daha kötüsü). CoC yataklar bu senaryoda en güvenli sert-on-hard seçeneğidir, çünkü sistemik metal iyon yükü üretmiyorlar.
Önceki Başarısız MoMlu Hastalar
ALTR veya metalurozis nedeniyle başarısız bir MoM hip implantı yaşayan hastalar, revizyon cerrahisinde bir CoC veya seramik-on-polipirasyon alma riskini en aza indirmek için hastayı aynı risklere maruz bırakacaklardır. Seramik yataklar, recurrence riskini en aza indirgeyerek temiz, biyolojik olarak inert arayüz sunar.
Hip-parça Teknolojisinde Future Yol
Tribolojiye sahip olmak, ufukta birkaç umut verici yenilikle gelişmeye devam ediyor.ETHFLT:0)Ceramik-on-metal (CoM)), metal bir substratta seramik benzeri olmayan bir yüzeyle bir araya getirmeye çalışıyor, ancak erken sonuçlar ortaya çıktı.
Elmas benzeri karbon (DLC) veya titanyum nitride (TiN), metal yataklarının tribolojik performansını geliştirmek için araştırıldı. Ancak, DLC benzeri femoral kafalar, bazı kaplama delaminasyon ve artış raporları ile karıştırıldı.Önümüzde seramik malzemeler[DDDD)[DD) ayrıca yüksek sertliği ve daha düşük aşınma oranları ile araştırılabilir.
Ayrıca, 0:0)biyomimtik yağlar [Dönetici:0)[Dönetici:0)) Biyokimyasal asit veya diğer sınır yağlayıcılarının implanta eklenmesi, sıvı film formasyonu ve marjinal koşullar altında bile azaltılması için incelenebilir.Bu teknolojiler sonunda sert-on-hard yataklar arasındaki ayrımı bulanıklaştırır ve daha düşük aşınmayı birleştiren yeni bir implantlar ve mekanik güvenilirlik sunar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Metal-on-metal ve seramik-on-ceramic yatakların tribolojik özellikleri, rutin kullanımda düşüşe yol açıyor. CoC taşımalarının klinik sonuçlarını temel olarak etkiler, aşırı derecede düşük aşınma, inert enkaz ve mükemmel biyokompatlanabilirlik sunarken, yüksek başlangıç aşınma ve büyük kafa boyutları için yüksek çözünürlükte, aktif olmayan komplikasyonlarla yükleniyor.
Hasta seçimi hala önemli. Bugün THA'yı geçiren hastaların çoğu için, seramik-on-ceramic (veya seramik-on-polipi) yatakları, dayanıklılık, güvenlik ve uzun vadeli işlevin en iyi dengesini sunmaya devam ediyor. Metal-on-on-on-seramik (veya seramik-on-on-poli-polipik-polipisli-bağışlı araştırma ilerlemeleri olarak, yeni malzemeler ve yüzey teknolojileri, kalça implantlarının performansını ve süresini artırmaya devam ediyor, sonuçta milyonlarca hasta için yaşamın kalitesini artırmak için yaşamın kalitesini artırmak için.
Triboloji ve klinik sonuçlarla ilgili daha fazla okuma için, Massin et al.) tarafından yapılan incelemede, toplam hip arthroplasti (AAOS) hasta eğitim kütüphanesi ) veya incelenme süresine göre, [[Dönetici ve s.