پروتز لگن چیست

در این مقاله شما یاد میگیرید ساختمان پروتز لگن چیست و از چه قسمت هایی درست شده است و با انواع پروتز لگن آشنا میشوید.

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

آشنایی اولیه با پروتز لگن

انواع بسیار متنوعی از پروتز لگن وجود دارد ولی در همه آنها یک سر مصنوعی درون یک کاسه مصنوعی حرکت میکند کاملا شبیه مفصل طبیعی.

گفتیم پروتز لگن را بجای مفصل طبیعی که خراب شده کارگذاری میکنند. مفصل ران که به آن مفصل لگن هم میگویند یک مفصل گوی و کاسه ای است به این معنی 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.

 پروتز لگن 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 پروتز لگن 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 بیمار انتخاب میکند.

در زبان محاوره ای فارسی پروتز لگن و پروتز مفصل ران را معادل هم استفاده میکنند.

 تقریبا به هر علتی که مفصل لگن دچار تخریب غیر  قابل بازگشت شده باشد باید آن را با یک پروتز لگن جایگزین کرد. مثلا در بیماری های زیر

آرتروز و ساییده شدن مفصل

نکروز و سیاه شدگی در سر استخوان لگن

بد جوش خوردن شکستگی های ناحیه استابولوم

به عمل جراحی که در آن یک مفصل مصنوعی در ناحیه لگن کار گذاشته میشود جراحی تعویض مفصل لگن Hip arthroplasty میگویند.

پروتز مفصل لگن درد ناشی از خرابی مفصل را از بین برده و میتواند توانایی بیمار در انجام فعالیت های بدنی را به نحو چشمگیری بهبود دهد.

ساختمان  یک پروتز لگن چیست

ساختمان مشترک همه پروتزهای لگن به این صورت است که کاسه مصنوعی در داخل لگن قرار گرفته و یک سر مصنوعی هم بجای سر خراب شده قرار میدهند و بعد این دو درون هم قرار گرفته و با هم مفصل میشوند.

پروتز لگن از اجزاء مختلفی ساخته شده که جراح ارتوپد در هنگام عمل جراحی آنها را در کنار هم مونتاژ یا سرهم بندی و متصل کرده و درون استخوان های لگن کار میگذارد.

هر کدام از این اجزاء بصورت جداگانه در حین عمل جراحی در اندازه مناسب بیمار انتخاب شده و سپس به هم متصل شده و در جای مناسب خود به استخوان بیمار متصل میشوند.

یک پروتز لگن دو جزء اصلی دارد. قسمت لگنی که به آن Acetabular component هم میگویند و جزء رانی که به آن Femoral component میگویند.

این دو جزء در کنار هم قرار گرفته و با هم مفصل میشوند تا کلا پروتز مفصل لگن آماده شود. هر کدام از این اجراء خود ممکن است از اجزای دیگری تشکیل شده باشد.

در فیلم زیر ساختمان یک پروتز لگن توضیح داده میشود.

قسمت لگنی پروتز

قسمت لگنی پروتز لگن یک کاسه پلاستیکی از جنس پلی اتیلن است. پلی اتیلن پلاستیک معمولی نیست. این ماده بسیار سخت و مقاوم است بطوریکه از آن در ساخت بعضی جلیقه های ضد گلوله استفاده میشود.

پلی اتیلن به کار رفته در پروتز مفصل لگن در مقابل سایش بسیار مقاوم است چون باید سال های متوالی یک گوی یا کره فلزی را درون خود جای داده و گوی باید بتواند درون آن با حداقل اصطکاک حرکت کند. پس باید در مقابل سائیده شدن بسیار مقاوم باشد.

روش اتصال پلی اتیلن به لگن

این کاسه پلاستیکی باید در داخل حفره استابولوم جاگذاری و محکم شود. 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 حفره یا کاسه استابولوم متصل و محکم کند

یا ابتدا یک کاسه فلزی را 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 پروتز لگن یا (یک کاسه پلی اتیلنی همراه با سیمان) است و یا (یک کاسه پلی اتیلنی همراه با کاسه فلزی و احتمال چند عدد پیچ) ولی بهترین پروتز لگن از لحاظ اتصال کاسه آنهایی هستند که بدون سیمان و با واسطه یک کاسه فلزی به استخوان متصل میشوند.

قسمت رانی یا فمورال مفصل مصنوعی

جزء اصلی قسمت رانی، یک گوی یا کره مصنوعی است که به جای سر استخوان ران گذاشته میشود. جراح باید به نحوی بتواند این گوی مصنوعی را در بالای استخوان ران محکم قرار داده و متصل کند.

برای اتصال این گوی مصنوعی به استخوان ران به آن یک دم یا ادامه یا دسته متصل میکنند که به آن استم Stem یا پایه 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 استم فلزی و در نتیجه به سر مصنوعی متصل میشود. لازم به توضیح است که استخوان ران بصورت لوله ای توخالی است و به کانال داخل آن کانال مدولری medullary canal میگویند.

در مفاصل مصنوعی قدیمی سر و دسته یک تکه بودند ولی امروزه دو جزء جداگانه هستند. که موقع عمل، جراح از هر کدام اندازه ای که مناسب بیمار باشد را انتخاب کرده و به هم متصل میکند.

اندازه های متفاوت قسمت های تشکیل دهنده

اندازه استخوان های ران و لگن در انسان های مختلف با هم متفاوت است. پس قسمت های مختلف مفصل مصنوعی هم باید اندازه های متفاوت و مناسب بیمار داشته باشند.

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 استخوان های لگن و ران بیمار، اندازه مناسب از هر جزء را انتخاب کرده و با آنها یک پروتز لگن را مونتاژ و درست میکند.

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

مواد سازنده پروتز لگن چیست

قسمت های مختلف پروتز لگن از تیتانیوم و آلیاژ کروم-کبالت و پلی اتیلن و گاهی سرامیک ساخته شده اند. همه اینها موارد بسیار مقاومی هستند و با بدن سازگار هستند.

موادی که در ساخت پروتز لگن 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.

بنابر این پروتز مفصل لگن از مواد بسیار پیشرفته و با استاندارد و تکنولوژی بالایی ساخته میشوند و همین عامل موجب بالا بودن نسبی قیمت آنها است.

هر قسمتی از پروتز لگن برای بهینه شدن کارکرد خود از مواد خاصی ساخته میشود. مواد سازنده هر قسمت را در زیر توضیح میدهم.

استم یا پایه پروتز لگن

استم stem یا پایه قسمتی از پروتز لگن است که درون کانال داخلی استخوان ران فرو رفته و محکم میشود. این قسمت را معمولا از آلیاز های تیتانیوم (معمولا آلیاژی از تیتانیوم و آلومینیوم و وانادیوم) میسازند.

تیتانیوم با بدن سازگار است و بدن آن را پس نمیزند. این آلیاژ تیتانیوم بسیار محکم و در عین حال سبک است. استم باید بتواند سال های زیاد در بدن کار کند و باید از جنس مقاومی ساخته شود.

همچنین استم 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.

قابلیت خمش و انعطاف پذیری آلیاژ های تیتانیوم نسبت به فلزهای دیگر به استخوان شبیه تر است و این موجب میشود تا استم و استخوان ران در مقابل فشارهای وارد در حین راه رفتن با هم منعطف شوند و این خاصیت عمر مفصل را بیشتر میکند.

سر پروتز لگن

قسمت گوی یا سر معمولا دو نوعی مختلف دارد که جراح برحسب وضعیت بیمار یکی از آنها را انتخاب میکند

• سرهای مصنوعی از جنس آلیاژ کروم- کبالت
• سرهای مصنوعی از جنس مواد سرامیکی ( اکسید آلومینیوم یا اکسید زیرکونیم)

سطح رویی این گوی را بسیار صاف و صیقلی میسازند تا به راحتی در درون کاسه حرکت کند.

کاسه فلزی پروتز لگن

جنس کاسه فلزی که درون حفره استابولوم قرار داده میشود معمولا از آلیاژ های تیتانیوم (تیتانیوم و وانادیوم) است. ذکر این نکته مهم است که سر مصنوعی مستقیما با این کاسه فلزی تماسی ندارد و باید لایه ای درون این کاسه قرار بگیرد و سر با این لایه تماس دارد.

بعضی از انواع کاسه های فلزی را از فلز تانتالوم میسازند.

لایه ای که با سر مصنوعی تماس دارد

در واقع سطح سایش و تماسی در یک مفصل مصنوعی بین این لایه و سر مفصل مصنوعی است. جنس این لایه معمولا از پلی اتیلن است ولی ممکن است از سرامیک هم ساخته شود.

پیچ ها

جراح ممکن است برای اتصال کاسه فلزی به حفره استابوبوم از پیچ های فلزی استفاده کند. جنس این پیچ ها همانند جنس کاسه فلزی و معمولا از آلیاژهای تیتانیوم است.

سیمان استخوانی

در بعضی از انواع مفاصل مصنوعی جراح استم یا پایه فلزی را با چسب خاصی به نام سیمان استخوانی به درون کانال استخوان ران متصل میکند.

سطوح ساینده انواع پروتز مفصل لگن

دو سطحی از پروتز لگن که روی هم حرکت میکنند سر و کاسه مصنوعی هستند. این سطوح باید بسیار صاف و صیقلی باشند. این صیقلی بودن نه تنها موجب حرکت بهتر مفصل با اصطکاک کمتر میشود بلکه موجب میگردد تا سایش کمتری بین سطوح ایجاد شود.

حرکت مکرر سطوح پروتز لگن در طی سالیان میتواند موجب شود تا ذرات بسیار ریزی از روی آنها کنده شده و سطح آنها بتدریج ساییده شده و از بین برود.

هرچه سطوح پروتز مفصل لگن صاف تر و صیقلی تر باشند سایش آنها کمتر شده و عمر مفصل مصنوعی بیشتر میشود. پس این سطوح باید در مقابل سایش بسیار مقاوم باشند.

امروزه سطوح متحرک مفاصل مصنوعی را از فلز، پلی اتیلن و سرامیک میسازند.

معمولا از دو سطحی که بر روی هم حرکت میکنند یکی را از جنس فلز و دیگری را از پلی اتیلن انتخاب میکنند. معمولا گوی از جنس فلز و کاسه از جنس پلی اتیلن است. 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. پس میتوان گوی و کاسه را از جنس سرامیک انتخاب کرد و یا گوی را از سرامیک و کاسه را پلی اتیلن استفاده کرد.

فلز بکار رفته در سر مصنوعی باید بسیار سخت بوده و از جنس آلیاژ کروم کبالت ساخته میشود و سطوح سرامیکی در مقابل سایش بسیار مقاوم بود و معمولا از جنس اکسید آلومینیوم هستند.

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.

انواع پروتز لگن کدامند

پروتز لگن دو دسته کلی سیمانی و غیر سیمانی دارد.

در زیر این دو نوع مفصل مصنوعی را  توضیح میدهم.

پروتز لگن سیمانی

در این نوع از پروتز 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 پروتز 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

پروتز لگن 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 پروتز لگن بدون سیمان، سطح رویی 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. پروتز لگن که از این روش استفاده میکند را پروتز بدون سیمان Cementless artificial joint میگویند.

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

در پروتز لگن 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.

شکل پروتز لگن

پروتز لگن به شکل های گوناگونی ساخته میشود که پزشک برحسب بیمار و نوع خرابی مفصل نوع پروتز را انتخاب میکند.

شکل پروتز مفصل لگن برحسب مفصل خراب شده که باید جایگزین آن شود متفاوت است و لزوما شبیه مفصل طبیعی نیست. پروتز لگن در شکل های ظاهری مختلفی ساخته میشود و معمولا هر شکلی از مفصل مصنوعی مناسب بیمار خاصی است.

بطور مثال حفره استابولوم بعضی بیماران بسیار کوچک است. در بعضی دیگر کم عمق است. در بعضی دیگر بسیار تخریب شده و تغییر شکل داده است. برای هر کدام از اینها باید یک شکل خاص از کاسه فلزی مصنوعی را استفاده کرد.

یا مثلا کانال درون استخوان ران بعضی بیماران تنگ و بعضی دیگر گشاد است. برای هر کدام از اینها باید پایه مخصوص به خود را بکار برد.

در بعضی بیماران که باید مفصل مصنوعی قبلی لگن بنا به دلایلی عوض شوند شکل پروتز لگن که بکار برده خواهد شد ممکن است بکلی با مفصل اولیه فرق کند. بطور مثال ممکن است لازم شون پایه یا استم مفصل مصنوعی بسیار بلندتر از قبل انتخاب شود.

سازندگان مختلف با بررسی ها و تحقیقات زیاد سعی میکنند بهترین اشکال مفصل مصنوعی را طراحی کنند تا بدین وسیله پایداری و عمر مفصل مصنوعی را بیشتر کنند.

تعویض سطح مفصل لگن

این نوعی حاصی از پروتز لگن 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 قرار میگیرد.

در واقع فقط سطح رویی سر استخوان ران تعویض میشود. از این روش معمولا در افراد جوان استفاده میشود.

عمل پروتز لگن چگونه است

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

آماده کردن استخوان

برای قرار دادن یک پروتز لگن 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 میشود.

کارگذاری اجزاء

ابتدا 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.

در فیلم زیر مراحل کارگذاری پروتز لگن توضیح داده میشود.

تفاوت کارگذاری مفاصل سیمانی و غیر سیمانی

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 عمل پروتز لگن 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 عمل پروتز لگن 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.