WYBRANE ZAGADNIENIA PROJEKTOWANIA ENDOPROTEZY HYBRYDOWEJ STAWU RAMIENNEGO

(1)

WYBRANE ZAGADNIENIA

PROJEKTOWANIA ENDOPROTEZY HYBRYDOWEJ STAWU RAMIENNEGO

Barbara Balicka

^1a

, Jacek Buśkiewicz

^1b

1Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Poznańska

abarbara.p.balicka@doctorate.put.poznan.pl

bjacek.buskiewicz@put.poznan.pl

Streszczenie

Celem endoprotezoplastyki jest przywrócenie mobilności oraz zniesienie bólu w uszkodzonym stawie. Dokonano analizy literatury dotyczącej problematyki oraz skuteczności implantacji endoprotezy stawu ramiennego w organizmie człowieka wraz z przeglądem dostępnych na rynku endoprotez o budowie modułowej. Przeanalizowano także wpływ poszczególnych parametrów endoprotezy na jakość implantacji. Na podstawie tej wiedzy zaproponowano własną konstrukcję endoprotezy hybrydowej stawu ramiennego. Wymagało to rozwiązania wielu problemów doty- czących projektowania poszczególnych elementów endoprotezy o nastawnych parametrach zapewniającej warunki geometryczne i kinematyczne zbliżone do naturalnych.

Słowa kluczowe: endoprotezoplastyka, staw ramienny

CHOSEN ASPECTS OF DESIGN

OF HYBRID ENDOPROSTHETICS OF A SHOULDER JOINT

Summary

The purpose of arthroplasty is to restore the mobility and soften pain in an injured joint. The literature dealing with problems and efectiveness of the shoulder joint implantation was analyzed. The overview of available modular endoprothesis was performed. The influence of the endoprothesis geometric parameters on the quality of arthroplasty was summarized and presented. The literature studies were employed to design the hybrid shoulder endoprothesis with adjustable components. The main problem was to propose the structure of the adjustable components to reproduce geometric and kinematic conditions of the anatomical joint.

Keywords: arthroplasty, shoulder joint

1. WSTĘP

Zapewnienie naturalnej mobilności niesprawnego stawu ramiennego jest głównym celem konstruktorów współczesnych endoprotez i wytycza kierunki ich rozwoju.

(2)

Rys. 1. Stawy obręczy barkowej: sternoclavicular joint – staw mostkowo-obojczykowy, acromioclavcular joint – staw barko- wo-obojczykowy, glenohumaral joint – staw ramienny, scapu- lothoracic articulation – staw żebrowo-łopatkowy [7]

Celem pracy jest zebranie najnowszej wiedzy literaturowej dotyczącej problematyki i skuteczności endoprotezoplastyki stawu ramiennego wraz z przeglądem dostęp- nych na rynku endoprotez o budowie modułowej. Na podstawie zdobytej wiedzy został zaproponowany wła- sny projekt nastawnej endoprotezy hybrydowej stawu ramiennego uwzględniający poszczególne parametry wpływające na jakość implantacji. Producenci nie podają szczegółów technicznych budowy endoprotez, dlatego skonstruowanie konstrukcji o nastawnych parametrach odwzorowującej możliwie najwierniej warunki geometryczne i kinematyczne do naturalnych jest dużym wyzwaniem.

Obręcz barkowa (rys. 1) jest najbardziej mobilnym kompleksem stawowym w organizmie. Głównym stawem jest staw ramienny – kulisty, wolny i wieloosiowy, który współpracuje ze stawami podbarkowym, żebrowo- łopatkowym, barkowo-obojczykowym i mostkowo- -żebrowo-obojczykowym. Ruchomość stawu ramiennego zawiera się w trzech głównych osiach i obejmuje ruchy zgięcia i wyprostu, odwiedzenia i przywodzenia, zgięcia i wyprostu horyzontalnego oraz rotację wokół osi długiej kości ramiennej [4]. W stawie ramiennym środek obrotu nie jest stały, a głowa kości ramiennej ulega rotacji, translacji i toczeniu względem wydrążenia stawowego łopatki (rys. 2) [1,4].

Rys. 2. Ruchy główki względem panewki stawu ramiennego, od góry: rotacja, translacja, toczenie [1]

2. PARAMETRY GEOMETRYCZNE

STRUKTUR KOSTNYCH STAWU RAMIENNEGO

Wielkość endoprotezy powinna być dopasowana do anatomii pacjenta. Ważnymi parametrami geometrycz- nymi struktur kostnych stawu do zaprojektowania endoprotezy są: średnica i grubość głowy kości ramiennej, kąt szyjki anatomicznej oraz wysokość i szerokość (górna i dolna) wydrążenia stawowego łopatki (tab. 1).

Przy endoprotezach standardowych średnica i głębokość głowy stawowej oraz wielkość panewki jest zbliżona do wymiarów anatomicznego stawu. W przypadku endoprotez odwrotnych głowa stawowa jest głębsza, ale o mniej- szej średnicy niż głowa kości ramiennej.

W tabeli poniżej zestawiono uśrednione wymiary głowy kości ramiennej i panewki dla panewki w rozmiarze średnim [2].

Rys. 3. Przesunięcie powierzchni stawowej głowy kości ramiennej do osi trzonu (w płaszczyźnie osiowej): a – przesunięcie przyśrodkowe, b – przesunięcie tylne, c – przesunięcie złożone [1]

(3)

Tab. 1. Wymiary głowy kości ramiennej i wydrążenia stawowego łopatki dla panewki średniej (opracowanie własne na podstawie [2])

Parametry Panewka średnia

średnia zakres

Kość ramienna

Średnica głowy w płaszczyźnie czołowej

[mm]

48,4 43,0- 54,5

Grubość głowy [mm] 18,3 13,3- 22,5 Kąt szyjki anatomicz-

nej [°] 44,6 31,5-

50,7

Wydrążenie stawowe

łopatki

Wysokość [mm] 35,7 33,4- 37,9 Szerokość górnej części

[mm] 23,2 18,3-

28,6 Szerokość dolnej części

[mm] 27,9 20,6-

34,0

Ponadto w konstrukcji endoprotezy należy uwzględnić przesunięcia (offsety) nasady bliższej kości ramiennej (zawierającą głowę stawową) w stosunku do osi głównej kości. W płaszczyźnie osiowej środek nasady jest przesu- nięty ku tyłowi o średnio 2,6 mm, a w płaszczyźnie czołowej o średnio 6,9 mm przyśrodkowo (rys. 3) [1].

3. ENDOPROTEZY HYBRYDOWE

Obecnie na rynku zaopatrzenia ortopedycznego jest coraz większy wybór endoprotez stawu ramiennego, w tym o konstrukcji modułowej. Producenci oferują poszczególne elementy o różnych wielkościach i kształtach, aby umożliwić jak najlepsze dopasowanie do indywidualnego pacjenta.

Rys. 4. Endoproteza Inverse/Reverse Shoulder System by Zimmer: anatomiczna (po lewej), odwrotna (po prawej) [12]

Indywidualna geometria oraz zakres i rodzaj patologii stawu poszczególnych pacjentów utrudnia dobranie odpowiedniej endoprotezy. Najlepszym rozwiązaniem są endoprotezy dopasowane i wytwarzane dla indywidual-

nego pacjenta na podstawie zdjęć stawu z CT lub MRI.

Jednak wytworzenie jej jest drogim i długotrwałym procesem, dlatego producenci oferują endoprotezy o budowie modułowej, umożliwiając dobranie poszcze- gólnych elementów pod względem geometrii i wielkości.

Wadą takich endoprotez jest ryzyko luzowania się elementów, dlatego miejsca łączenia i śruby mocujące muszą być wykonane bardzo precyzyjnie. W celu polep- szenia jakości połączenia powinno stosować się kleje wprowadzane w otwory na śruby, które nie byłyby toksyczne dla organizmu człowieka - na przykład kleje na bazie polimetakrylanu metylu (PMMA).

Od niedawna na rynku medycznym dostępne są endoprotezy hybrydowe, które można złożyć w dwojaki sposób – w anatomiczną lub odwrotną endoprotezę (głowa stawowa jest mocowana w wydrążeniu stawowym łopatki, a panewka w kości ramiennej). Głównym elementem wspólnym endoprotezy hybrydowej jest trzpień mocowany w kanale śródszpikowym kości ramiennej, do którego jest mocowana głowa lub panewka, zazwyczaj za pośrednictwem korpusu, który wyznacza kąt nachylenia w płaszczyźnie czołowej oraz położenie panewki lub głowy względem osi głównej trzpienia.

Komponent łopatkowy standardowy stanowi panewka z tworzywa sztucznego (opcjonalnie z metalowym wpu- stem). Komponent łopatkowy odwrotny ma skompliko- waną budowę. Płytka z głową stawową jest mocowana

za pomocą wkrętów wprowadzanych

w łopatkę, dzięki którym możliwe jest utrzymanie głowy stawowej w kości. Przykładami endoprotez hybrydowych są endoprotezy Inverse/Reverse Shoulder System by Zimmer (rys. 4) i Smith&Nephew PROMOS Modular Shoulder System (rys. 5) [9,10,12].

Rys. 5. Endoproteza Smith&Nephew PROMOS Modular Shoulder System: anatomiczna (po lewej), odwrotna (po prawej) [9,10]

(4)

4. PROBLEMY

ENDOPROTEZOPLASTYKI

Do oceny skuteczności endoprotezoplastyki stawu ramiennego zalicza się: osiągany zakres ruchomości w operowanym stawie, poziom bólu odczuwanego przez pacjenta, powikłania, tj. infekcje, uszkodzenie struktur kostnych i tkanek miękkich otaczających staw, koniecz- ność operacji rewizyjnej, luzowanie i uszkodzenie me- chaniczne elementów endoprotezy oraz nacinanie dolnej części szyjki łopatki przez komponent ramienny endoprotezy odwrotnej.

Tab. 2. Porównanie ruchomości w stawie ramiennym u osób zdrowych oraz po endoprotezoplastyce (opracowanie własne na podstawie [4,5,7])

Osoby zdrowe

Pacjenci po endoprotezoplastyce anatomicznej

Pacjenci po endoprotezoplastyce odwrotnej Rotacjo

zewnętrzna [°] 80 53 38

Zgięcie do

przodu [°] 180 144 136

Odwiedzenie

[°] 180 136 129

Zakres osiągniętej ruchomości w stawie po endoprotezoplastyce anatomicznej jest większy (rzędu paru stopni) niż w przypadku endoprotez odwrotnych (tab. 2) [5].

Jednak endoprotezy odwrotne charakteryzują się stałym środkiem obrotu (kształt głowy stawowej jest idealnie dopasowany do kształtu panewki), dzięki czemu osiąga- na jest natychmiastowa stabilność stawu, co prowadzi do mniejszego ryzyka zwichnięcia w operowanym stawie.

Dzięki temu endoprotezy odwrotne mogą być wszczepia- ne w przypadku uszkodzenia mięśni stożka rotatorów.

Głowa stawowa endoprotezy standardowej nie odpowiada kształtowi wgłębieniu panewki, przez co położenie środka obrotu zmienia się. Pomimo że zdrowy staw także ma zmienny środek obrotu, w przypadku uszko- dzonego stawu i osłabionych mięśni go otaczających istnieje duże ryzyko zwichnięcia po operacji [11].

5. WPŁYW PARAMETRÓW GEOMETRYCZNYCH NA

SKUTECZNOŚĆ IMPLANTACJI

Geometria endoprotezy standardowej w dużej mierze odpowiada geometrii stawu. Średnica i głębokość głowy stawowej oraz kształt i wielkość panewki są zbliżone odpowiednio do wymiarów głowy kości ramiennej i wydrążenia stawowego łopatki.

W przypadku endoprotez odwrotnych wymiary głowy stawowej i panewki różnią się od anatomicznego stawu.

Do najważniejszych czynników wpływających na zakres ruchomości i minimalny kąt odwiedzenia (kąt zawarty

między 0° odwiedzenia a minimalnym kątem wolnym od uderzenia panewki w dolną część szyjki łopatki) należą głębokość panewki, średnica głowy stawowej, umiejsco- wienie głowy stawowej względem płyty podstawnej i kąt zawarty między trzpieniem a szyjką komponentu ramiennego. Największy wpływ na zakres ruchu odwiedzenia i minimalny kąt odwiedzenia ma głębokość panewki. Panewka dużej mobilności (o głębokości 6 mm) zwiększa zakres odwiedzenia o około 26°

i zmniejsza minimalny kąt odwiedzenia o około 14°. Kąt nachylenia panewki do osi głównej trzpienia o wartości 135° zmniejsza minimalny kąt odwiedzenia o około 10° w porównaniu do kąta nachylenia równego 155°. Jednak nachylenie panewki pod kątem 155° zwięk- sza zakres ruchu odwiedzenia o maksymalnie 15°, przy czym zmniejsza kąt przywodzenia o około 10°

w porównaniu do panewki nachylonej pod kątem 135°.

Średnica głowy stawowej nie ma wielkiego wpływu na zakres odwiedzenia w stawie. Endoproteza z głową o średnicy 42 mm zmniejsza minimalny kąt odwiedzenia o około 5° w porównaniu do endoprotezy z głową o średnicy 38 mm i nieznacznie zwiększa całkowity zakres odwiedzenia [8]. Jednak dobranie zbyt dużej średnicy głowy stawowej dla pacjenta może powodować zmniejszenie zakresu rotacji w stawie, ponieważ torebka stawowa zawierająca większą głowę stawową może być zbyt naciągnięta i ograniczać obrót stawu wokół osi głównej kończyny górnej [6].

6. PROJEKT ENDOPROTEZY

Na podstawie przeglądu literatury można zaproponować konstrukcję nastawnej endoprotezy hybrydowej stawu ramiennego wymaganej funkcjonalności. Niemniej jednak wymaga to zaproponowania własnego sposobu połączeń komponentów i możliwość regulacji wymiarów, ponieważ producenci nie ujawniają wszystkich cech konstrukcyj- nych takich endoprotez.

Zaprojektowano endoprotezę hybrydową stawu ramien- nego za pomocą oprogramowania SolidWorks 2015.

Rysunek poniżej (rys. 6) przedstawia złożenie standardowe i odwrotne endoprotezy.

(5)

Rys. 6. Złożenie zaprojektowanej endoprotezy stawu ramiennego: standardowej (po lewej), odwrotnej (po prawej) [opracowanie własne]

6.1 ELEMENTY WSPÓLNE

Głównym elementem wspólnym endoprotezy jest trzpień, którego górna powierzchnia jest nachylona do osi głównej pod kątem 44°, co odpowiada anatomiczne- mu kątowi szyjki kości ramiennej. Koniec bliższy ma 2- milimetrowe wgłębienie z dwoma szeregami „zębów” (po 14 w każdym szeregu), między które wprowadzany jest łącznik, co umożliwia regulację przesunięcia (offsetu) bocznego głowy stawowej lub panewki o ±7mm (rys. 7, 8). Jednak ze względu na nachylenie powierzchni bliższej trzpienia przesunięcie to odbywa się także w kierunku górno-dolnym. Dolna część łącznika ma dwa przeciwległe zęby o zarysie trapezowym, które wielkością i kształtem odpowiadają rowkom pomiędzy zębami w części górnej trzpienia.

Pozostałymi elementami wspólnymi dla obu złożeń endoprotez są nakładka na trzpień ze śrubami montażo- wymi oraz śruba łącząca korpus z łącznikiem.

Rys. 7. Przesunięcie boczne komponentu ramiennego standardowego: A – o 7 mm w prawo, B – o 7 mm w lewo [opracowanie własne]

Rys. 8. Przesunięcie boczne komponentu ramiennego odwrotnego: A – o 7 mm w prawo, B – o 7 mm w lewo [opracowanie własne]

6.2 ZŁOŻENIE STANDARDOWE

Komponent ramienny (rys. 9) składa się kolejno z: trzpienia (1.1), łącznika korpusu (1.2), nakładki (1.3) mocowanej do trzpienia za pomocą śrub (1.4), korpusu standardowego (2.1) mocowanego do łącznika korpusu za pomocą śruby (1.5), łącznika głowy stawowej (2.2), dwuczęściowej nakładki blokującej łącznik w korpusie (2.4 i 2.5) mocowanej za pomocą śrub (2.6) oraz głowy stawowej (2.7) odpowiadającej średnicą średniej głowie kości ramiennej blokowanej w łączniku za pomocą klina (2.3).

(6)

Na powierzchni górnej korpusu standardowego znajduje się 2-milimetrowe wgłębienie z dwoma szeregami zębów (po 14 w każdym szeregu), między które osadzany jest łącznik głowy stawowej, umożliwiając regulację przesu- nięcia (offsetu) w kierunku przednio-tylnym o ±7mm. Dolna część łącznika głowy stawowej ma dwa przeciwległe zęby o zarysie trapezowym, które wielkością i kształtem odpowiadają rowkom pomiędzy zębami w części górnej korpusu standardowego.

Geometria głowy stawowej i jej łącznika umożliwia ustawienie nachylenia głowy względem osi głównej łącznika w dowolnym kierunku. Następnie połączenie blokowane jest za pomocą klina wbijanego w szczelinę kuli łącznika, powodując jej rozepchnięcie i powstanie nieruchomego połączenia elementów.

Ocenę jakości połączenia przeprowadzono za pomocą pakietu Simulation programu Solidworks. Do obliczeń dobrano stop tytanu TiAl6Nb7. Najpierw wyznaczono wartość nacisków jednostkowych na ściany szczeliny, pomiędzy które wprowadzany jest klin. Powinien on

powodować niewielkie odkształcenie części kuli łącznika, aby wartość naprężeń nie przekraczała granicy plastycz- ności materiału. Do wyznaczonych ścian łącznika przy- łożono nacisk o wartości 20 MPa i po przeprowadzeniu symulacji otrzymano wyniki naprężeń i odkształceń badanego elementu. Największe wartości naprężeń zredukowanych Hubera-Misesa zlokalizowano przy dolnych krawędziach szczeliny znajdujących się w dolnej części główki, a maksymalna wartość tego naprężenia wynosi 231,8 MPa (wartość granicy plastycz- ności materiału równa się 827,4 MPa) (rys. 10). Maksy- malne przemieszczenie znajdujące się w górnej części główki wynosi 6,575⋅10^-2 mm (rys. 11) i wydaje się wystarczające, aby unieruchomić głowę stawową.

Następnie obliczono siłę wcisku potrzebną do umieszcze- nia klina w łączniku. Na podstawie rysunku pomocni- czego (rys. 12) z rozkładem sił biorących udział w reakcji wyznaczono równanie na wartość siły wcisku.

= 2 ℎ cos 90° − + ∙ 2 ℎ cos (1)

Rys. 9. Widok rozstrzelony zaprojektowanej endoprotezy standardowej: 1.1 – trzpień, 1.2 – łącznik korpusu, 1.3 – nakładka na trzpień, 1.4 – śruby łączące nakładkę z trzpieniem, 1.5 – śruba łącząca korpus z łącznikiem, 2.1 – korpus standardowy, 2.2 – łącznik głowy stawowej, 2.3 – klin blokujący, 2.4 – nakładka na korpus (część I), 2.5 – nakładka na korpus (część II), 2.6 – śruby łączące nakładki z korpusem, 2.7 – głowa stawowa, 2.8 – panewka standardowa, 2.9 – wpust panewki [opracowanie własne]

(7)

Rys. 10. Rozkład naprężeń na łączniku głowy stawowej pod wpływem przyłożonego nacisku [opracowanie własne]

Rys. 11. Rozkład przemieszczeń na łączniku głowy stawowej pod wpływem przyłożonego nacisku [opracowanie własne]

gdzie:

p – nacisk jednostronny równy 20 MPa, a – długość ściany klina równa 3,43 mm, h – wysokość ściany klina równa 3 mm,

α – kąt nachylenia ściany do osi symetrii szczeliny równy 10° (α=90°-β),

µ - współczynnik tarcia między klinem a ścianą główki łącznika równy 0,15.

Po podstawieniu wartości do wzoru i obliczeniu jednost- ki siła wcisku FW równa się 132,276 N. Jest to niewielka wartość, dzięki czemu ryzyko uszkodzenia elementów endoprotezy i tkanek miękkich nie jest duże.

Rys. 12. Schemat rozkładu sił w miejscu wcięcia łącznika głowy standardowej na klin [opracowanie własne]

Komponent łopatkowy (rys. 9) składa się z dwóch części – panewki (2.8) z tworzywa sztucznego odpowiadającej wielkości średniej panewki anatomicznej i metalowego wpustu (2.9).

6.3 ZŁOŻENIE ODWROTNE

Komponent ramienny (rys. 13) składa się kolejno z: trzpienia (1.1), łącznika korpusu (1.2), nakładki (1.3) mocowanej do trzpienia za pomocą śrub (1.4), korpusu odwrotnego (3.1) i wkręcanej panewki (3.2) z tworzywa sztucznego. Zaprojektowana panewka ma głębokość 6 mm, która odpowiada panewce dużej mobilności.

Komponent łopatkowy (rys. 14) składa się z podstawy (3.5), która wielkością odpowiada średniej panewce anatomicznej , czterech śrub (3.6) mocujących podstawę do kości, czterech nakrętek (3.4) oraz wkręcanej do podstawy głowy stawowej (3.3) o średnicy 40 mm.

Podstawa ma cztery dwustopniowe otwory przez które są wprowadzane śruby do kości (po uprzednim nawier- ceniu kanałów w kości łopatki). Po wprowadzeniu śrub mocujących dokręcane są nakrętki, które stanowią zabezpieczenie przed wysunięciem się śrub z otworów w kości.

Rys. 14. Maksymalne nachylenie śrub mocujących (górnej i dolnej) względem osi prostopadłych do powierzchni podstawy odwrotnej łopatki, widok z boku [opracowanie własne]

(8)

Rys. 13. Widok rozstrzelony zaprojektowanej endoprotezy odwrotnej: 1.1 – trzpień, 1.2 – łącznik korpusu, 1.3 – nakładka na trzpień, 1.4 – śruby łączące nakładkę z trzpieniem, 1.5 – śruba łącząca korpus z łącznikiem, 3.1 – korpus odwrotny, 3.2 – panewka odwrotna, 3.3 – głowa odwrotna, 3.4 – nakrętki śrub mocujących komponent łopatkowy w łopatce, 3.5 – podstawa komponentu łopatkowego, 3.6 – śruby mocujące [opracowanie własne]

Łby śrub mocujących podstawę w łopatce mają niestan- dardowy kształt w postaci ściętej od góry czaszy kuli- stej, dopasowanej do otworów w podstawie oraz we- wnętrznej strony nakrętek. Dzięki takiej geometrii możliwe jest ustawienie nachylenia śrub względem osi prostopadłych do powierzchni podstawy i przechodzą- cych przez środki jej otworów. Maksymalne nachylenie śrub wynosi 30° w każdym kierunku i jest wystarczające do prawidłowego wprowadzenia ich w łopatkę (rys. 15).

W 2011 roku opublikowano wyniki badań dotyczących pomiaru najgrubszych warstw kostnych w łopatce oraz wyznaczenia drogi i długości śrub wprowadzanych do kości łopatki przy endoprotezoplastyce. Wprowadzone śruby nie przekroczyły 30° nachylenia względem osi prostopadłej do podstawy (rys. 15, 16) [3].

Rys. 15. Porównanie rozmieszczenia śrub przedniej i tylnej w drogach A i B: 1 – widok z przodu, 2 – widok z boku, 3 – widok z góry [3]

Rys. 16. Porównanie rozmieszczenia śrub górnej i dolnej w drogach A i B: 1 – widok z przodu, 2 – widok z boku [3]

(9)

7. WNIOSKI

Rozwój endoprotezoplastyki jest możliwy dzięki połącze- niu wiedzy medycznej i inżynierskiej. Jej celem jest przywrócenie mobilności oraz wyeliminowanie bólu podczas wykonywania ruchów.

Projektując endoprotezę, należy rozwiązać problemy związane z możliwością jej implantacji. W zależności od stawu wyróżnia się jedno lub dwa dojścia operacyjne, które są ograniczone, tworząc niewielkie pole operowania instrumentarium chirurgicznym.

Zaprojektowana endoproteza umożliwia łatwą wymianę części najbardziej narażonych na zużycie lub uszkodzenie, którymi są głowa i panewka stawowa. Są to elementy wkręcane lub mocowane na śruby. W komponencie ramiennym tylko trzpień jest wprowadzony w kanał śródszpikowy, a reszta elementów nie jest otoczona tkanką kostną. Umożliwia to wymianę głowy standardowej lub panewki odwrotnej. Ponadto możliwa jest zmiana rodzaju endoprotezy podczas operacji rewizyjnej.

Budowa endoprotezy umożliwia ustawienie przesunięć w kierunku przednio-tylnym i bocznym podczas implantacji oraz operacji rewizyjnej.

Złożenie standardowe umożliwia ustawienie kąta nachylenia głowy stawowej, jednak nie jest to rozwiązanie pozbawione wad. Siła potrzebna do wbicia klina bloku- jącego jest niewielka, jednak pole operacyjne jest ograniczone zarówno przez tkanki miękkie, jak i elementy endoprotezy. Takie połączenie wymaga dużej precyzji i ostrożności chirurga, aby nie uszkodzić tkanek mięk- kich, endoprotezy ani nie przemieścić głowy stawowej.

Producenci oferują różne konstrukcje hybrydowych endoprotez stawu ramiennego z możliwością nastawienia przesunięć głowy stawowej względem osi głównej trzpienia oraz jej nachylenia, a także możliwość wprowadzenia śrub mocujących komponent łopatkowy pod różnym kątem. Zaproponowane nowe cechy konstrukcyjne endoprotezy to mechanizm ustawienia nachylenia głowy stawowej w złożeniu anatomicznym oraz przesunięć w komponencie ramiennym, a także sposób połączenia poszczególnych elementów.

Pomimo dokładnej analizy literaturowej wraz z uwzględnieniem poszczególnych parametrów geometrycznych wpływających na jakość implantacji nie wiadomo, jak zaproponowana konstrukcja endoprotezy sprawdziłaby się w organizmie ludzkim. Przeprowadzo- na analiza wytrzymałościowa dotyczy tylko jakości połączenia klina z łącznikiem głowy stawowej. W kolej- nych etapach pracy powinna być przeprowadzona analiza wytrzymałościowa połączenia każdego z elementów (połączenia śrubowe). Niestety, przeprowadzenie pełnej i dokładnej analizy wytrzymałościowej całego złożenia (odwrotnego i anatomicznego) jest niemożliwe, ponieważ przeprowadzenie symulacji w warunkach jak najbardziej zbliżonych do naturalnych jest bardzo trudne. Na każdy staw działa wiele sił (wewnętrznych i zewnętrznych), które

w zależności od pozycji stawu i przyłożonego obciążenia różnią się co do wartości, kierunku i zwrotu.

W ramach dalszych prac korzystnie byłoby opracować stanowisko do badań eksperymentalnych na modelu stawu barkowego.

Literatura

1. Boileau P., Walch G.: Shoulder arthroplasty, Wyd. I, Springer Science & Business Media, 1999, ISBN 978-3-642- 63554-0

2. Cabezas A. F., Gutiérrez S., Teusink M. J., Schwartz D. G., Hartzler R. U., Santoni B. G., Frankle M. A.:

Kinematic impact of size on the existing glenohumeral joint In patients undergoing reverse shoulder arthroplasty [online], Clinical Biomechanics (2014) 29, s. 622-628 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268003314001004

3. DiStefano J. G., Park A. Y., Nguyen T. D., Diederichs G., Buckley J. M., Montgomery W. H.: Optimal skrew placement for base plate fixation In reverse Total shoulder arthroplasty [online], “Journal Shoulder and Elbow Surgery” 2011, 20, p. 467-476 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1058274610002491?np=y

4. Kapandji I. A.: Anatomia funkcjonalna stawów: kończyna górna. T. 1, Wyd. I. Wrocław: Elsevier Urban &

Partner,2013. ISBN 978-83-760983-1-9

5. Kiet T. K., Feeley B. T., Naimark M., Gajiu T., Hall S. L., Chung T. T., Ma C. B.: Outcomes after shoulder replacement: comparison between reverse and anatomic total shoulder arthroplasty [online]. “Journal of Shoulder

(10)

and Elbow Surgery” (2015, 24, p. 179

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1058274614003413 6. Langohr D. G., Giles J. W., Athwal G. S., Johnson J. A.

arthroplasty on muscle force, joint load and range of motion 2015, 24, p. 972-979 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1058274614005849 7. Nordin M., Frankel V. H.: Basic biomechanics of the musculoskeletal system

Wilkins, 2001.

8. North L. R., Hetzler M. A., Pickell M., Bryant J. T., Deluzio K. J., Bicknell R. T.

on range of motion in reverse shoulder

“Journal of Shoulder and Elbow Surgery

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1058274615000178 9. PROMOS REVERSE Surgical Technique

dostępny w Internecie: https://www.smith

nephew.com/global/surgicaltechniques/recon/promos_reverse_technique_00763.pdf 10. PROMOS STANDARD Surgical Technique

dostępny w Internecie: https://www.smith

nephew.com/global/surgicaltechniques/recon/promos_standard_technique_00762.pdf 11. Schmidler C.: Shoulder Replacement

http://www.healthpages.org/surgical

12. Zimmer Anatomical Shoulder Inverse/Reverse

dostępny w Internecie: http://www.zimmer.com/content/dam/zimmer professionals/shoulder/Anatomical-Sh

Artykuł dostępny na podstawie licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 Polska.

http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pl

179-185 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

Langohr D. G., Giles J. W., Athwal G. S., Johnson J. A.: The effect of glenosphere diameter in reverse on muscle force, joint load and range of motion [online]. “Journal of Shoulder and Elbow Surgery

979 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

biomechanics of the musculoskeletal system. Wyd. III. Lippincott Williams &

North L. R., Hetzler M. A., Pickell M., Bryant J. T., Deluzio K. J., Bicknell R. T.: Effect of implant geometry range of motion in reverse shoulder arthroplasty assessed Rusing glenohumeral separation distance

Journal of Shoulder and Elbow Surgery” 2015, 24, p. 1359-1366 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

REVERSE Surgical Technique [online], Smith&Nephew Product Brochure [dostęp: 10.04.2016r.], dostępny w Internecie: https://www.smith-

nephew.com/global/surgicaltechniques/recon/promos_reverse_technique_00763.pdf

PROMOS STANDARD Surgical Technique [online], Smith&Nephew Product Brochure [dostęp: 10.04.2016r.], dostępny w Internecie: https://www.smith-

nephew.com/global/surgicaltechniques/recon/promos_standard_technique_00762.pdf

Shoulder Replacement [online], 12.06.2015 [dostęp: 11.01.2016r.], dostępny w Internecie:

http://www.healthpages.org/surgical-care/shoulder-replacement/

Zimmer Anatomical Shoulder Inverse/Reverse System [online], Zimmer Product Brochure [dostęp: 09.01.2016r.], http://www.zimmer.com/content/dam/zimmer-web/documents/en

Shoulder-Inverse-Reverse-System-Brochure-97-4223-001

http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pl

The effect of glenosphere diameter in reverse shoulder Journal of Shoulder and Elbow Surgery”

Lippincott Williams &

Effect of implant geometry arthroplasty assessed Rusing glenohumeral separation distance [online], 1366 [dostęp: 07.01.2016r.], dostępny w Internecie:

[online], Smith&Nephew Product Brochure [dostęp: 10.04.2016r.],

mith&Nephew Product Brochure [dostęp: 10.04.2016r.],

tępny w Internecie:

System [online], Zimmer Product Brochure [dostęp: 09.01.2016r.], web/documents/en-US/pdf/medical-

001-00-10-2006.pdf