Khớp háng nhân tạo - Cấu tạo
Thứ Năm,
26/10/2023
Ngọt Bùi Đức
Lịch sử phẫu thuật thay khớp háng nhân tạo
Phẫu thuật sửa chữa biến dạng khớp háng được tiến hành từ rất sớm ở thế kỷ 19. Borton ở Philadenphia vào năm 1826 đã thực hiện cắt xương sửa trục đầu trên xương đùi. Sau đó Oliver (Pháp) đã công bố công trình của mình về cắt xương sửa trục vào năm 1885, Murphy ở
Vật liệu để thay chỏm những năm 1920 được dùng là các mô mềm, sau đó là thuỷ tinh, hợp kim Vitallium (gồm Crôm, Cô-ban và mô-lyp-đen) được Smith-Peterson sử dụng, Venable và Stuck góp vài loại vật liệu chèn giữa chỏm và ổ cối đã tạo bước tiến dài cho phẫu thuật thay khớp háng toàn bộ.
A.T. Moore và Bohlman năm 1939 đã bắt đầu sử dụng khối cầu crôm-côban cố định với đinh Smith-Peterson thay thế chỏm xương đùi, rồi sau đó là Judet (1946) với khối bằng acrylic.
Khớp háng lưỡng cực được Giliberty và Bateman thiết kế, đến nay vẫn còn giá trị sử dụng tốt trong một số chỉ định, đặc biệt ở người cao tuổi.
Thay khớp háng toàn phần được Philip Wiles thực hiện năm 1948. Ông đặt một khớp nhân tạo có khối cầu trong một ổ khớp bằng thép không gỉ nhưng phẫu thuật thất bại. Sau đó 3 năm, Mc Kee và Watson Farrar sử dụng nẹp vít ở trên xương đùi và sử dụng thành phần ổ cối bằng kim loại. Khi Charnley cùng với Kiaer và Jansen phát triển và đưa vào sử dụng xi-măng methyl-metha acrylate vào năm 1951, những thành phần trên được cố định bằng xi-măng. Polyethilene được đưa vào sử dụng 1961 do tạo ma sát ít, nên đã thay thế dần lót ổ cối bằng kim loại.
Cấu tạo khớp háng nhân tạo
Khớp háng là khớp lồi cầu có chỏm xương đùi chuyển động bên trong ổ cối. Để giống với tính chất này, một khớp háng nhân tạo phải có 2 phần:
- Thành phần ổ cối: Ổ cối nhân tạo, lớp lót ổ cối.
- Thành phần xương đùi: Chuôi để gắn vào ống tủy xương đùi và chỏm thay thế chỏm xương đùi.
Cấu tạo ổ cối nhân tạo
Thành phần ổ cối không xi măng thường gồm 2 thành phần: Lớp vỏ kim loại cứng để xương mọc vào và lớp lót ổ cối (thường bằng polyme trọng lượng phân tử cao hoặc bằng kim loại và sứ) trơn nhẵn để khớp với chỏm nhân tạo.
Lớp vỏ ổ cối nhân tạo
Lớp vỏ kim loại cứng được làm nhẵn bên trong và bên ngoài phủ bề mặt nhám để xương mọc vào. Cơ chế cố định của ổ cối nhân tạo bao gồm sự mọc xương vào trong và mọc xương lên trên bề mặt. Kích thước bề mặt nhám tối ưu để xương mọc vào là khoảng 100-400µm. Bề mặt nhẵn để xương mọc lên trên có thể được tạo ra bằng phủ lớp nhôm oxit (sâu khoảng 3-8µm, dày 50-150µm) hoặc cắt bằng dao plasma trong môi trường argon hoặc phủ Hydroxyapatit.
Đường kính của lớp vỏ ổ cối nhân tạo 40-70mm, dày khoảng 5mm để tránh sự gãy do mỏi kim loại, kích thước thường gặp nhất ở nữ là 48mm và ở nam là 52mm.
Lớp lót ổ cối
Là thành phần nằm giữa lớp vỏ của ổ cối và chuôi nhân tạo. Chủ yếu được cấu tạo bởi polyethylen một số trường hợp làm bằng kim loại và sứ. Thông thường, lót ổ cối phải dày ít nhất 6mm để tránh vỡ.
Thiết kế của lót ổ cối cũng khác nhau. Lót ổ cối tiêu chuẩn có dạng bán cầu để tối đa hóa tầm vận động. Một số loại lót ổ cối có viền chống trật 100-150-200 tùy theo nhà sản xuất và được đặt ở vùng có nguy cơ trật cao. Một số lót ổ cối lại làm thay đổi offset, điều chỉnh tâm xoay của khớp ra ngoài.
Cấu tạo chuôi nhân tạo
Chuôi nhân tạo là phần nằm trong lòng ống tủy xương đùi, kết nối giữa phần chỏm và xương đùi. Để đảm bảo chuôi sống sót, trong thời gian đầu sau mổ, chuôi cần được cố định vững chắc vào ống tủy xương đùi. Điều này được đánh giá dựa vào khoảng trống giữa chuôi và vỏ xương dưới 50µm và các vi vận động trong khoảng 30-150µm. Nếu không đạt được sẽ dẫn tới xơ mọc vào trong, là nguyên nhân dẫn đến đau và lỏng chuôi về sau.
Tùy theo hình dạng, sự cố định vào xương đùi mà có thể phân loại chuôi xương đùi thành 6 loại.
Kiểu chuôi hình nêm (tapered) được thiết kế cho kiểu cố định đầu gần, đạt được cố định cơ học nhờ cấu trúc hình nêm chặt ở vùng trên xương đùi. Chuôi có thể được thiết kế hình nêm 2 hoặc 3 chiều. Kiểu chuôi ép (press-fit) dựa vào áp lực của chuôi lên xương để cố định sự giãn nở tương đối của xương và chuôi khớp lớn hơn một chút so với chuôi doa thử cuối cùng.
Chuôi mô-đun (Modular stem) là loại chuôi được được thiết kế theo từng phần ghép nối lại với nhau, việc điều chỉnh các thành phần này giúp điều chỉnh cánh tay đòn, chiều cao dọc và góc nghiêng trước của chuôi để đạt được mục đích của PTV. Ưu điểm của loại chuôi mô-đun này: (1) cố định chặt ở cả đầu gần và đầu xa và sự cố định này độc lập với nhau; (2) ngay trong mổ có thể giúp PT lựa chọn hình dạng và kích thước sao cho phù hợp nhất với giải phẫu của từng BN. Đây là loại chuôi này có kích thước lớn, giá thành còn cao và có sự mài mòn tại vị trí các thành phần mô-đun ghép nối.
Chuôi giải phẫu (Anatomical Stem) là loại chuôi được thiết kế đặc biệt để có được hình dạng phù hợp với ống tủy đầu trên xương đùi để đảm bảo cố định chắc chắn và lấp đầy khu vực này. Chuôi thường được thiết kế có dạng hơi cong, bất đối xứng với bên trái và bên phải khác nhau nhằm mục đích lấp đầy ống tủy, góc nghiêng của chuôi thường được thiết kế nghiêng trước 120. Đây là loại chuôi có nhiều ưu điểm như cố định đầu gần chắc, tỷ lệ thành công và sống còn rất cao và được mong đợi sẽ chịu được các lực tác dụng dọc theo trục, lực bẻ, lực xoay một cách tối ưu.
Cấu tạo chỏm nhân tạo
Chỏm của khớp nhân tạo khớp với lớp lót ổ cối và gắn chặt vào phần ngõng (trunnion) của chuôi xương đùi. Kích thước của chỏm thay đổi từ 22mm tới 40mm. Kích thước chỏm to giúp khớp ổn định hơn do làm tăng tỷ số cổ-chỏm giúp giảm va chạm và tăng tầm vận động. Tăng đường kính chỏm giúp tăng khoảng cách trật (Jump distance – bằng giá trị bán kính của chỏm là khoảng cách mà chỏm phải di chuyển để trật khớp). Nhược điểm của chỏm to là tăng sự mòn với lót ổ cối (do tăng diện tích tiếp xúc) và ngõng cổ xương đùi (do lực tác động lên mối nối cổ-chỏm tăng lên). Ngoài ra, đường kính chỏm tăng lên làm lót ổ cối dễ vỡ hơn do phải thiết kế mỏng hơn.
