Biocompatibility of materials in a new generation of endoprostheses for total hip joint arthroplasty

Authors

  • Oleksandr Kosiakov
  • Oleg Rosenberg
  • Vitaliy Bondar
  • Konstantin Grebenicov
  • Sergiy Sokhan
  • Natalya Ulianchich

DOI:

https://doi.org/10.15674/0030-598720104105-115

Keywords:

total hip joint prosthesis, aseptic instability, friction pair, trabecular pedicle

Abstract

The article shows that aseptic loosening of implant components after hip joint replacements is a principal cause of complications because of insufficient biocompatibility of the component materials. It is possible to expect a higher efficacy of using an endoprosthesis after an improvement of the design for reducing tension in the bone tissue, bringing the biomechanical properties of the implant closer to those of the bone, and increasing the material biocompatibility. Principally new ways are suggested for applying biocompatible materials in endoprosthesis designs.

References

  1. Передумови розвитку асептичноїнестабільностітотального безцементного ендопротеза кульшового суглоба (біомеханічне та математичне моделювання) / Г. В. Гайко, В. М. Підгаєцький та ін. // Ортопед. травматол. — 2009. — № 1. — С. 10–18. — ISSN 0030-5987.
  2. Маслов А. П. К вопросу эндопротезирования тазобедренного сустава / А. П. Маслов // Ортопед. травматол. — 2008. — № 2. — С. 10–14. — ISSN 0030-5987.
  3. Проблема эндопротезирования суставов в Украине и пути ее решения / Н. А. Корж, В. А. Филиппенко и др. // Ортопед. травматол. — 2008. — № 2. — С. 5–9. — ISSN 0030-5987.
  4. Мителева З. М. Биомеханика — философия ортопедического мышления / З. М. Мителева // Ортопед. травматол. — 1997. — № 3. — С. 26–28. — ISSN 0030-5987.
  5. Рыбачук О. И. Ошибки и осложнения при эндопротезировании тазобедренного сустава / О. И. Рыбачук // Ортопед. травматол. — 1997. — № 2. — С. 13–14. — ISSN 0030-5987.
  6. Алгоритм выработки показаний и противопоказаний к эндопротезированию тазобедренного сустава / А. Е. Лоскутов, А. Е. Олейник и др. // Вісн. ортопед., травматол. та протез. — 2004. — № 3(42). — С. 8–12.
  7. Определение оптимальных размеров ножки тотального эндопротеза тазобедренного сустава системы «ОРТЭН» / А. Е. Лоскутов, В. Л. Красовский и др. // Ортопед. травматол. — 2008. — № 2. — С. 23–28. — ISSN 0030-5987.
  8. Биомеханический анализ конструкции бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава системы «ОРТЭН» / А. Е. Олейник, В. Л. Красовский и др. // Ортопед. травматол. — 2009. — № 1. — С. 17–25. — ISSN 0030-5987.
  9. Ревизионное эндопротезирование тазобедренного сустава / В. А. Филиппенко, А. В. Танькут и др.: зб. наук. праць ХІІІ з’їзду ортопедів-травматологів України (12–14 вересня 2001 р.) — 2001. — С. 128–130.
  10. Корнилов Н. В. Хирургическое лечение дегенеративно-дистрофических повреждений тазобедренного сустава / Н. В. Корнилов. — СПб.: ЛИТО-Синтез, 1997. — 291 с.
  11. Herberts P. / P. Herberts et al. // Clin. Orthop. — 1989. — Vol. 249. — P. 48–55.
  12. Филиппенко В. А. Эволюция проблемы эндопротезирования суставов / В. А. Филиппенко, А. В. Танькут // Междунар. мед. журнал. — 2009. — № 1. — С. 70–74.
  13. Слуцкий Л. Биологические вопросы биоматериаловедения / Л. Слуцкий, Я. Ветра. — Рига: Латвийская мед. академия, 2001.
  14. Металлические материалы для имплантатов ортопедического и травматологического назначения / А. А. Бурьянов, Н. А. Корж и др. // Ортопед. травматол. — 2008. — № 3. — С. 5–10. — ISSN 0030-5987.
  15. Min Wang. Developing bioactive composite materials for tissue replacement / Wang Min // Biomaterials. — 2003. — Vol. 24. — P. 2133–2151.
  16. Weber H. Comparative Study of Bond Characteristics between Titanium/Titanium Alloy and Ceramic / H. Weber, J. Geis-Gerstorfer. — Korea, 2004.
  17. Jacobs J. J. Loosening and osteolysis associated with metal-on-metal bearings: A local effect of metal hypersensitivity? / J. J. Jacobs, N. J. Hallab // Bone Joint Surg Am. — 2006. — Vol. 88. — P. 1171–1172.
  18. Вильямс Д. Ф. Имплантаты в хирургии / Д. Ф. Вильямс, Р. Роуф. — М.: Медицина. — 1978.
  19. Lieberman J. R. Two Alternative Bearings for Total Hip Arthroplasty: More Data Are Needed / J. R. Lieberman // J. Am. Acad. Orthop. Surg. — 2009. — Vol. 17. — P. 61–62.
  20. Развитие работ и тенденции совершенствования технологий изготовления эндопротезов суставов в Украине и мире / Н. В. Новиков, О. А. Розенберг и др.: зб. наук. праць «Високітехнологіїв машинобудуванні». — Харків: НТУ «ХПІ», 2008. — Т. 2. — С. 262–277.
  21. Development of research for machining of implants with novel materials for bone surgery / O. A. Rozenberg, S. V. Sokhan’ et al. // IFMBE Proceeding: 20. 14th Nordic-Baltic Conf. on Biomedical Engineering and Medical Physics (16–20 June, 2008). — Riga, Latvia, 2008. — P.156–159.
  22. Суправитальное тестирование сапфирового имплантата, введенного в полость кости у кролика, и in vitro тестирование влияния сапфировых пластинок на стромальные клетки костного мозга и пупочные эндотелиальные клетки у человека / Т. Недзведзки, З. Дабровски и др. // Ортопед. травматол. — 2009. — № 1. — С. 92–95. — ISSN 0030-5987.
  23. Исследование трения в парах трения сапфир/ сапфир и сапфир/рубин / О. А. Розенберг, В. В. Возный и др.: зб. наукових праць «Сучаснітехнологіїв машинобудуванні». — Харків: НТУ «ХПІ», 2008. — № 1. — С. 164–176.
  24. Влияние анизотропии сапфира на иммунологические, трибологические и прочностные характеристики материала / О.А. Розенберг, А.А. Шульженко и др: зб. наук. праць «Новіматеріали ітехнологіїв металургіїта машинобудуванні». — Запоріжжя: ЗНТУ, 2007. — № 2. — С. 32–40.
  25. Trends and developments in the manufacturing of hip joints: an overview / O. A. Rozenberg, A. G. Mamalis et al. // Int. J. Adv. Manuf. Technol. — 2006. — Vol. 27. — P. 537–542.
  26. Трибологические свойства сапфира применительно к ис-пользованию в эндопротезах тазобедренного сустава / О. А. Розенберг, В. В. Возный и др.: зб. наук. праць «Високітехнологіїв машинобудуванні». — Харків: НТУ «ХПІ», 2005. — № 4. — С. 336–338.
  27. Бесцементное замещение сустава на основе технического применения биологических решений в проксимальном отделе бедренной кости и вертлужной впадины / Franz Copf, F. U. Nitard et al.: сб. докл. к 100-летнему юбилею института им. проф. М. И. Ситенко. — Харьков, 2007.
  28. Баринов С. М. Биокерамика на основе кальция / С. М. Баринов, В. С. Комлев. — М.: Наука, 2005. — С. 16.
  29. Исследования in vitro биосовместимости покрытий из остеотропной керамики на титановых имплантатах / Ю. С. Борисов, Н. В. Ульянчич и др. // Вісн. ортопед., травматол. та протез. — 2001. — № 1. — С. 50–52.
  30. Путляев В. И. Современные биокерамические материалы / В. И. Путляев // Соросовский образовательный журнал. — 2004. — № 1. — С. 44–50.
  31. Hydroxylapatite Coatings in Orthopaedic Surgery; еd. by Geesink R. G. T. and Manley M. T. — Raven Press, Ltd., New York, 1993. — 230 р.

Downloads

How to Cite

Kosiakov, O., Rosenberg, O., Bondar, V., Grebenicov, K., Sokhan, S., & Ulianchich, N. (2010). Biocompatibility of materials in a new generation of endoprostheses for total hip joint arthroplasty. ORTHOPAEDICS TRAUMATOLOGY and PROSTHETICS, (4), 105–115. https://doi.org/10.15674/0030-598720104105-115

Issue

No. 4 (2010)

Section

DISCUSSIONS, SEARCH, HYPOTHESES

License

Copyright (c) 2014 Oleksandr Kosiakov, Oleg Rosenberg, Vitaliy Bondar, Konstantin Grebenicov, Sergiy Sohan, Natalya Ulianchich

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The authors retain the right of authorship of their manuscript and pass the journal the right of the first publication of this article, which automatically become available from the date of publication under the terms of Creative Commons Attribution License, which allows others to freely distribute the published manuscript with mandatory linking to authors of the original research and the first publication of this one in this journal.

Authors have the right to enter into a separate supplemental agreement on the additional non-exclusive distribution of manuscript in the form in which it was published by the journal (i.e. to put work in electronic storage of an institution or publish as a part of the book) while maintaining the reference to the first publication of the manuscript in this journal.

The editorial policy of the journal allows authors and encourages manuscript accommodation online (i.e. in storage of an institution or on the personal websites) as before submission of the manuscript to the editorial office, and during its editorial processing because it contributes to productive scientific discussion and positively affects the efficiency and dynamics of the published manuscript citation (see The Effect of Open Access).