Post-implantation changes in the components of hip joint endoprostheses using 3D laser microscopy

Purpose. To make a comparative analysis of post-implantation changes in the components of hip joint endoprostheses using findings of 3D laser scanning microscopy. Materials and methods. Components of various friction pairs of hip joint endoprostheses were studied. The studied implants were intact or were implanted more than 10 years ago. Sphericity and surface topography at different structural levels were assessed using 3D laser scanning microscopy. Results. As it has been found out, sphericity of components made of CoCrMo varied more significantly (up to 0.104 mm) as compared to ceramic heads Biolox forte (up to 0.016 mm). The most deep changes in surface topography were observed in the friction pair CoCrMo-CoCrMo (up to 14.1 mkm to meso level) with indirect signs of corrosion and with the formation of «holes» in the area of wearouts and tears. Kinematic unit functioning in endoprostheses has an ex-centric character with the formation of mostly worn areas in the support focus point in which one can see marked surface topography changes which are mostly pronounced in the friction pair CoCrMo-CoCrMo. Conclusions. These finding should be taken into account while preparing for hip arthroplasty.

артропластика, тазобедренный сустав, пары трения, деформационный рельеф поверхности, 3D-лазерная сканирующая микроскопия, hip arthroplasty, friction pair, surface relief deformation, 3D laser scanning microscopy

1. Абросимов В.Г., Щепеткин И.А., Анисеня И.И. Трибологические механизмы в развитии нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава // Гений ортопедии. - 2002. - № 1. -С. 45-50.

2. Демченко А.А., Демченко М.В., Сисанбаев А.В. и др. Взаимосвязь деформационного рельефа поверхности и степени поврежденности стали при малоцикловом нагружении // Химическая физика и мезоскопия. - 2012. - Т. 14. - № 3. - С. 426-429.

3. Загородний Н.В. Эндопротезирование тазобедренного сустава. - M., 2012. - 312 c.

4. Минасов Б.Ш., Шустер Л.Ш., Якупов Р.Р. Трибологические характеристики различных пар трения при артропластике крупных суставов // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. - Т. 8. - № 6. - С. 158-161.

5. Прохоренко В.М., Слободской А.Б., Мамедов А.А. и др. Сравнительный анализ среднесрочных и отдаленных результатов первичного эндопротезирования тазобедренного сустава серийными эндопротезами бесцементной и цементной фиксации // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. - 2014. - № 3. - С. 21-26.

6. Шубняков И.И., Тихилов Р.М., Гончаров М.Ю. Достоинства и недостатки современных пар трения эндопротезов тазобедренного сустава (обзор иностранной литературы) // Травматология и ортопедия России. - 2010. - № 3. - С. 147-158.

7. Knahr K. Tribology in total hip arthroplasty. - 2011. - 233 р.

8. Kurtz S.M., Gawel H.A., Patel J.D. History and systematic review of wear and osteolysis outcomes for first-generation highly cross-linked polyethylene // Clin Orthop Relat Res. - 2011. - 469. - Р. 2262-2277.

9. Mutimer J., Devane P.A., Adams K., Horne J.G. Highly crosslinked polyethylene reduces wear in total hip arthroplasty at 5 years // Clin. Orthop. Relat. Res. - 2010. -№ 468. - P. 32283233.