20.06.2018.
 
 
ENDOPROTEZA WYDŁUŻALNA DLA PACJENTÓW DORASTAJĄCYCH PDF Drukuj Email

Choroby nowotworowe stanowią kolejną, po wypadkach, urazach i zatruciach, przyczynę zgonów i kalectwa u dzieci. W Polsce rozpoznaje się w tej grupie wiekowej około 1100-1200 nowych przypadków rocznie. Według danych Polskiej Grupy ds. Leczenia Guzów Litych w Polsce nowotwory złośliwe kości stanowią ok. 7% wszystkich nowotworów złośliwych wieku dziecięcego i notuje się rokrocznie coraz większą ich liczbę (ok. 100 zachorowań w tym 70 to mięsaki kościo pochodne). Postęp osiągnięty dzięki, tzw. leczeniu skojarzonemu tj. połączeniu chemioterapii, radioterapii i leczenia chirurgicznego, wyznaczył nowe role dla chirurgii onkologicznej i spowodował rozwój tzw. oszczędzających technik chirurgicznych. Zaczęto wykonywać mniej okaleczające amputacje, a tam, gdzie to jest możliwe – wycięcie guza z częściową resekcją kości. Przyczyniło się to do rozwoju nowych technik odtwórczych, których celem jest uzupełnienie dużych ubytków kości poprzez wykorzystanie endoprotez onkologicznych, przeszczepów kostnych, oraz innych form rekonstrukcji.

 Endoprotezy inwazyjne przez długi okres stanowiły jedyne dostępne skuteczne rozwiązanie. Podkreślić należy, że dużą zaletą tych konstrukcji jest prosta budowa, a tym samym mała ich podatność na uszkodzenia. Główną wadą jest to, że wydłużenie mechanizmu musi poprzedzić zabieg operacyjny.

 Główna zaletą nieinwazyjnych endoprotez wydłużalnych jest możliwość wykonania zabiegu wydłużenia bez ingerencji chirurga. Stwarzają też one możliwość kontrolowania tego procesu, oraz częstszą realizacje przyrostowego wydłużania. Pozwala to z kolei na możliwość skrócenia a nawet wyeliminowanie czasu rehabilitacji po zabiegu. Rozwój techniki umożliwił stosowanie nie tylko konstrukcji mechanicznych, ale również elektrycznych, elektromagnetycznych i innych.

 W ramach badań własnych w Laboratorium Inżynierii Ortopedycznej opracowano trzy rozwiązania konstrukcyjne endoprotez nieinwazyjnych wydłużających, tj.:
-endoprotezy sprężynowej,
-endoprotezy śrubowej,
-endoprotezy hybrydowej.

 Pierwszą z analizowanych konstrukcji jest sprężynowa rozprężna endoproteza. Składa się ona z dwóch połączonych ze sobą cylindrów (tytanowego oraz bio-polimerowego) oraz umieszczonej wewnątrz tulei tytanowej, na której jest osadzona rurka polietylenowa wraz ze sprężyną. Elementem charakterystycznym tulei tytanowej jest kołnierz perforowany, który utrzymuje stały kontakt z tuleją polietylenową. Gwintowe połączenie cylindrów pozwala na zamknięcie układu oraz kompresje sprężyny, której zmagazynowana energia zależna jest od jej długości i średnicy. Idea nieinwazyjnego wydłużenia endoprotezy polega, na krótkotrwałym nagrzaniu i stopieniu fragmentu segmentu tulei polietylenowej (metodą indukcyjną) znajdującego się w bezpośrednim kontakcie z kołnierzem perforowanym. Skutkiem tego jest rozprężenie sprężyny i wysunięcie się trzpienia tytanowego. Trzpień ten osadzony jest w jamie szpikowej kości udowej.

 Drugą propozycją endoprotezy nieinwazyjnej jest śrubowa endoproteza wydłużalna z elektrycznym modułem napędowym. Składa się ona z trzech połączonych za pomocą gwintu tulei: tulei dalszej, w której umiejscowiony jest moduł napędowy, tulei bliższej, w której znajduje się śruba napędowa wraz tuleją wydłużającą oraz tulei łączącej. Modułem napędowym endoprotezy jest silnik, bądź alternatywnie rozwiązaniem dla układu napędowego jest zestaw cewek elektromagnetycznych. Uruchomienie silnika i rozpoczęcie procesu wydłużania odbywa się w pierwszym przypadku przy pomocy specjalnie przystosowanego układu sterowania. Rozpoczęcie wydłużania w endoprotezie z elektromagnesem odbywa się dzięki polu elektromagnetycznemu, które jest wytworzone przez cewkę opasującą kończynę. Następnie napęd przekazywany jest przez reduktor na śrubę napędową, która z kolei powoduje wysunięcie się tulei wydłużającej. Główną zaletą tej endoprotezy jest możliwość kontrolowania procesu wydłużania oraz częstego powtarzania zabiegu wydłużania.

 Zastosowanie mechanizmu śrubowego w endoprotezie pozwala na precyzyjne wysuwanie tulei o określoną wartość, oraz daje możliwość lepszego kontrolowania przebiegu samego zabiegu. Modułem napędowym endoprotezy jest silnik elektryczny. Uruchomienie silnika i rozpoczęcie procesu wydłużania odbywa się przy pomocy specjalnie przystosowanego układu sterowania. Następnie napęd przekazywany jest przez reduktor na śrubę napędową, która z kolei powoduje wysunięcie się tulei wydłużającej.

 Zadaniem modułu kolanowego jest przywrócenie funkcji usuniętego w wyniku operacji stawu naturalnego. Zawiasowa konstrukcja w wystarczający sposób odwzorowuje ruchy zginania i prostowania stawu kolanowego.

 Ze względu na wiek pacjenta (wg założeń 10 lat) opracowano bezcementową metodę mocowania implantu w jamie szpikowej kości. Fakt ten w znaczny sposób wydłuży okres użytkowania endoprotezy. Aby dodatkowo wzmocnić biomechaniczne połączenie metaliczny implant – kość, trzpień endoprotezy pokryty będzie porowatą warstwą tytanową oraz fosforanowo – wapniową na podłożu czystego tytanu, ułatwiającą i stymulującą przerastanie go przez tkankę kostną.

 Maksymalne wydłużenie kończyny podczas pojedynczego zabiegu wynosi nawet 20mm, jednak z tak dużym przyrostem wiąże się ryzyko uszkodzenie układu mięśniowo – nerwowego pacjenta. Dlatego też zakłada się częstsze powtarzanie zabiegu i stopniowe wydłużanie rzędu kilku milimetrów.

 Modyfikacją poprzedniej konstrukcji jest endoproteza hybrydowa. Charakteryzuje się ona tym, że śrubowy mechanizm wydłużający, napędzany jest za pomocą dwóch niezależnych układów napędowych tj.: głównego nieinwazyjnego (motor + reduktor), oraz inwazyjnego (przekładnia kątowa) załączanego w przypadku awarii pierwszego. Napęd główny endoprotezy (nieinwazyjny) przekazywany jest z wałka silnika przez sprzęgło na śrubę napędową. W przypadku awarii układu nieinwazyjnego napęd wprawiający w ruch mechanizm przekazywany jest przy pomocy klucza, którego końcówka w postaci zębatego koła stożkowego tworzy wraz z zębami na kołnierzu śruby przekładnie kątową.

 Zespołem napędowym jest silnik elektryczny z przekładnią mechaniczną. Zasilanie silnika realizującego przyrosty długości (wydłużenie) endoprotezy będzie się odbywać za pomocą tzw. energii wolnodostępnej, czyli na zasadzie przekazywania mocy w elektrycznych obwodach sprzężonych z urządzenia zewnętrznego (nadajnika) do obwodu wszczepionego (odbiornika). Układ realizujący wydłużenie endoprotezy pracuje tylko podczas zmiany długości i powinien być załączany z zewnątrz na określony czas.

 
« poprzedni artykuł   następny artykuł »
 
Top! Top!