Ο Ορθοπαιδικός χειρουργός συστήνει χειρουργική επέμβαση αντικατάστασης γόνατος όταν ο ασθενής παρουσιάζει έντονο πόνο, ακόμη και κατά τη διάρκεια της νύχτας, που δεν υφίεται με άλλα μέσα (φάρμακα, ενεσοθεραπεία), και περιορισμό κινήσεων λόγω οστεοαρθρίτιδας, ρευματοειδούς αρθρίτιδας ή τραυματικής βλάβης. Η ολική αρθροπλαστική γόνατος είναι σε θέση να ανακουφίσει από τον πόνο και να βοηθήσει τον ασθενή να ζήσει μια πληρέστερη και πιο δραστήρια ζωή.

Με τη χειρουργική επέμβαση, οι αρθρικές επιφάνειες του γόνατος αντικαθίστανται με ένα τεχνητό εμφύτευμα ή «πρόθεση». Παρ’όλο που η αντικατάσταση ολόκληρης της άρθρωσης αποτελεί τη πιο κοινή διαδικασία, μερικοί ασθενείς επωφελούνται από την μερική αντικατάσταση των επιφανειών του γόνατος.

Τα εμφυτεύματα κατασκευάζονται από κράματα μετάλλων (ατσάλι, τιτάνιο, κοβάλτιο), κεραμικά υλικά ή ισχυρά πλαστικά που ενσωματώνονται με το οστό με τη χρήση ακρυλικού τσιμέντου. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι εμφυτευμάτων. Ο χειρουργός οφείλει να συστήσει τον τύπο του εμφυτεύματος που ανταποκρίνεται καλύτερα στις ανάγκες του ασθενούς.

Τύπος Εμφυτευμάτων – Προθέσεων (Σχεδιασμός Εμφυτευμάτων)

Φυσιολογική λειτουργία του γόνατος

Το γόνατο αποτελεί τη μεγαλύτερη και ισχυρότερη άρθρωση στο σώμα. Περιλαμβάνει το κατώτερο όριο του μηριαίου οστού και το ανώτερο όριο της κνήμης πάνω στην οποία στηρίζεται ο μηρός μεταφέροντας τα φορτία στον πόδα. Η επιγονατίδα ανευρίσκεται μπροστά από τον μηρό και την κνήμη παρέχοντας προστασία στην άρθρωση και κατανέμοντας τα φορτία.

Το γόνατο, σε φυσιολογικές συνθήκες, επιτρέπει την κάμψη και έκταση του κάτω άκρου καθώς και μια περιορισμένου βαθμού περιστροφική κίνηση. Οι σύνδεσμοι του γόνατος σταθεροποιούν και υποστηρίζουν την άρθρωση αποφεύγοντας τις ακραίες και επικίνδυνες για τραυματισμό θέσεις.

Βασικοί τύποι Εμφυτευμάτων – Προθέσεων

Για λόγους απλότητας, το γόνατο θεωρείται μια άρθρωση δίκην «μεντεσέ» λόγω της ικανότητάς της να «ανοίγει» και να «κλείνει» σαν μια πόρτα. Στην πραγματικότητα, το γόνατο είναι μια πολύ πιο περίπλοκη άρθρωση διότι οι επιφάνειες των οστών κυλούν και ολισθαίνουν μεταξύ τους κατά την κάμψη και την έκτασή του.

Οι πρώτοι τύποι εμφυτευμάτων που χρησιμοποιήθηκαν, εφάρμοσαν το σκεπτικό της άρθρωσης τύπου «μεντεσέ» και περιελάμβαναν ένα και μοναδικό συνδεδεμένο, αρθρούμενο εμφύτευμα. Τα νεώτερα εμφυτεύματα που σχεδιάστηκαν αναγνωρίζουν την πολυπλοκότητα της άρθρωσης και προσπαθούν να μιμηθούν καλύτερα την κίνηση ενός φυσιολογικού γόνατος. Σε κάποιους τύπους εμφυτευμάτων διατηρούνται οι σύνδεσμοι του ασθενούς ενώ σε κάποιους άλλους υποκαθίστανται από την πρόθεση.

Σήμερα, ένας αρκετά μεγάλος αριθμός καταστευαστών παράγει περισσότερους από 150 διαφορετικούς τύπους προθέσεων, διαθέσιμων στην αγορά. Οι πιο πρόσφατες εξελίξεις στον σχεδιασμό περιλαμβάνουν εξατομικευμένα εμφυτεύματα για τα δύο φύλα. Αρκετές μελέτες καταδεικνύουν ότι το σχήμα και οι αναλογίες του γόνατος μιας γυναίκας διαφέρουν από εκείνες του γόνατος ενός άνδρα. Ως αποτέλεσμα, πολλοί κατασκευαστές έχουν αναπτύξει ειδικά ένθετα (εξαρτήματα) για τα εμφυτεύματα που ταιριάζουν καλύτερα στο γόνατο του μέσου άνδρα ή γυναίκας. Ωστόσο, δεν υπάρχουν μελέτες που να πιστοποιούν ότι αυτού του είδους τα εμφυτεύματα έχουν μεγαλύτερο χρόνο επιβίωσης στην φθορά ή ότι παρέχουν καλύτερη λειτουργία.

Εμφυτεύματα - Προθέσεις Ολικής Αρθροπλαστικής Γόνατος

Το κατάλληλο εμφύτευμα για τον ασθενή

Το σχέδιο και η εταιρία κατασκευής του εμφυτεύματος που χρησιμοποιείται από τον Ορθοπαιδικό χειρουργό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες συμπεριλαμβανομένων της πάθησης, των αναγκών του ασθενούς (ηλικία, βάρος, επίπεδο δραστηριότητας και υγείας), την εμπειρία του ιατρού και την εξοικείωσή του με το εμφύτευμα, καθώς και το συνυπολογιζόμενο κόστος. Όλα αυτά τα θέματα θα πρέπει να αναλυθούν και να συζητηθούν με τον θεράποντα ιατρό.

Μέρη του Εμφυτεύματος – Πρόθεσης / Τεχνικά Χαρακτηριστικά

Στην ολική αρθροπλαστική του γόνατος αντικαθίστανται μέχρι τρεις επιφάνειες οστών:

Το κάτω άκρο του μηριαίου οστού – Μηριαία Πρόθεση: Το μεταλλικό στοιχείο της μηριαίας πρόθεσης επικαλύπτει το ακραίο μέρος του μηριαίου οστού (μηρού). Περιλαμβάνει μια αύλακα, που μιμείται την τροχιλία στην φυσιολογική άρθρωση, και επιτρέπει στην επιγονατίδα την ομαλή κίνηση κατά τη διάρκεια της κάμψης και έκτασης του γόνατος.

Η άνω επιφάνεια της κνήμης – Κνημιαία Πρόθεση: Η κνημιαία πρόθεση αποτελείται από μια επίπεδη μεταλλική πλατφόρμα πάνω στην οποία επικάθεται ένα ξεχωριστό ένθετο ανθεκτικότατου πλαστικού, που ονομάζεται πολυαιθυλένιο. Σε μερικά σχέδια το μεταλλικό μέρος παραλείπεται, και το ένθετο πολυαιθυλενίου συνδέεται απευθείας με το οστό. Για επιπλέον σταθερότητα, το μεταλλικό τμήμα της κνημιαίας πρόθεσης μπορεί να περιλαμβάνει και ένα στέλεχος που εισάγεται εις βάθος στο κέντρο του οστού της κνήμης, που ονομάζεται στυλεός.

Η αρθρική επιφάνεια της επιγονατίδας – Επιγονατιδική Πρόθεση: Ορισμένες φορές, και ανάλογα με την φθορά, η αρθρική επιφάνεια της επιγονατίδας αντικαθίσταται με ένα ειδικό πλαστικό θολωτού σχήματος (πολυαιθυλένιο) που αναπαράγει το σχήμα της φυσιολογικής επιγονατίδας.

Όλα τα τμήματα των εμφυτευμάτων έχουν στεδιαστεί έτσι ώστε οι μεταλλικές επιφάνειες να εφάπτονται με το πολυαιθυλένιο, γεγονός που ελαχιστοποιεί την τριβή και κατ’επέκταση την φθορά στον χρόνο.

Εμφυτεύματα - Προθέσεις Ολικής Αρθροπλαστικής Γόνατος

Εμφυτεύματα με οπίσθια σταθεροποίηση (Posterior Stabilizied Designs)

Σε αυτού του τύπου τις προθέσεις, το πολυαιθυλένιο της κνημιαίας πρόθεσης έχει μια ανυψωμένη επιφάνεια με μια ειδικά διαμορφωμένη θέση (post) που ταιριάζει σε μια ειδική γραμμή του μηριαίου εξαρτήματος (cam). Ο οπίσθιος χιαστός αφαιρείται έτσι ώστε να εφαρμόσουν τα υλικά στο οστό. Καθ’αυτόν τον τρόπο, η μηριαία και κνημιαία πρόθεση αντικαθιστούν την λειτουργία του οπισθίου χιαστού προλαμβάνοντας την υπερβολική προσθιολίσθηση του μηρού κατά την κάμψη του γόνατος.

Εμφυτεύματα με διατήρηση χιαστού (Cruciate-Retaining Designs)

Όπως υποδηλώνει το όνομα, με αυτόν τον τύπο εμφυτεύματος διατηρείται ο οπίσθιος χιαστός χωρίς να χρειάζεται ο ειδικός σχεδιασμός που περιγράφηκε στην προηγούμενη παράγραφο. Αυτού του τύπου οι προθέσεις μπορεί να είναι κατάλληλες για ασθενείς των οποίων οι οπίσθιοι χιαστοί σύνδεσμοι είναι σε θέση να συνεχίσουν να σταθεροποιούν την άρθρωση του γόνατος.

Μονοδιαμερισματικά Εμφυτεύματα (Unicompartimental Implants)

Στην ολική αρθροπλαστική γόνατος, χρησιμοποιούνται προθέσεις που επικαλύπτουν τα άκρα του μηριαίου και της κνήμης. Στην περίπτωση που μόνο μια πλευρά της άρθρωσης του γόνατος είναι κατεστραμμένη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρότερα εμφυτεύματα για να επικαλύψουν εκείνη την πλευρά (Μονοδιαμερισματική Αρθροπλαστική Γόνατος).

Εμφυτεύματα - Προθέσεις Ολικής Αρθροπλαστικής Γόνατος

Εμφυτεύματα με σταθερό ή κινητό σε στροφή ένθετο πολυαιθυλενίου / (Προθέσεις σταθερής και κινητής πλατφόρμας) (Fixed vs Mobile-bearing Prosthesis Implant)

Προθέσεις σταθερής Πλατφόρμας: Στους περισσότερους ασθενείς τοποθετούνται εμφυτεύματα με σταθερό ένθετο πολυαιθυλενίου (προθέσεις σταθερής πλατφόρμας). Σε αυτού του τύπου τα εμφυτεύματα, το ένθετο του πολυαιθυλενίου προραρμόζεται σταθερά στο μεταλλικό μέρος της κνημιαίας πρόθεσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η υπερβολική δραστηριότητα ή το επιπλέον βάρος μπορούν να προκαλέσουν ταχύτερη φθορά του πολυαιθυλενίου. Τα φθαρμένα υλικά μπορούν να προκαλέσουν χαλάρωση των προθέσεων και να γίνουν αιτία σημαντικού πόνου για τον ασθενή. Η χαλάρωση της πρόθεσης είναι μια από τις βασικές αιτίες αποτυχίας των χειρουργείων ολικής αρθροπλαστικής γόνατος. Στην περίπτωση που οι ασθενείς είναι νεότεροι, πιο δραστήριοι ή υπέρβαροι ο Ορθοπαιδικός μπορεί να συστήσει μια πρόθεση με κινητό σε στροφή ένθετο πολυαιθυλενίου (προθέσεις κινητής πλατφόρμας). Αυτά τα εμφυτεύματα έχουν σχεδιαστεί για δυνητικά μεγαλύτερη απόδοση με μικρότερη φθορά.

Προθέσεις κινητής Πλατφόρμας: Οι προθέσεις κινητής πλατφόρμας, όπως και οι αντίστοιχες σταθερής πλατφόρμας, κάνουν χρήση τριών διαφορετικών ένθετων για να μιμηθούν μια φυσιολογική άρθρωση του γόνατος. Παρ’όλ’αυτά, στις προθέσεις κινητής πλατφόρμας, το ένθετο πολυαιθυλενίου μπορεί να περιστρέφεται εντός μικρών ορίων σε σχέση με τη μεταλλική κνημιαία πρόθεση. Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στους ασθενείς μεγαλύτερο βαθμό περιστροφής στις κινήσεις του γόνατός τους.

Συγκριτικά με τις προθέσεις σταθερής πλατφόρμας χρειάζονται περισσότερη στήριξη από τους μαλακούς ιστούς, όπως οι σύνδεσμοι του γόνατος. Εάν οι μαλακοί ιστοί δεν είναι αρκετά ισχυροί, αυξάνεται η πιθανότητα εξάρθρωσης του γόνατος, μια σοβαρή μετεγχειρητική επιπλοκή. Επιπλέον, οι προθέσεις κινητής πλατφόρμας κοστίζουν περισσότερο. Έως σήμερα, δεν υπάρχουν μελέτες που να υποστηρίζουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα, βελτίωση στον πόνο ή την λειτουργία του γόνατος με την χρήση προθέσεων κινητής πλατφόρμας.

Υλικά Εμφυτευμάτων – Προθέσεων

Τα μεταλλικά μέρη του εμφυτεύματος – πρόθεσης αποτελούνται από τιτάνιο ή κράματα κοβαλτίου-χρωμίου. Τα πλαστικά μέρη είναι κατασκευασμένα από υψηλού μοριακού βάρους πολυαιθυλένιο (Ultra high molecular weight polyethylene). Όλα μαζί ζυγίζουν 400-500 γραμμάρια ανάλογα με τον τύπο και το μέγεθος της πρόθεσης.

Συγκεκριμένα Κριτήρια Υλικών Κατασκευής

Τα υλικά κατασκευής που χρησιμοποιούνται για τις προθέσεις πρέπει να πληρούν ορισμένα κριτήρια:

  1. Πρέπει να είναι βιοσυμβατά, χωρίς να προκαλούν οποιαδήποτε αντίδραση ή απόρριψη του υλικού μετά την τοποθέτηση (rejection response).
  2. Πρέπει να είναι σε θέση να αναπαράγουν πιστά τις δομές του γόνατος που προορίζονται να αντικαταστήσουν. Π.χ. να είναι αρκετά ισχυρά ώστε να αντέχουν τα φυσιολογικά φορτία του γόνατος αλλά και εύκαμπτα ώστε να αντέχουν την τάση. Επιπλέον, τα ένθετα πρέπει να είναι σε θέση να ολισθαίνουν ομαλά μεταξύ τους.
  3. Πρέπει να είναι σε θέση να διατηρούν την αντοχή και το σχήμα τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Εμφυτεύματα – Προθέσεις με τσιμέντο και χωρίς τσιμέντο

Μια επιπλέον διαφορά μεταξύ των προθέσεων έγκειται στον τρόπο σταθεροποίησής τους στο οστό.

Στις προθέσεις με τσιμέντο (cemented) γίνεται χρήση μιας ειδικής ρητίνης – οστικού τσιμέντου – ταχύτατου πολυμερισμού (Πολυμεθυλομεθακρυλικό – PMMA) η οποία συγκρατεί τα εμφυτεύματα καλύπτοντας τον κενό χώρο μεταξύ οστού και εμφυτεύματος.

Οι προθέσεις χωρίς τσιμέντο (cementless) είναι κατασκευασμένες από ανάγλυφο ή πωρώδες ειδικό υλικό (π.χ. Υδροξυαπατίτης). Αρχικά, τα εμφυτεύματα ενσφηνώνονται στο οστό (press fit) ενώ στη συνέχεια αναπτύσσεται νέο οστό στην ειδική επιφάνεια των εμφυτευμάτων.

Ο όρος «υβρίδιο» αναφέρεται στις ολικές αρθροπλαστικές γόνατος που χρησιμοποιούν μηριαία πρόθεση χωρίς τσιμέντο και κνημιαία και/ή επιγονατιδική πρόθεση με τσιμέντο.

Ο Ορθοπαιδικός χειρουργός οφείλει να αξιολογήσει την κάθε περίπτωση προσεκτικά πριν την λήψη αποφάσεων σχετικά με τα υλικά, την τεχνική και τον τρόπο σταθεροποίησης και να ενημερώσει επαρκώς τον ασθενή.

Προθέσεις Αναθεώρησης Ολικής Αρθροπλαστικής Γόνατος / (Revision Surgery)

Η μακροβιότητα και η διάρκεια ζωής ενός εμφυτεύματος εξαρτάται από διάφορους παράγοντες συμπεριλαμβανομένων του επιπέδου δραστηριότητας, του βάρους και της γενικής κατάστασης του ασθενούς.

Ακριβώς όπως η φυσική φθορά συμβάλει στην εκφύλιση της φυσιολογικής άρθρωσης, έτσι και η φθορά των υλικών της πρόθεσης μπορεί τελικά να απαιτήσουν και δεύτερη χειρουργική επέμβαση η οποία ονομάζεται αναθεώρηση. Οι χειρουργικές επεμβάσεις αναθεώρησης ολικής αρθροπλαστικής γόνατος απαιτούν, συχνά, ειδικές προθέσεις που περιλαμβάνουν μακρύτερους στυλεούς για την κνήμη και τον μηρό. Επιπλέον, προσαρτώνται μεταλλικά πρόσθετα (augments) για να υποκαταστήσουν το πιθανό οστικό έλλειμμα που αναπόφευκτα δημιουργείται.

Σε πολλές περιπτώσεις οι προθέσεις της αναθεώρησης κάνουν χρήση μεγαλύτερης οπίσθιας σταθεροποίησης (posterior stabilized component) για μεγαλύτερη σταθερότητα. Σε ειδικές περιπτώσεις μεγάλης αστάθειας ή οστικού ελλείμματος μπορεί να είναι απαραίτητη η χρήση αρθρούμενης, συνδεδεμένης πρόθεσης (“hinged” prosthesis).