مفصل مصنوعی لگن و ران چیست و چه انواعی دارد

نویسنده: دکتر مهرداد منصوری “متخصص ارتوپدی”

مفصل مصنوعی لگن ساختاری متشکل از فلز و پلی اتیلن یا سرامیک است که بجای مفصل طبیعی لگن که به عللی دچار تخریب شده است در محل آن کار گذاشته میشود.

در این مقاله شما با انواع مفاصل مصنوعی لگن و ران مانند مفاصل سیمانی و غیر سیمانی آشنا میشوید و اجزاء تشکیل دهنده یک مفصل مصنوعی لگن را خواهید شناخت.

متوجه میشوید قسمت های یک مفصل مصنوعی لگن هر کدام چه جنسی دارند و یاد میگیرید که این مفصل مصنوعی چگونه در لگن قرار داده میشود.

برای مطالعه مقالات بیشتر در مورد مشکلات لگن و بخصوص تعویض مفصل لگن و ران میتوانید به این صفحه مراجعه کنید.

مقدمه

مفصل ران یا لگن را یک مفصل گوی و کاسه ای مینامند به این علت که سر استخوان ران مانند یک گوی یا کره است که در درون یک کاسه به نام استابولوم قرار گرفته و مفصل ران یا لگن را ساخته است.

مفصل مصنوعی ران هم تقلیدی از همین ساختمان بوده و از دو قسمت اصلی یعنی همان گوی و کاسه تشکیل شده است.

امروزه انواع بسیار متنوع و گوناگونی از مفاصل مصنوعی ران وجود دارد و پزشک ارتوپد بر حسب عوامل مختلفی مثل سن بیمار، کیفیت استخوان ها، سطح فعالیت بیمار و دیگر عوامل از بین آنها مناسب ترین نوع را برای بیمارش انتخاب میکند.

عمل جراحی تعویض مفصل ران را که در آن یک مفصل مصنوعی در ناحیه لگن کار گذاشته میشود آرتروپلاستی لگن مینامند. مفصل مصنوعی لگن درد ناشی از تخریب مفصل را از بین برده و میتواند توانایی بیمار در انجام فعالیت های بدنی را به نحو چشمگیری بهبود دهد.

مفصل مصنوعی لگن میتواند دامنه حرکتی مفصل ران را بهتر کرده و کوتاهی اندام بیمار را تا حدود زیادی جبران کند. ولی این مفصل مصنوعی در چه مواردی بکار برده میشود.

مفصل مصنوعی لگن در چه مواردی بکار میرود

تقریبا به هر علتی که مفصل ران دچار تخریب شده باشد میتوان آنرا با یک مفصل مصنوعی لگن جایگزین کرد. مفصل ران به علل مختلفی میتواند خراب شود که شایعترین آنها عبارتند از

مفصل مصنوعی لگن چه انواعی دارد

امروزه انواع بسیار زیاد و متنوعی از مفاصل مصنوعی لگن وجود دارند ولی میتوان آنها را به دو دسته کلی سیمانی و غیر سیمانی تقسیم کرد. در زیر آنها را  توضیح میدهم.

مفصل مصنوعی سیمانی

در این نوع از مفاصل مصنوعی لگن، کاسه پلی اتیلنی و دسته فلزی از طریق سیمان استخوانی به استخوان متصل میشوند.

منظور از سیمان استخوانی که به اختصار به آن سیمان هم میگویند چسبی مخصوص از جنس پلی آکریلات است که پزشک ارتوپد با استفاده از آن قسمت های مختلف مفصل مصنوعی لگن را به استخوان بیمار متصل میکند.

در حین عمل جراحی پزشک جراح با مخلوط کردن یک پودر و یک مایع مخصوص سیمان را تهیه میکند. این مخلوط در ابتدا خمیری است ولی در عرض چند دقیقه سفت و محکم میشود. قرار گرفتن سیمان استخوانی در بین استخوان و فلز موجب اتصال محکم آنها به یکدیگر میشود.

سیمان از یک طرف در خلل و فرج ریز استخوان نفوذ کرده و از طرف دیگر به فلز میچسبد و بدین ترتیب اتصال محکمی را بین این دو ایجاد میکند.

در تصویر بالا اتصال کاسه پلی اتیلنی درون حفره استابولوم و اتصال دسته فلزی درون کانال استخوان ران به توسط سیمان استخوانی صورت گرفته است. رنگ سیمان استخوانی در تصویر بالا سفیدتر از استخوان است

مفصل مصنوعی غیر سیمانی

در این دسته از مفاصل مصنوعی، کاسه پلی اتیلنی در داخل یک کاسه فلزی قرار میگیرد و این کاسه فلزی مستقیما و بدون استفاده از سیمان به استخوان لگن متصل میشود.

در مفاصل مصنوعی بدون سیمان، سطح فلز را با روش های فلزکاری متخلخل و دارای سوراخ و حفرات ریز میکنند. این سوراخ ها و حفرات بسیار ریز و در حد هزارم میلیمتر هستند.

وقتی فلزی با این خصوصیت در کنار استخوان قرار میگیرد سلول های استخوان بتدریج درون این خلل و فرج رشد کرد و در نتیجه اتصال محکمی بین استخوان و فلز ایجاد میشود. مفاصل مصنوعی لگن که از این روش استفاده میکنند را مفاصل مصنوعی بدون سیمان Cementless artificial joint میگویند.

امروزه بیشتر از مفاصل مصنوعی بدون سیمان استفاده میشود ولی مواردی هم وجود دارد که استفاده از مفاصل سیمان دار در آنها بهتر است.

در مفاصل مصنوعی بدون سیمان ممکن است اتصال کاسه فلزی به درون حفره استابولوم با کمک چند پیچ محکم شود و یا ممکن است اتصال به استخوان بدون نیاز به پیچ باشد. در مواردی که پیچ استفاده نمیشود کاسه فلزی چنان فیت استخوان بیمار است که بدون نیاز به پیچ در درون آن سفت میشود و سپس با رشد استخوان در درون خلل و فرج ریزی که بر روی آن قرار دارد به استخوان محکم میگردد.

ساختمان  یک مفصل مصنوعی لگن چیست

مفصل مصنوعی لگن یا ران از اجزاء مختلفی ساخته شده که در موقع عمل جراحی در کنار هم مونتاژ میشوند. هر کدام از این اجزاء بصورت جداگانه در حین عمل برای بیمار اندازه گیری شده و سپس به هم متصل شده و در جای مناسب خود به استخوان بیمار متصل میشوند.

یک مفصل مصنوعی لگن دو جزء اصلی دارد. قسمت لگنی که به آن Acetabular component هم میگویند و یک جزء رانی که به آن Femoral component میگویند. هر کدام از این اجراء خود ممکن است از اجزای دیگری تشکیل شده باشد.

در فیلم زیر ساختمان یک مفصل مصنوعی ران توضیح داده میشود.

قسمت لگنی مفصل مصنوعی

قسمت لگنی مفصل مصنوعی لگن یک کاسه پلاستیکی از جنس پلی اتیلن است. جنس این کاسه از پلاستیک معمولی نیست و پلی اتیلن به کار رفته در آن در مقابل سایش بسیار مقاوم است چون باید سال های متوالی یک گوی یا کره فلزی را درون حود جای داده و در کنار آن حرکت کند. پس باید در مقابل سائیده شدن بسیار مقاوم باشد.

جراح برای اتصال این کاسه پلی اتیلنی به درون حفره استابولوم دو انتخاب دارد. یا آن را با چسب خاصی به نام سیمان استخوانی به درون کاسه متصل و محکم کند و یا ابتدا یک کاسه فلزی را به درون حفره استابولوم کارگذاری کرده و بعد کاسه پلی اتیلنی را درون کاسه فلزی جای دهد.

امروزه بندرت از روش اتصال کاسه پلی اتیلنی با سیمان استفاده میشود و در غالب موارد جراح ابتدا یک کاسه فلزی را درون حفره استابولوم کارگذاری کرده و بعد کاسه پلی اتیلنی را درون آن قفل میکند. برای اتصال کاسه فلزی درون حفره استابولوم ممکن است از یک یا چند عدد پیچ هم استفاده شود.

پس بطور خلاصه قسمت لگنی یک مفصل مصنوعی ران یا یک کاسه پلی اتیلنی همراه با سیمان است و یا یک کاسه پلی اتیلنی همراه با کاسه فلزی و احتمال چند عدد پیچ

قسمت رانی یا فمورال مفصل مصنوعی

جزء اصلی قسمت رانی یک گوی یا کره فلزی است که به جای سر استخوان ران گذاشته میشود. برای اتصال این گوی فلزی به استخوان ران به آن یک دم یا ادامه متصل میکنند که به آن استم Stem یا دسته میگویند.

وقتی جراح سر خراب شده استخوان ران را خارج میکند استم یا دسته را درون کانال مدولری استخوان ران قرار میدهد و بدین ترتیب ران به سر و استم فلزی متصل میشود.

در مفاصل مصنوعی قدیمی سر و دسته یک تکه بودند ولی امروزه دو جزء جداگانه هستند. که موقع عمل جراحی به هم متصل میشوند.

اندازه استخوان های ران و لگن انسان ها با هم متفاوت است. پس مفاصل مصنوعی هم اندازه های مختلفی دارند. کاسه فلزی حدود 20 اندازه مختلف با قطرهای متفاوت دارد. لایه پلی اتیلنی هم حدود 20 اندازه مختلف دارد.

سر فلزی و استم هم اندازه های مختلف دارند. جراح موقع عمل جراحی برحسب اندازه بیمار، اندازه مناسب از هر جزء را انتخاب کرده و با آنها یک مفصل مصنوعی لگن را مونتاژ و درست میکند.

این روش را مدولر یا ماجولر میگویند. یعنی مفصل مصنوعی از اجزائی ساخته شده که میتوان بطور مستقل اندازه مناسب را انتخاب کرد.

سطوح ساینده مفصل مصنوعی لگن

سطوحی از مفصل مصنوعی که باید بر روی هم حرکت کرده و بلغزند باید بسیار صاف و صیقلی باشند. این صیقلی بودن نه تنها موجب حرکت بهتر مفصل میشود بلکه موجب میگردد تا سایش کمتری بین سطوح ایجاد شود.

حرکت مکرر سطوح مفصل مصنوعی لگن در طی سالیان میتواند موجب شود تا ذرات بسیار ریزی از روی آن کنده شده و سطح آنها بتدریج ساییده شده و از بین برود. هرچه سطوح مفصل مصنوعی صاف تر و صیقلی تر باشند سایش آنها کمتر شده و عمر مفصل مصنوعی لگن بیشتر میشود. از طرف دیگر این سطوح باید در مقابل سایش بسیار مقاوم باشند.

امروزه سطوح متحرک مفاصل مصنوعی را از فلز، پلاستیک و سرامیک میسازند. سطوح فلزی که باید روی هم حرکت کنند معمولا جنس آلیاژ کروم کبالت دارند. سطوح سرامیکی در مقابل سایش بسیار مقاوم بود و معمولا از جنس اکسید آلومینیوم هستند. سطوح پلاستیکی معمولا از جنس نوعی پلی اتیلن بسیار محکم و مقاوم به سایش ساخته میشوند.

معمولا از دو سطحی که بر روی هم حرکت میکنند یکی را از جنس فلز و دیگری را از پلی اتیلن انتخاب میکنند. در سالهای اخیر  از سطوح دیگر که مقاومت بیشتری در مقابل سایش دارند استفاده بیشتری میشود.

حرکت سرامیک بر روی پلی اتیلن و سرامیک بر روی سرامیک موجب سایش کمتری شده و طول عمر مفصل مصنوعی ران را بیشتر میکند. البته استفاده از هر کدام از این سطوح مزایا و معایب مخصوص به خود را دارد. پزشک معالج بر اساس شرایط بیمار بهترین گزینه را برای بیمار انتخاب میکند.

مواد سازنده مفصل مصنوعی لگن

شکل مفصل مصنوعی لگن برحسب مفصلی که باید جایگزین آن شود متفاوت است و لزوما شبیه مفصل طبیعی نیست. بیشتر قسمت های مفصل مصنوعی را از فلز میسازند. البته از مواد دیگری هم در ساخت مفاصل مصنوعی استفاده میشود که مهمترین آنها سرامیک و پلاستیک است.

فلز بکار رفته در مفصل مصنوعی ران معمولا یک آلیاژ است. این آلیاژ برای کارکرد مناسب باید بسیار محکم باشد تا بتواند سالیان سال فشارهای وارده به مفصل را تحمل کرده و آسیب نبیند.

همچنین باید تا حدودی قابلیت انعطاف داشته باشد تا بتواند همچنان که استخوان در مقابل نیروهای وارد به آن تغییر شکل میدهد آن هم تغییر شکل داده و با استخوان هماهنگ باشد. این هماهنگی موجب ماندگاری بیشتر استخوان و فلز در کنار هم خواهند شد.

جنس دسته ( که به آن استم Stem هم میگویند) معمولا از آلیاژهای تیتانیوم بوده و به اشکال گوناگون طراحی و ساخته میشود.

قسمت گوی یا سر، معمولا از آلیاژ کروم- کبالت یا از مواد سرامیکی ( اکسید آلومینیوم یا اکسید زیرکونیم) ساخته میشود. سطح رویی این گوی را بسیار صاف و صیقلی میسازند تا به راحتی در درون کاسه حرکت کند.

جنس کاسه فلزی که درون حفره استابولوم فیکس میشود معمولا از آلیاژ های تیتانیوم (تیتانیوم و وانادیوم ) است. لایه ای درون این کاسه فلزی قرار میگیرد که با سر مفصل مصنوعی تماس دارد. در واقع سطح سایش و تماسی یک مفصل مصنوعی بین این لایه و سر مفصل مصنوعی است. جنس این لایه معمولا از پلی اتیلن است ولی ممکن است از سرامیک یا فلز هم ساخته شود.

 در تصاویر بالا کاسه فلزی که درون حفره استابولوم جای میگیرد، کاسه سرامیکی که درون کاسه فلزی قرار میگیرد و سر سرامیکی دیده میشوند

موادی که در ساخت این مفاصل مصنوعی بکار میروند با بدن سازگارند و از طرف بدن دفع نمیشوند.

این مواد تا حد زیادی در مقابل سایش و زنگ زدگی مقاومند. به اندازه کافی قوی هستند تا بتوانند وزن بدن را تحمل کرده و شکسته نشوند و به اندازه کافی قابلیت ارتجاعی دارند تا ترد و شکننده نباشند.

بنابراین این مفاصل مصنوعی لگن از مواد بسیار پیشرفته و با استاندارد و تکنولوژی بالایی ساخته میشوند و همین عامل موجب بالا بودن نسبی قیمت آنها است.

قرار دادن مفصل مصنوعی ران در ناحیه لگن چه مراحلی دارد

اگر تمایل داشته باشید مراحل جاگذاری یک مفصل مصنوعی را میتوانید در فیلم زیر ببینید.

برای قرار دادن یک مفصل مصنوعی ران ابتدا پوست روی مفصل ران و عضلات زیر آن شکافته شده و به کنار زده میشوند تا مفصل ران مشخص شود. با باز کردن کپسول مفصلی، استخوان سر ران و استابولوم نمایان میشوند.

سر استخوان ران که سائیده شده و آسیب دیده است و قسمتی از گردن استخوان ران از بقیه استخوان جدا شده و از بدن خارج میشوند. سپس ران به کنار زده میشود تا حفره استابولوم کاملا نمایان شود.

باقیمانده غضروف مفصلی تخریب شده که سطح داخلی حفره استابولوم را پوشانده است با وسایل خاصی تراشیده و خارج شده و سپس کاسه پلاستیکی، در داخل حفره استابولوم کار گذاری میشود.

سپس باقیمانده استخوان ران برای کارکذاری استم آماده میشود. به این صورت که با وسایل خاصی کانال مدولر ران گشادتر شده تا شکل دسته یا استم را به خود بگیرد و سپس این استم یا دسته در درون این کانال مدولری آماده شده قرار میگیرد.

در آخر، سر مفصل مصنوعی در داخل کاسه پلاستیکی قرار میگیرد تا مفصل مصنوعی آماده کار شود.

گفتیم بر حسب اینکه اتصال سر و کاسه مصنوعی با استخوان بدن به چه طریقی انجام میشود مفاصل مصنوعی را به دو دسته سیمانی و غیر سیمانی تقسیم میکنند.

در نوع سیمانی برای اتصال دسته یا استم به داخل کانال مدولر و برای اتصال کاسه پلاستیکی به استخوان لگن از چسب مخصوصی به نام سیمان ارتوپدی استفاده میشود.

در مفاصل مصنوعی بدون سیمان، سطح رویی دسته یا استم را با استفاده از روش های مخصوص فلز کاری بصورتی در میاورند که دارای برجستگی و فرورفتگی ها و خلل و فرج بسیار ریز ( در حد زیر مقیاس میلیمتر) میشود.

جراح ارتوپد این دسته را مستقیما و بدون واسطه ای به داخل کانال مدولری وارد میکند. در عرض چند ماه بعد از جراحی، استخوان ران که در تماس با فلز است به درون این خلل و فرج رشد کرده و به این ترتیب به فلز متصل میشود.

در مورد کاسه هم همین اقدام صورت میگیرد. به این صورت که کاسه پلی اتیلنی در درون کاسه فلزی دیگری قرار میگیرد و سطح خارجی این کاسه فلزی به همان ترتیب که در مورد استم گفته شد، به استخوان لگن متصل میشود.

تعویض قسمتی از مفصل لگن

 گاهی اوقات فقط یک طرف مفصل تخریب شده و آسیب دیده است که معمولا سر استخوان ران است. در این موارد جراح ارتوپد ممکن است تصمیم بگیرد تا فقط سر استخوان ران را تعویض کرده و قسمت استابولوم را دست نخورده حفظ کند.

از این نوع جراحی معمولا در شکستگی های گردن استخوان ران در افراد مسن استفاده میشود.

تعویض سطح مفصل لگن

 روش جدیدی از تعویض مفصل است که در آن، قسمت مربوط به تعویض کاسه، مانند روش های معمول است ولی در قسمت ران، سر و گردن ران خارج نمیشوند بلکه قسمتی از سطح رویی سر استخوان ران تراشیده شده و سپس یک کلاهک فلزی روی آن قرا میگیرد.

در واقع سطح رویی سر استخوان ران تعویض میشود. از این روش معمولا در افراد جوانی که نیاز به تعویض مفصل ران دارند استفاده میشود. این روش هنوز در مراحل ابتدایی استفاده بوده و نتایج دراز مدت آن ناشناخته است.

مفصل مصنوعی هم مانند هر وسیله دیگری با گذشت زمان فرسوده میشود. اگر این فرسودگی خیلی زیاد باشد مفصل ران بیمار باید با مفصل دیگری تعویض شود.

مفاصل مصنوعی که امروزه بکار برده میشوند درشرایط استاندارد در ۸۰ درصد موارد بیش از ۲۰ سال عمر میکنند. این مدت و درصد در افراد مختلف متفاوت است.

مفصل مصنوعی لگن چقدر عمر میکند

تعویض مفصل ران یکی از موفقیت آمیز ترین اعمال جراحی است.

این نوع عمل جراحی در از بین بردن درد مفصل لگن و برگرداندن بیمار به یک زندگی فعال بسیار کارا است با این حال مفصل مصنوعی لگن هم مانند مفصل طبیعی بدن انسان میتواند بتدریج ساییده شده و با گذشت زمان کم کم دچار فرسودگی شود.

ممکن است کاسه پلاستیکی پلی اتیلنی بتدریج ساییده شده و یا ممکن است کم کم دسته فلزی و یا کاسه فلزی در درون استخوان ران و لگن لق شوند و یا ممکن است بتدریج استخوان اطراف مفصل مصنوعی با بالا رفتن سن بیمار فرسوده شده و دچار خوردگی گردد.

در این موارد پزشک جراح مفصل مصنوعی لگن را از بدن بیمار خارج کرده و با یک مفصل جدید جایگزین میکند.

مفصل مصنوعی ران در اکثریت موارد قریب به ۲۵-۲۰ سال عمر میکند. البته ممکن است در بعضی افراد مفصل بسیار بیشتر از این کار کند و یا بر عکس ممکن است مفصل زودتر دچار فرسودگی شود.

عمر مفصل مصنوعی لگن تا حد زیادی به تبحر جراح در کارگذاری درست آن وابسته است.

طول عمر مفصل مصنوعی ران در جوانتر ها و کسانی که زندگی فعالتر و پر تحرک تری دارند قدری کمتر است و آنهم به علت فشار های زیادی است که فرد به مفصل مصنوعی وارد میکند.

با پیشرفت تکنولوژی و بکار بردن مفاصل مصنوعی بهتر عمر این مفاصل روز به روز در حال افزایش است.

در فیلم زیر مطالب مربوط به عمر یک مفصل مصنوعی لگن و ران بیشتر توضیح داده شده است.

همین حالا مشورت کنید:
در صورتیکه این مقاله بیماری یا مشکل خاصی را شرح داده است میتوانید با نویسنده آن که بیشترین اطلاعات ارتوپدی در همین زمینه را دارد مشورت کنید.

این مقاله چقدر مفید بود ؟

لطفا در زیر امتیاز بدهید