Srovnání otěrových charakteristik polyetylenu in vivo u náhrad kolena s kovovou a keramickou femorální komponentou

s_49_55_veigl_test_acta_sloupce 2/8/11 7:15 PM Stránka 49

49/

ACTA CHIRURGIAE ORTHOPAEDICAE ET TRAUMATOLOGIAE ČECHOSL., 78, 2011, p. 49–55

PŮVODNÍ PRÁCE ORIGINAL PAPER

Srovnání otěrových charakteristik polyetylenu in vivo u náhrad kolena s kovovou a keramickou femorální komponentou Comparison of in Vivo Characteristics of Polyethylene Wear Particles Produced by a Metal and a Ceramic Femoral Component in Total Knee Replacement D. VEIGL1, P. VAVŘÍK1, D. POKORNÝ1, M. ŠLOUF2, E. PAVLOVA2, I. LANDOR1 1 2

I. ortopedická klinika 1. LF UK a FN Motol, Praha Ústav makromolekulární chemie AV ČR, Praha

Na práci spolupracoval: P. Fulín1

ABSTRACT PURPOSE OF THE STUDY The aim of the study was to evaluate in vivo and compare, in terms of the quality and number of ultra high-molecular polyethylene (UHMWPE) wear particles, total knee replacements of identical construction differing only in the material used for femoral component production, i.e., CoCrMo alloy or ZrO2 ceramics. MATERIAL AND METHODS Samples of peri-prosthetic granuloma tissue were collected in two patients with total knee replacement suffering from implant migration, who were matched in relevant characteristics. The primary knee replacement in Patient 1 with a CoCrMo femoral component was done 7.2 years and in Patient 2 with a ZrO2 implant 6.8 years before this assessment. The polyethylene wear-induced granuloma was analysed by the MORF method enabling us to assess the shape and size of wear debris and the IRc method for assessment of particle concentration. RESULTS In the granuloma tissue samples of Patient 1, on the average, particles were 0.30 mm in size and their relative volume was 0.19. In the Patient 2 tissue samples, the average size of particles was 0.33 mm and their relative volume was 0.26. There was no significant difference in either particle morphology or their concentration in the granuloma tissue between the two patients. DISCUSSION One of the options of how to reduce the production of polyethylene wear particles is to improve the tribological properties of contacting surfaces in total knee replacement by substituting a cobalt-chrome femoral component with a zirconia ceramic femoral component. The previous in vitro testing carried out with a mechanical simulator under conditions approaching a real weight-bearing in the human body did show a nearly three-fold decrease in the number of UHMWPE wear particles in zirconia components. The evaluation of granuloma tissue induced by the activity of a real prosthetic joint for nearly seven years, however, did not reveal any great difference in either quality or quantity of polyethylene debris between the two replacements. The difference of surface roughness between CoCrMo (Ra = 0.05) and ZrO2 (Ra = 0.02) components did not play any role in in vivo conditions. CONCLUSIONS In accordance with a previous clinical study, this evaluation of the quality and quantity of UHMWPE wear particles produced by a ceramic femoral component in vivo failed to demonstrate any advantage of zirconia ceramic components over the cobalt-chrome femoral components so far used. Key words: total knee replacement, zirconia ceramic femoral component, comparative study, polyethylene wear, in vivo measurement.


50/


ACTA CHIRURGIAE ORTHOPAEDICAE ET TRAUMATOLOGIAE ČECHOSL., 78, 2011

ÚVOD Nízkotlaký vysokomolekulární polyetylen (UHMWPE) je stále nejčastěji používaným materiálem pro konstrukci kontaktních ploch kloubních náhrad. Jeho nejzávažnějším nedostatkem je tvorba otěrových částic hromadících se v periprotetické tkáni a indukujících nežádoucí osteolýzu, vedoucí k uvolnění a selhání implantátu. Zatímco relativně jednoduchá biomechanika kyčle dnes již dovoluje konstrukci kontaktních ploch bez účasti polyetylenu, složitější tvary a komplikovanější pohyb kolena kladou před konstruktéry celou řadu problémů. UHMWPE zůstává proto stále hlavním konstrukčním materiálem a pokusy o jeho náhradu zatím nepřekročily rámec dlouhodobějších klinických studií na relativně malých skupinách pacientů. Vznik otěrových částic a intenzita jejich reakce v organismu je ovlivněna celou řadou faktorů. Pokud zatím nemůžeme UHMWPE z konstrukce zcela vyloučit, musíme se pokusit omezit tvorbu jeho otěrových částic na minimum, případně změnit jejich charakter nebo ovlivnit biologickou reakci organismu. Jednou z cest jak toho dosáhnout je zlepšení tribologických vlastností protilehlé komponenty. Poměrně pozitivní zkušenosti získané s keramickými hlavicemi u náhrad kyčle nás vedly k pokusu nahradit kobalt chromovou femorální komponentu běžně užívané náhrady kolena Medin Modular (obr. 1) tvarově identickou femorální komponentou ze zirkonové keramiky (obr. 2). Protože klinické srovnání obou řešení ve střednědobém horizontu nepřineslo jednoznačnou odpověď, zda je keramická varianta skutečně lepší, pokusili jsme se ve větším časovém odstupu, za pomoci nově vyvinutých metod pro objektivizaci kvantity a kvality UHMWPE otěru, na tuto otázku odpovědět.

Cílem této studie bylo objektivní porovnání a zhodnocení kvantity a kvality UHMWPE otěru u 2 případů náhrad kolena zcela identické konstrukce, odlišujících se pouze materiálem použitým pro výrobu femorální komponenty, tj. běžně užívané slitiny CoCrMo v prvním případě a keramiky na bázi ZrO2 v případě druhém. Zásadní předností této studie je, že měření proběhla na otěru vzniklém in vivo běžnou mnohaletou činností testovaných kloubních náhrad, nikoliv na otěru vzniklém v laboratoři na více či méně dokonalém mechanickém simulátoru. MATERIÁL A METODA V prvním sledovaném případě šlo o ženu s běžnou náhradou kolenního kloubu Medin Modular (dále jen MM) implantovanou na levém koleně, ve věku 69 let, s tělesnou hmotností 79 kg, fyzicky pracující na vlastním hospodářství. K revizi došlo 7,2 roku po primoimplantaci. Ve druhém případě byl materiál získán z pravého kolena 64leté ženy s tělesnou hmotností 76 kg, fyzicky pracující v zemědělství, s femorální komponentou designu MM zhotovenou z keramiky ZrO2. Revize se uskutečnila v odstupu 6,8 roku po primoimplantaci. Hodnocené náhrady byly implantovány naprosto stejnou technikou, jedním z autorů, měly stejný rozměr (68 mm) a stejnou tloušťku použité PE vložky (11 mm). V obou případech měly pacientky relativně malé subjektivní obtíže a s revizní operací váhaly. Základní diagnózou byla osteoartróza. Mitigovaný infekt jako příčina uvolnění byl laboratorně, opakovaně kultivačně a izotopovými metodami vyloučen. Na rtg snímku byla patrná středně rozsáhlá osteolýza v okolí implantátu (obr. 3).

Obr. 1. Náhrada Medin Modular: základní provedení s CoCrMo femorální komponentou.

Obr. 2. Tvarově identická chromkobaltová a zirkonová femorální komponenta Medin Modular.

Obr. 3. Periprotetická osteolýza způsobená PE otěrem u keramické verze náhrady.


51/

Obě pacientky měly peroperačně zjištěnou těžkou tkáňovou otěrovou reakci s tvorbou masivních granulací a rozsáhlými kavitárními osteolytickými defekty na femuru i na tibii, které si vyžádaly užití revizních implantátů s dříky, štěpy a augmentacemi. Důležité je uvést, že v obou případech vykazovaly tibiální komponenty z makroskopického pohledu poměrně malé, ale zcela symetrické opotřebení PE, vylučující nerovnoměrné přetížení a selhání v důsledku špatného vyvážení nebo osové odchylky kloubu (obr. 4a, b). Ke zpracování tkáně bylo užito dvou originálních metod pro hodnocení otěrových částic: první metoda, nazvaná MORF (7), umožňuje popis morfologie neboli velikostí a tvarů otěrových částic, zatímco druhá metoda, nazvaná IRc (27, 28, 37), umožňuje stanovení koncentrací otěrových částic v okolí implantátu. Vstupní materiál pro obě metody byl získán peroperačním odběrem. Jednalo se o otěrový granulom z bezprostředního okolí implantátu, obsahující částice UHMWPE. Histologie odebrané granulační tkáně vykazovala fibroproduktivní až hyalinizující synovialitis s přítomností obrovskobuněčné reakce typu reakce z cizích těles, ojedinělé částice fibrinu a drobné kalcifikace. Tkáně byly bezprostředně po odběru zmraženy a následně ve zmraženém stavu předány ke zpracování. Výsledkem zpracování přesně definovaného objemu 0,3 g odebraných vzorků byly částice UHMWPE ve třech formách: PC membrána pokrytá vysokou koncentrací UHMWPE částic, PC membrána pokrytá nízkou koncentrací částic a zbylé částice v suspenzi, přičemž zachycujeme částice o velikostech 0,1–10 μm, které jsou považovány za biologicky nejaktivnější. Takto získané vzorky obou pacientů byly porovnány jednak z hlediska koncentrace otěrových částic UHMWPE (metoda IRc založená na vyhodnocení infračervených spekter získaných změřením membrány s vysokou koncentrací částic), jednak z hlediska jejich morfologie (metoda MORF založená na obrazové analýze mikrofotografií z rastrovacího elektronového mikroskopu (obr. 5). Podrobný popis izolace otěrových částic z tkání a jejich vyhodnocení přesahuje rámec této studie a byl detailně publikován ve výše zmíněných pracích (7, 27, 28, 37). Náhrada kolenního kloubu MM byla vyvinuta na základě více než 20leté zkušenosti s předchozí náhradou Walter Univerzál (2, 22, 24, 32, 43). Tvořena je

a



chromkobaltmolybdenovou (CoCrMo) femorální komponentou, která může, dle normy ISO 5832-4, obsahovat do 1 % příměsí Fe, Ni a Mn (20, 21). Jedná se o slitinu s vysokou odolností proti otěru, určenou jako artikulační partner s UHMWPE. Protilehlou částí je titanová tibiální komponenta, která je doplněna polyetylenovou tibiální vložkou. Keramické femorální komponenty kolena MM na bázi ZrO2 s ověřenými pevnostními parametry (4, 5, 6, 40) byly implantovány v letech 1999–2001 a byly tvarově přesně shodné s běžně užívanou CoCrMo komponentou. Drsnost povrchu CoCrMo femorální komponenty udávaná výrobcem je Ra=0,05 μm a objemová hmotnost 8,91 g/cm3. U použité keramické komponenty byla Ra=0,02 μm a objemová hmotnost 6,02 g/cm3. UHMWPE vložky byly v obou případech vyrobeny z materiálu Chirulen® 1020. Materiál odpovídá evropské normě ISO 5832/2 a americké normě ASTM F 648. Je dodáván v deskách, ze kterých jsou vložky zhotovovány mechanickým obráběním s intenzivním chlazením. Po obrobení a odmaštění jsou vyčištěny v ultrazvuku, zabaleny v čistém prostoru a sterilizovány 60Co dávkou 25 kGy bez přístupu vzduchu. VÝSLEDKY Morfologie (velikosti a tvary) otěrových částic byla popsána pomocí metody MORF. V případě první pacientky (CoCrMo fem. komp.) průměrná velikost částic D činila 0,30 m ± 0,18, hodnoty deskriptoru C (Circularity) se pohybovaly v intervalu 0,81 ± 0,15 a hodnoty deskriptoru E (Elongation) oscilovaly v intervalu 1,50 ± 0,31 (obr. 6). U pacientky 2 (ZrO2 fem. komp.) byla průměrná velikost částic D 0,33 m ± 0,23, hodno-

b

Obr. 4a, b. Minimální symetrické opotřebení polyetylenových komponent testovaných kolenních náhrad: a – CoCrMo; b – ZrO2.

Obr. 5. Obraz částic nalezeného UHMWPE otěru v elektronovém mikroskopu.


52/


Obr. 6. Grafický výstup metody MORF: A – číselná a objemová distribuce velikostí otěrových částic (diameter) , počítaná pouze z mikrofotografií s vysokým zvětšením; B – číselná distribuce kruhovosti (circularity) otěrových částic; C – přesnější číselná a objemová distribuce velikostí otěrových částic (diameter), počítaná z mikrofotografií s vysokým i nízkým zvětšením; D – číselná distribuce prodloužení (elongation) otěrových částic. Pacientka s CoCrMo náhradou.

ty deskriptoru C 0,85 ± 0,16 a hodnoty deskriptoru E 1,44 ± 0,37 (obr. 7). Porovnání obou grafů ukazuje, že hodnoty průměrných velikostí a objemu otěrových částic D v jednotlivých kategoriích byly v zásadě identické u obou typů femorální komponenty. Hodnoty C a E ukazují, že v obou případech byla většina částic kulového tvaru – podrobnější diskusi k hodnotám D, C a E lze nalézt v dříve publikovaných sděleních (7, 15, 49). Koncentrace otěrových částic v okolí implantátů byla stanovena pomocí metody IRc. Výsledkem metody IRc je číslo, které v relativní škále udává množství otěrových částic UHMWPE o velikostech 0,1–10 μm vztažených na jednotkové množství suché tkáně. U první pacientky byl změřen relativní objem částic 0,19 a u druhé pacientky 0,26. To lze považovat za poměrně malé a v rámci experimentálních chyb dosti podobné hodnoty – jak plyne například ze srovnání s dříve publikovanými výsledky (27, 37). DISKUSE Výsledky našich předchozích prací v oblasti vývoje kolenních náhrad a zkoumání vlastností PE otěru v klinických i laboratorních podmínkách (2, 20, 21, 26, 27, 32, 33, 34, 35, 42, 43, 45, 46, 47, 49) nás vedly k tomu, abychom se pokusili o poněkud jiný úhel pohledu. Předností našeho způsobu vyhodnocení otěru pomocí metod MORF a IRc bylo, že hodnocený materiál byl získán skutečnou funkcí náhrady v běžných podmínkách in vivo a po dobu řady let. Podobný přístup, hodnocení otěru in vivo, lze v recentní literatuře nalézt v práci Minody (16), který vyšet-


Obr. 7. Grafický výstup metody MORF: pacientka s ZrO2 náhradou.

řil polyetylenové částice získané punkcí ze synoviální tekutiny 52 náhrad kolenních kloubů 9–12 měsíců po implantaci. Zjistil, že obecně se tvar a velikost částic liší pouze mírně i při použití různých typů kolenních náhrad. V jeho souboru je 11 kloubů s implantovanou keramickou femorální komponentou, u nichž nalezl nižší koncentraci polyetylenových částic v synoviální tekutině při porovnání s komponentami kovovými. Tato metoda je však obtížně porovnatelná s našimi výsledky, neboť soubor je sice rozsáhlý, ale nehomogenní. Hodnocení je také provedeno v prvním roce, kdy se ještě nemohlo projevit „stárnutí polyetylenu“, provázené ztrátou pružnosti , které musí mít vliv na charakter vznikajících otěrových částic. V naší práci hodnotíme pouze 2 pacienty, avšak s identickým designem endoprotézy, v podstatně delším odstupu od primoimplantace, vybrané tak, aby externí a individuální vlivy byly omezeny pokud možno na minimum. Hodnocené částice jsme získali z otěrového granulomu a nikoliv synoviální tekutiny. Námi zvolenou metodu považujeme za přesnější, i když v praxi, u většího počtu pacientů, obtížněji realizovatelnou. Laboratorní modelování reálného opotřebení kolena in vitro je velmi komplikované a má své limity (10, 23, 30, 38). Skutečný charakter pohybu v kolenním kloubu se laboratorní mechanikou jen obtížně napodobuje a je sice přesně definován, ale vždy do jisté míry zjednodušen. Výsledky může také zásadně ovlivnit medium použité jako simulátor synoviální tekutiny. Vazba synoviálních bílkovin in vivo na UHMWPE povrchy totiž ovlivňuje jejich tribologické vlastnosti (29) a může být další příčinou odlišností hodnot otěru naměřených in vitro od výsledků získaných při skutečné funkci náhrady a také skutečných klinických výsledků. Výsledky získané in vitro se obecně jeví jako příznivější pro keramiku, o čemž svědčí jak literární údaje ze


53/


zahraničí (22, 23, 24), tak i domácí zkušenost, kdy testy prováděné v rámci klinických zkoušek na mechanickém simulátoru, v podmínkách blížících se skutečné zátěži v organismu, prokázaly výrazné snížení množství UHMWPE otěru u zirkonových komponent. Jeden milion krokových cyklů in vitro u náhrady s CoCrMo komponentou vyprodukoval 2,2 mg otěru, zatímco s použitím tvarově identické keramické femorální komponenty pouze 0,8 mg (34). Vlastním i v literatuře uváděným (22, 25) nadějným výsledkům laboratorním však neodpovídaly logicky očekávané výsledky klinické, kdy dlouhodoběji sledované soubory nemocných s kovovými a keramickými komponentami identické náhrady MM neprokázaly ani zásadně lepší klinické výsledky ani zlepšené křivky přežití keramických komponent (42). Porovnání křivek přežití totiž ukázalo, že pravděpodobnost přežití u keramické náhrady v 8. a 9. roce je 83 % a kobalt chromové 92 %. Statistická významnost porovnání obou soborů (Gehan s Wilcoxon test p=0,31988) však byla poměrně nízká. Výsledek může být ovlivněn relativně malým rozsahem keramického souboru. Obecně u testů in vivo je zase problémem zajistit alespoň zhruba stejné podmínky, za kterých vzniká hodnocený materiál – UHMWPE otěr. Snažili jsme se tedy volbou nemocných v maximální možné míře omezit všechny nežádoucí externí vlivy. Vybrali jsme proto dva starší, ale aktivní pacienty, s mírnou nadváhou. Zejména tyto faktory jsou velmi obtížně objektivizovatelné, neboť jsou proměnlivé nejen individuálně, ale i u téhož individua v čase sledování. Některými jsou považovány za významné (19), jiní o jejich významu pochybují (39). Oba pacienti měli stejnou základní diagnózu a dobu sledování přibližně 7 let. Z hlediska implantátu od téhož výrobce, byl jediným rozdílem použitý materiál femorální komponenty. Při použití stejné tloušťky plata 11 mm v obou případech, by se neměly projevit nežádoucí rozdíly způsobené velikostí kontaktních ploch nebo odlišnou elasticitou různě silných komponent (1, 11). Zřejmé také je, že se na konečném výsledku získaném in vivo jen velmi málo uplatnila rozdílná drsnost povrchu obou komponent (CoCrMo Ra=0,05 μm, ZrO2 Ra=0,02 μm ), která se považuje za významnou pro zlepšení tribologie kyčelních náhrad. Důvodem může být odlišná biomechanika kolena, zejména in vivo, kdy volné částice vznikají především ztrátou pružnosti materiálu a následnou delaminací povrchu UHMWPE (48). Dlouhodobé zkušenosti s keramickými femorálními komponentami , ověřené na větších souborech nemocných, jsou zatím vzácné. Nejnovější výsledky publikované Nakamurou a spol. (18) uvádí 507 kolen, z nich však pouze 309 bylo skutečně vyhodnocených a z toho 127 pouze telefonickým kontaktem. Autor uvádí velmi dobrou pravděpodobnost přežití 95,9 % v 10. roce sledování a pouze jedinou revizi pro PE otěr. Jedná se o zcela specifickou konstrukci implantátu s Al203 keramikou, použitého pro asijské pacienty s průměrnou tělesnou hmotností 54 kg (BMI 24,7). Do studie nebylo navíc

PŮVODNÍ PRÁCE ORIGINAL PAPER zahrnuto 56 kolen ztracených ze sledování, jejichž osud je nejistý. Samotní autoři hodnotí výsledky jako srovnatelné s jinými běžně užívanými protézami. Citovaná zkušenost je však u evropské populace prakticky nepoužitelná. Klasická klinická skórovací hodnocení souborů nemocných jsou zatížena velkou mírou subjektivity a vhodnost užívaných statistických metod jako KaplanMeierovy křivky přežití (12) nebo analýza nejhoršího scénáře (worst case analysis) pro hodnocení výsledků v ortopedii jsou předmětem diskuse (14). Počet náhrad kolena, které selhávají pro UHMWPE otěr stále roste, i když je zatím téměř o řád nižší než u náhrad kyčle (3). Je to samozřejmě dáno zatím nižším počtem implantací a kratší celkovou dobou, po kterou se náhrady kolena užívají. Na druhou stranu se u náhrad kolena setkáváme s velmi rozsáhlými osteolýzami, neboť otěrové změny bývají na rtg snímku zpočátku často zastíněny masou femorální komponenty, a tedy podceněny (31, 41, 44). Příčiny a rozsah osteolytické reakce indukované UHMWPE otěrem jsou multifaktoriální. Nejčastěji jsou uváděny operační technika, tj. zejména přesnost osové centrace a vyvážení měkkých tkání, funkční rozsah pohybu (13), materiál použitý při konstrukci implantátu a individualita pacienta, která se projevuje ve způsobu zatěžování náhrady. Kromě vlivů mechanických se zde uplatňují nepochybně i individuální faktory imunogenetické (8, 9). Intenzita tvorby otěrového granulomu a následné osteolýzy je různá. Může dosáhnout značných rozměrů a v některých případech je pak obtížné ji diferenciálně diagnosticky odlišit od maligního tumoru nebo dokonce aneuryzmatu (47). Cesty jak zabránit vzniku otěrové reakce na UHMWPE částice a následnému selhání endoprotézy lze u náhrad kolena shrnout do několika hlavních směrů: nahradit UHMWPE v konstrukci protéz, farmakologicky ovlivnit biologické reakce na UHMWPE v organismu nebo alespoň snížit počet a změnit charakter otěrových částic. Přímočaré řešení, nahradit polyetylen jiným materiálem, naráží zatím na celou řadu technických, ekonomických i biologických problémů (3, 17, 33). Farmakologické ovlivnění je omezeno zatím jen dílčí znalostí procesů, které k nežádoucí osteolýze vedou (46). Nejvíce možností se nabízí v oblasti zvyšování odolnosti UHMWPE a snižování otěru dosažením co nejlepší kluznosti kontaktních ploch kombinací zušlechtěného polyetylenu a keramiky (23, 36). Keramické femorální komponenty náhrad kolena přes příznivé tribologické vlastnosti i slibné laboratorní testy neprokázaly v klinické praxi ani při hodnocení kvantity a kvality UHMWPE otěru in vivo zásadní zlepšení proti dosud používaným CoCrMo komponentám. Vzhledem k tomu, že jejich výroba je technologicky náročnější, a tedy výrazně dražší, je jediným racionálním důvodem jejich zavedení do běžné sériové výroby jejich využití u nemocných s alergií na kovy a na legovací přísady dosud používané CoCrMo slitiny.


54/


ZÁVĚR Při srovnání otěrových částic získaných z tkání po víceleté funkci náhrady kolena s keramickou femorální komponentou nebyl nalezen jasný signifikantní rozdíl velikostí, tvaru a ani koncentrace otěrových UHMWPE částic v otěrovém granulomu oproti náhradě s klasickou CoCrMo femorální komponentou. Rozdílná drsnost povrchu obou typů komponent výsledek neovlivnila. Naše zjištění tedy naznačuje, že neexistuje jednoznačná výhoda keramických femorálních komponent z hlediska morfologie a ani objemu vyprodukovaných otěrových částic in vivo.

Literatura 1. BARTEL, D. L., BICKNELL, V. L., WRIGHT, T. M.: The effect of conformity thickness and material on stresses in ultra-high molecular weight components for total joint replacement. J. Bone Jt Surg. A-68: 1041–1051, 1986. 2. BEK, J., VAVŘÍK, P., LANDOR, I.: Hodnocení přežití náhrady kolenního kloubu Walter-Motorlet – dlouhodobé výsledky. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 72: 221–227, 2005. 3. BEN-NISSAN, B., DOYLE, CH: The Use of Ceramics in Knee Replacement. TribOS Newsletter, 8: 11–13, 2009. 4. DONÁT, A., KONVIČKOVÁ, S.: Biomechanics of the Ceramic Knee Replacement. Med. Biol. Eng. Comput., 37: 314–316, 1999. 5. DANĚK, J., DENK, F., HLAVÁČEK, I., NEDOMA, J., STEHLÍK, J.,VAVŘÍK, P.: On the Stress-Strain Analysis of the Knee Replacement . In: Lagana, A., Gavrilova, M. L., Kumar, V., Mun, Y., Tan, C. J. K., Gervasi, O. (eds.): Computational Science and Its Applications – ICCSA 2004 Lecture Notes in Computer Science. Vol. 3044. Heidelberg, Springer Verlag 2004, 456–466. 6. DANĚK, J., NEDOMA, J., HLAVÁČEK, I., VAVŘÍK, P., DENK, F.: Numerical modelling of the weight-bearing total knee joint replacement and usage in practice. Math. Comput. Simul., 76: 49–56, 2007. 7. FULÍN, P., POKORNÝ, D., ŠLOUF, M., LAPČÍKOVÁ, M., PAVLOVA, E., ZOLOTAREVOVÁ E.: Metoda MORF pro sledování velikostí a tvarů otěrových mikro- a nanočástic UHMWPE v periprotetických tkáních. Acta Chir. orthop. Traum. čech., v tisku. 8. GALLO, J., MRÁZEK, F., PETEREK, M: Podíl imunogenetických faktorů na vzniku a rozvoji a rozvoji periprotetické osteolýzy. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 74: 247–252, 2007. 9. GALLO, J., ZDAŘILOVÁ, A., RAJNOCHOVÁ SVOBODOVÁ, A., ULRICHOVÁ, J., RADOVÁ, L., SMIŽANSKÝ, M.: Výpotky asepticky selhávajících TEP kyčlí a kolen nejsou toxické pro osteoblasty. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 77: 416–424, 2010. 10. HAIDER, H.: Features and Difficulties of Knee Wear Simulation. TribOS Newsletter, 9: 18–21, 2009. 11. KADDICK, CH.,WIMMER, M.: Polyethylene thickness- is it still relevant ? TribOS Newsletter, 8: 9–10, 2009. 12. KAPLAN, E. L., MEIER, P.: Nonparametric Estimation from Incomplete Observations. J. Amer. Stat. Assoc., 53: 457–481, 1958. 13. KUČERA, T., Urban, K., KARPAŠ, K., ŠPONER,P.: Omezení hybnosti kolenního kloubu po implantaci totální endoprotézy. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 74: 326–331, 2007. 14. LANGOVÁ, K., GALLO, J.: Je Kaplan-Meierova statistika nejvhodnější metodou k hodnocení přežívání výsledků v ortopedii? Acta Chir. orthop. Traum. čech., 77: 118–123, 2010. 15. LAPČÍKOVÁ, M., SLOUF, M., DYBAL, J., ZOLOTAREROVA, E., ENTLICHER, G., POKORNÝ, D., GALLO, J., SOSNA, A.: Nanometer size wear debris generated from ultra high molecular weight polyethylene in vivo. Wear, 266: 349–355, 2009.

PŮVODNÍ PRÁCE ORIGINAL PAPER 16. MINODA, Y., KOBAYASHI, A., IWAKI, H., IWAKIRI, K., INORI, F., SUGAMA, R., IKEBUCHI, M., KADOYA, Y., TAKAOKA, K.: In Vivo Analysis of Polyethylene Wear Particles After Total Knee Arthroplasty: The Influence of Improved Materials and Designs. J. Bone Jt Surg., 91-A: 67–73, 2009. 17. NAKAMURA, T., OONISHI, E., YASUDA, T., NAKAGAWA, Y.: A new knee prosthesis with bisurface femoral komponent made of zirconia ceramic (report 2). Key Eng. Mat., 254–256: 607–610, 2004. 18. NAKAMURA, S., KOBAYASHI, M., ITO, H., NAKAMURA, K., UEO, T., NAKAMURA, T.: The Bi-Surface total knee arthroplasty: minimum 10-year follow-up study. Knee, 17: 274–278, 2010. 19. NAUDIE, D. R., AMMEEN, D. J., ENGH, G. A., RORABECK, C. H.: Wear and Osteolysis Around Total Knee Arthroplasty. J. Amer. Acad. Orthop. Surf.,15: 53–64, 2007. 20. NEDOMA, J., HLAVÁČEK, I., DANĚK, J., VAVŘÍK, P., STEHLÍK, J., DENK, F.: Some recent Results On a Domain Decomposition Method in Biomechanics of Human Joints. In: Kumar, V., Gavrilova, M. L., Tan, C. J. K. (eds.): Computational Science and Its Applications – ICCSA 2003 Lecture Notes in Computer Science. Vol. 2667: Heidelberg, Springer Verlag 2003, 587–600. 21. NEDOMA, J., STEHLÍK, J., BARTOŠ, M., DENK, F., DŽUPA, V., FOUSEK, J., HLAVÁČEK, I., KLÉZL, Z., KVĚT, I.: Biomechanika lidského skeletu a umělých náhrad jeho částí. Praha, Nakl. Karolinum 2006. 22. OKA, M., KUMAR, P., IKEUCHI, T. et al.: Low wear rate of UWHMPE against zirconia ceramic. Bioceramics, 5: 373–379, 1992. 23. OONISHI, H., UENO, M., KIM, S.C., OONISHI, H., IWAMOTO, M., KYOMOTO, M.: Ceramic versus cobalt-chrome femoral components; wear of polyethylene insert in total knee prosthesis. J. Arthroplasty, 24: 374–382, 2009. 24. OONOSHI, H., MURATA, N., SAITO, M., et al.: 3 to 18 Year Clinical Results of Total Knee Replacement with Ceramic Components. Key Eng. Mat., 192–195: 999–1002, 2001. 25. PAYTEN, M. W., BEN-NISSAN, B.: Development of a modular ceramic knee prosthesis. In: Wise, D. L., Trantolo, D. J., Lewandrowski, K. U., Gresser, J. D., Cattaneo, M. V., Yaszemski, M. J. (eds): Biomaterials Engineering and Devices. Human applications. New Jersey, Humana Press 2000, 309–336. 26. POKORNÝ, D., JAHODA, D., TOMAIDES, J., VAVŘÍK, P., LANDOR, I., SOSNA, A.: Sedmileté klinické výsledky systému totální náhrady kolenního kloubu SVL / Beznoska. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 72: 277–281, 2005. 27. POKORNÝ D., ŠLOUF M., DYBA, J., ZOLOTAREVOVÁ, E., VESELÝ, F., FULÍN, P., JAHODA. D.,VAVŘÍK, P., ENTLICHER, G., SOSNA, A: Nová metoda kvantifikace otěrových částic UHMWPE v okolí kloubních náhrad. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 374–381, 2009. 28. POKORNÝ, D., ŠLOUF, M., VESELÝ, F., FULÍN, P., JAHODA, D., LANDOR, I., POPELKA, S., BĚLÁČEK, J., ZOLOTAREVOVA, E., SOSNA, A.: Distribuce otěrových částic UHMWPE v periprotetických tkáních u TEP kyčelního kloubu. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 77: 87–92, 2010. 29. ROBA , M., NAKA, M., GAUTIER, E., SPENCER, N.D., CROCKETT, R.: The adsorption and lubrication behaviorof synovial fluid proteins and glycoproteins on the bearing surface materials of hip replacements. Biomaterials, 30: 2072–2078, 2009. 30. ROTH, A., SANDER, K., LAYHER, F., BABISCH, J., VENBROCKS, R.: In Vivo Measurement of Polyethylene Wear in Cementless Total Hip Arthroplasty. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 77: 13–17, 2010. 31. ROZKYDAL, Z., JANÍK, P., JANÍČEK, P., KUNOVSKÝ, R.: Revizní náhrada kolena po aseptickém uvolnění. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 74: 5–13, 2007. 32. RYBKA ,V., VAVŘÍK, P., LANDOR,I.: Assessment of the Walter-Motorlet cemented condylar knee replacement – 100 cases. J. Orthop. Rheum., 4: 71–81, 1991. 33. SIDA, D., BLAISE. L., SIDA, V., VAVRIK, P.: Zirconia ceramic femoral components. Key Eng. Mat., 218: 581–584, 2002. 34. ŠÍDA, V.: Zpráva o průběhu a výsledcích řešení projektu „Kondylární náhrada kolenního kloubu s aplikací keramiky“ č. PPZ1/29/98. DIAS a.s., Turnov, 1998.


55/


35. SOSNA, A., RADONSKÝ, T., POKORNÝ, D., VEIGL, D., HORÁK, Z., JAHODA, D.: Polyetylenová choroba. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 70: 6–16, 2003. 36. SPECTOR, M., RIES, M. D., Bourne, R. B., SAUER, S. W., LONG, M., HUNTER, G.: Wear performance of ultra-high molecular weight polyethylen on oxidized zirkonium total knee femoral components. J. Bone Jt Surg., 83-A: 80–86, 2001. 37. ŠLOUF, M., POKORNÝ, D., ENTLICHER, G., DYBAL, J., SYNKOVÁ, H., LAPČÍKOVÁ, M., FEJFARKOVÁ, Z., ŠPUNDOVÁ, M., VESELÝ, F., SOSNA, A.: Quantification of UHMWPE wear debris in periprosthetic tissues of hip arthroplasty: description of a new method based on IR and comparison with radiographic appearance. Wear, 265: 674–684, 2008. 38. TAYLOR, T.: Computational Wear Testing of TKR. TribOS Newsletter, 9: 14–17, 2009. 39. TONI, A.: Realtionship Between Obesity and Early failure of Total Knee Prostheses. TribOS Newsletter, 8: 7–8, 2009. 40. UENO, M., APGAR, M., SARIN, V.: Mechanical stress analysis and burst testing of a zirconia femoral component for total knee arthroplasty. Key Eng. Mat., 218–220: 573–576, 2002. 41. VAVŘÍK, P., LANDOR, L: Revision TKA in the cases with severe polyethylene wear. Sborník přednášek: X. Národní kongres ČSOT s mezinárodní účastí. 18. 5. 2006, Praha. 42. VAVŘÍK, P., LANDOR, I., DENK, F.: Klinické zhodnocení použití keramické femorální komponenty v konstrukci náhrady kolenního kloubu. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 75: 436–442, 2008. 43. VAVŘÍK P., LANDOR, I., TOMAIDES, J., POPELKA, S.: Střednědobé výsledky u náhrad kolenního kloubu Medin Modular. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 30–34, 2009. 44. VAVŘÍK, P., POPELKA, S., VÍRAVA, J.: Ojedinělý případ oboustranného výskytu rozsáhlého polyetylénového granulomu po náhradě kolena. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 68: 320–323, 2001.

PŮVODNÍ PRÁCE ORIGINAL PAPER 45. VAVŘÍK, P. VEIGL, D.: Uvolnění a periprotetická osteolýza kloubních náhrad. Čes. Revmatol., 10: 157–164, 2002. 46. VEIGL, D., NIEDERLOVÁ, J., KRYŠTŮFKOVÁ, O.: Periprosthetic osteolysis and its association with the molecule RANKL expression. Physiol. Res., 56: 455–62, 2007. 47. VESELÝ, F., NOVOTNÝ, K., SOSNA, A.: Záměna masivního heterotopického otěrového granulomu s aneuryzmatem arteria iliaca externa. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 509–512, 2009. 48. WALKER, P.: Questions & Answers: Wear in Knees. TribOS Newsletter, 3: 10–11, 2008. 49. ZOLOTAREVOVA, E., FEJFARKOVÁ, Z., ENTLICHER, G., LAPČÍKOVÁ, M., SLOUF, M., POKORNÝ, D., SOSNA, A.: Can centrifugation affect the morphology of polyethylene wear debris? Wear, 265: 1914–1917, 2008.

Korespondující autor: Doc. MUDr Pavel Vavřík, CSc, MBA I. ortopedická klinika 1. LF UK a FNM V úvalu 83 150 00 Praha 5 E-mail: [email protected]

Práce vznikla v rámci řešení grantových projektů MŠMT 2B06096 a FT-TA/087 „Komplexní výzkum biomechanických podmínek aplikace umělých náhrad, interakce náhrad s organismem, vyhodnocení příčin selhání a návrh podmínek pro zvýšení jejich stability v lidském organismu“.

Srovnání otěrových charakteristik polyetylenu in vivo u náhrad kolena s kovovou a keramickou femorální komponentou

Recommend Documents