Acta chirurgiae orthopaedicae et traumatologiae Cechoslovaca

Acta chirurgiae orthopaedicae et traumatologiae Cechoslovaca

Souborný referát / Current concepts review

ACTA CHIRURGIAE ORTHOPAEDICAE ET TRAUMATOLOGIAE ČECHOSL.,
77, 2010, p. 470 - 478

Polyetheretherketon (PEEK) - II. část: Poznatky o využití v klinické praxi

Polyetheretherketone (PEEK). Part II: Application in Clinical Practice

D. POKORNÝ1, P. FULÍN2, M. ŠLOUF3, D. JAHODA1, I. LANDOR 1, A. SOSNA1
1 I. ortopedická klinika I. LF UK, FN Motol, Praha
2 1, lékařská fakulta UK, PGS, Praha
3 Ústav makromolekulami chemie AV ČR, skupina morfologie polymerů, Praha
SUMMARY

Polyetheretherketone (PEEK) is one of the up-to-date organic polymer thermoplastics with applications in orthopaedics and trauma medicine. This study presents a detailed analysis of its tests and applications in clinical medicine.

A wide range of PEEK modifications and composites are commercially available, e.g., PEEK-Classix, PEEK-Optima, Endolign and Motis. They differ in their physical properties, which makes them suitable for different applications. Other forms, so-called PEEK bioactive composites, contain beta-tricalcium phosphate and hydroxyapatite. Research in this field is also concerned with the surface finish of this polymer thermoplastic and involves macroporous titanium and hydroxyapatite layers, or treatment with laser for an exactly defined surface structure.

The clinical applications of PEEK and its composites include, in addition to components for spinal surgery, osteosynthesis plates, screws, intramedullary nails or external fixators, which are implants still at the stage of prototypes.

In this review, attention is paid to the use of PEEK thermoplastics for joint replacement. Mid-term studies involving hundreds of patients have shown that, for instance, the VerSys Epoch Fullcoat Hip System (Zimmer) has a markedly lower stress-shielding effect. Carbon fibre-reinforced (CFR-PEEK) composites are used to make articulating components for total hip replacement. Their convenient properties allow for production of much thinner liners and an enlargement of the femoral head diameter, thus reducing the wear of joint implants. CFR-PEEK composites are particularly effective for hip resurfacing in which the Mitch PCR (Stryker) acetabular component has been used with good results. The MOTIS polymer ace-tabular cup (Invibio Ltd.) is another example. Further PEEK applications include the construction of finger-joint prostheses (Mathys AG), suture anchors (Stryker) and various kinds of augmentations (Medin).

Based on the information obtained, the authors suggest further use for CFR-PEEK composites, such as the construction of articulating liners for total shoulder joint replacement, particularly in reverse shoulder arthroplasty.

Key words: polyetheretherketone, PEEK, joint replacement, wear, shoulder arthroplasty, total hip arthroplasty, total knee arthroplasty.

ÚVOD

Nedílnou součástí rozvoje a výzkumů v oblasti endoprotetiky je testování nových materiálů, které by mohly omezit či zcela eliminovat určité nevýhody těch stávajících. Jedním z potenciálních materiálů vhodných pro ortopedické a  traumatologické implantáty by mohl být i polyetheretherketon (PEEK).

V našem předchozím článku Horáka a kol. "Polyetheretherketon (PEEK) - perspektivní materiál pro ortopedickou a traumatologickoupraxi" (26) jsme rozebrali především chemickou strukturu, technologii výroby a materiálové vlastnosti tohoto polymeru. Popsali jsme také některé jeho vlastnosti, které jej předurčují pro použití v humánní klinické praxi.

Cílem tohoto souborného referátu bude podrobněji rozebrat dosavadní zkušenosti z testování a využití zmíněného polymeru v ortopedické praxi. Vzhledem k faktu, že se jedná o materiál zcela nový, bylo bohužel možné získat jen informace o  biologické aktivitě materiálu a jeho vlastnostech. Zkušenosti z klinického použití jsou dostupné pouze od výrobců materiálů a implantátů ve formě předběžných klinických studií. To nepochybně poněkud limituje vědeckou hodnotu předložených informací. Přesto autoři považují za přínosné seznámit odbornou veřejnost s informacemi o tomto novém materiálu co nejdříve.

BIOLOGICKÉ VLASTNOSTI POLYMERU PEEK

Základním předpokladem pro užití jakéhokoliv materiálu je jeho certifikace pro klinické využití, které vychází z přesně definovaného testování. Polymer PEEK i kompozit s uhlíkovými vlákny PEEK-OPTIMA prošel systémem testování předepsaným FDA, zahrnujícím testy na systémovou toxicitu, reakce při intrakutánní a intramuskulární implantaci, alergologické a imunologické testy, testy na chromozomální aberace působené materiálem podle ISO 10993-10-1995. Všemi těmito testy materiál prošel bez nálezu nežádoucí reakce a byl tedy FDA schválen. Biokompatibilita polymeru PEEK byla potvrzena v řadě nezávislých odborných studií.

Williams (61) pozoroval minimální zcela přípustnou tkáňovou reakci po implantaci PEEK i PEEK-OPTIMA králíkům subkutánně a do svalu na dobu 6 měsíců, resp. 3 týdnů.

Wenz (59) testoval tento materiál na buněčných kulturách myších fibroblastů. Nebyla zjištěna jakákoliv cytotoxicita.

Hunter (29) testoval reakci fibroblastů a osteoblastů na PEEK, jako kontrolní materiál užil slitinu titanu, CoCr a dále UHMWPE. Nebyly zjištěny žádné výrazné rozdíly. Podobné výsledky popsal i Morrison (43), Macnair (40), Katzer (34) a Scotchford (51).

Imunitní reakci studoval Petillo (48) a Jockish (32). V druhé zmíněné studii byl implantován CFR-PEEK (kompozit s uhlíkovými vlákny) do svalu králíkům a  reakce byla porovnána s UHMWPE. V histologickém obrazu popisuje shodnou, velmi mírnou zánětlivou reakci. Stejný autor použil CFR-PEEK dlahu k osteosyntéze osteotomie femuru u psů. Nebyla zjištěna patologická odpověď na tento materiál.

Katzer (34) ověřoval tzv. AMES testem mutagenitu PEEK. Mutagenita nebyla zjištěna.

Howling (28) v roce 2003 exponoval otěrové částice CFR-PEEK na buněčné kultury L929 a U937. Neprokázal cytotoxicitu in vitro.

Tkáňové reakce otěru CFR-PEEK in vivo studoval Pace (45) na systému ABGII (Stryker, Switzerland) (viz další text).

ACHOT 6/2010
KOMERČNĚ DOSTUPNÉ TYPY POLYMERU PEEK

Anglickou firmou Invibio byla vyvinuta celá škála kompozitních materiálů PEEK pro užití v humánní medicíně. Jejich základní přehled uvádíme v tab. 1. Na grafech 1, 2 jsou demonstrovány otěrové testy kompozitu MOTIS vyvinutého speciálně pro náhrady kloubů.

MODIFIKOVANÉ BIOAKTIVNÍ KOMPOZITY POLYMERU PEEK

Jak bylo uvedeno, z hlediska biokompatibility je PEEK pro organismus materiál inertní - nevyvolává nežádoucí tkáňovou odezvu, současně ale není bio-aktivní z pohledu osteointegrace. Proto se výzkum v posledním desetiletí zaměřil na modifikaci a vývoj bioaktivních kompozitu. Zejména jsou studovány kompozity PEEK s bioaktivními fosforečnany vápníku Ca3 (P04)2 (fosforečnan vápenatý v krystalové modifikaci; anglicky beta tricalcium phosphate) a Ca5(PO4) 3(OH) (hydroxyapatit; anglicky hydroxylapatite).

ACHOT 6/2010

Abu Bakar (4) a Meenan (42) testovali změnu vlastností PEEK s přídavkem hydroxyapatitu (PEEK-HA). Zjistili, že do obsahu HA 40 % nedochází ke změnám krystalické struktury a při výrobě je možné použít standardní technologii vstřikování (injection molding). V následující práci Abu Bakar (1) prokazuje vrůstání buněk do porézního povrchu PEEK-HA. Jiné studie ovšem prokazují změny některých vlastností těchto modifikovaných kompozitu a nutnost dalšího testování před jejich užitím v klinické praxi (1-3, 19, 21, 49).

Jak bylo uvedeno, inkorporace HA do struktury PEEK může ovlivnit stávající, pro klinické aplikace výhodné mechanické vlastnosti polymeru. Proto se další výzkum zaměřuje na povrchové úpravy tohoto polymeru (obr. 1). Využit byl nástřik titanové slitiny a hydroxyapatitu (12, 23).

Cook a Rust-Dawicki (12) studovali integraci s kostí u titanem nastříknutým CRF-PEEK pro dentální implantáty. V histologickém obraze pozorovali zlepšení kostní apozice na stříkaný materiál; z hlediska pevnosti spojení kost-polymer však nebyl zjištěn rozdíl oproti nenastříkanému povrchu.

Obecně převládá názor, že speciálně připravený PEEK s definovanou porozitou a  povrchovou vrstvou Ti či HA by pomohl k lepší fixaci a integraci implantátu (39). K výrobě PEEK s povrchovou porozitou se používá řady komplikovaných technologií, přičemž detaily jsou pochopitelně výrobci utajovány. Jednou z  možností je vstřikování taveniny PEEK na předpřipravené porézní titanové povrchy, na které lze dále deponovat Ti, HA nebo obojí (38). Vyvíjí se i  metody, jak zavést porozitu do polymeru PEEK pomocí mechanického či dokonce laserového opracování. Nabízí se ale nepochybně i využití porézní textury pro nanesení dalších aktivních látek, např. antibiotik (20).

KLINICKÉ APLIKACE POLYMERU PEEK A JEHO MODIFIKACÍ

Osteosyntetické dlahy vyrobené z polymerů vyztužených uhlíkovými vlákny byly zkoušeny již dříve - v 80. letech minulého století (6, 8, 46, 47, 54, 55). Šlo o polymery epoxidových pryskyřic s uhlíkovými vlákny. Materiál měl dobrou biokompatibilitu, jeho nevýhodou byla však nemožnost tvarování dlahy podle reliéfu kosti. Dodnes jsou k dispozici dlahy z  epoxidových pryskyřic Carboxy (Orthodynamics, Dorset, UK) a bylo jich implantováno od roku 1982 asi tisíc.

Později začaly být testovány termoplasty - polyamidy (zpravidla označované zkratkou PA), poly(butylen-tereftalát) (PBT), polysulfony (PSU) a také polyaryletherketony (PAEK), z nichž zřejmě nejpoužívanější je poly(etheretherketon) (PEEK). Jejich výhodou byla možnost peroperačně zahříváním dotvarovat dlahy z nich zhotovené. Přesto tyto implantáty vznikaly pouze jako prototypy, nikoliv jako sériově vyráběné komponenty. Teprve v  posledním desetiletí jsme opět svědky narůstajícího zájmu o tyto nové polymery pro výrobu osteosyntetických dlah, šroubů a nitrodřeňových hřebů.

Jak již bylo uvedeno v předchozím článku Horáka a kol. (26), první aplikací PEEK, kde polymer pronikl do širší klinické praxe, byly komponenty pro spondylochirurgii v 90. letech minulého století.

ACHOT 6/2010

Užití nových materiálů, a mezi nimi především polymeru PEEK, při výrobě kloubních implantátů je v současnosti intenzivně studováno a  jsou sbírány první klinické zkušenosti. Jejich zavádění do standardní klinické praxe je však velice opatrné. Nepochybně je to způsobeno neúspěchy a selháním izoelastických dříků, užívaných v nedávné minulosti. Pojem izoelastický dřík zde označuje skutečnost, že dřík by měl elastický modul (který je úměrný tuhosti materiálu) srovnatelný s elastickým modulem (tuhostí) kosti. Tím by se měly tlumit dynamické síly působící na implantát a jeho okolí, čímž by se snížila možnost poškození a zvýšila průměrná životnost umělého kloubu. Ve stručnosti lze s určitou mírou zjednodušení říci, že velmi tuhý dřík v  některých místech zcela převezme úlohu kosti (takže kost v okolí dříku snižuje pevnost), zatímco v poněkud vzdálenějším okolí je tlak na kost o to větší (takže kost reaguje přestavbou ve smyslu zpevnění). Převzetí role kosti velmi tuhým dříkem (odstínění kosti od vnějších sil, tlaků a napětí, stress shielding effect) je v ortopedické praxi obecně považováno za nepříznivé ze dvou důvodů: a) demineralizovaná oblast kosti je více náchylná k poškození a b) přestavba kosti v distální části implantátu bývá často spojena s určitými bolestivými vjemy.

Koncept izoelastického necementovaného dříku byl formulován v roce 1967 Robertem Mathysem jako alternativa k cementovanému kovovému dříku Sira Joh-na Charnleye. Prvním implantovaným izoelastickým dříkem byl v roce 1973 výrobek firmy Factory for Surgical Instrumentation (Bettlach, Switzerland). Šlo o  implantát z polyacetalu neboli poly(oxymethylenu) (POM) s kónickým kovovým jádrem. I přes další vývoj tohoto dříku bylo jeho užívání, vzhledem k vysokému procentu uvolnění, zastaveno.

V 70. a 80. letech byly prováděny experimenty s necementovanými dříky pokrytými vrstvou Proplastu - porézním kompozitem polytetrafluorethylenu (PTFE) se skelným uhlíkem (25) (obr. 2). Implantát byl užit u stovek pacientů, ale bylo zaznamenáno nepřijatelné množství aseptických uvolnění.

Další neúspěšný pokus o využití polymeru při výrobě izoelastického dříku učinila firma Biomet v roce 1985. Jednalo se o dřík označený BHC, který byl zhotoven z polysulfonu ve formě laminátového kompozitu zpevněného uhlíkovými vlákny (laminated, carbon fibre-reinforced PSU). Tento dřík však zaznamenal mechanické selhání na přechodu krčku a těla dříku.

Na konci 80. let pokračovaly pokusy s dalšími polymery, včetně polymeru PEEK. Nicméně vědecké týmy postupně zaměřily svůj zájem především na studium velmi úspěšného polymeru ÚHMWPE, který se ovšem používá zejména pro výrobu vložek, nikoliv dříků. Vědci u UHMWPE sledovali především materiálové vlastnosti, otěrové částice a různé typy párování artikulačních povrchů jako UHMWPE-kov, UHMWPE-keramika apod. (21, 24, 35,36, 56, 57).

ACHOT 6/2010 ACHOT 6/2010

Kompozit polymeru PEEK vyztužený uhlíkovými vlákny (CFR-PEEK) byl poprvé užit při výrobě Bradleyho dříku (Orthodynamics, Dorset, UK). Tento dřík má kovové jádro a vnější vrstvu z CFR-PEEK, proximálně je nastříknutý hydroxyapatitem (obr. 3). V letech 1992 až 1998 byl implantován 65 pacientům, výsledky však nebyly prezentovány v odborné literatuře.

Podobně Mathys Medical (Switzerland) vyráběl Physiological Stem. Tento dřík má opět titanové jádro, obalené polymerem PEEK (který výrobce označuje jako PEEK-OPTIMA), na povrchu je opět nanesena vrstva titanu.

Novějším systémem je kompozitový dřík Epoch, vyvinutý firmou Zimmer (Warsaw, USA), kde jsou k dispozici klinické výsledky (5, 33). Dřík Epoch se skládá z kovaného CoCr jádra, střední vrstvy PEKEKK (chemický název: polyetherketonetherketonketon; komerční název: Ultrapek, BASF), na povrchu je tenká vrstva vláken čistého titanu. Implantát prošel klinickými zkouškami IDE pro FDA - bylo hodnoceno 366 pacientů, kteří byli sledování nejméně dva roky, s výbornými výsledky osteointegrace.

Kärrholm (33) provedl porovnání dříku Epoch s rigidním klasickým dříkem (Anatomie stem) na 68 pacientech. Po 2 letech porovnával kostní denzitu v  okolí dříku. Snížení kostní denzity bylo v zónách 1,2,6,7 u dříku Epoch signifikantně menší a v okolí distální části dříku byly zřetelně menší známky stress-shielding efektu.

Akhavan (5) studoval 28 pacientů průměrně 6 let po implantaci. Provedl měření pomocí metody DXA (též DEXA, dual energy X-ray absorptiometry dvouenergetická rentgenová absorpční fotometrie), která slouží k měření hustoty kostí. I tato studie potvrdila dokonalou integraci dříku Epoch.

Po úspěšném užívání první generace dříku Epoch, byl dřík modifikován užitím kompozitu PEEK pod názvem Versys Epoch Fullcoat Stem (obr. 4). Ten byl FDA schválen v roce 2006.

Soubor 4 studií (7, 11, 22, 30) se zabýval zhodnocením bolesti ve stehně po implantaci necementovaných dříků různých výrobců. U dříku DePuy AML (hodnoceno 227 případů) se tato bolest objevila ve 14 % případů, u dříku DePuy Prodigy v  19 %, u dříku Stryker Secur-Fit plus ve 13 % a u nového dříku Epoch stem (hodnoceno 401 případů) jen ve 3 %. Tyto výsledky nepochybně souvisí i s měřením tzv bending stiffness (ohybová tuhost). Ta se u referovaného dříku blíží kosti - je o 75 % menší než u CoCr dříků a o 50 % menší než u titanových dříků.

White (60) v roce 2007 referoval ve studii 401 pacientů po implantaci dříku Epoch po 10 letech 100% přežití dříku s dokonalou osteointegrací ve všech případech.

Glassman (22) hodnotil po 2 a 4 letech 386 implantátů, prováděl měření DEXA a  klinického skóre, prokázal vrůst kosti a přežití rovněž u 100 % případů a  lepší retenci kostních minerálů ve srovnání s CoCr implantáty (redukce úbytku kosti o 50 %).

Souhrnem je možno konstatovat, že koncept izoelastického dříku z 60. let, mající za cíl omezení stress shielding efektu, popsaného výše, je teprve v  současnosti dopracováván a dotahován do úspěšného konce.

Co se týče artikulačních komponent kloubních náhrad, je nepochybně po mnoho let naprosto převažujícím materiálem UHMWPE. Od 70. let je tento materiál předmětem mnoha výzkumů s cílem zvýšit jeho životnost. Například firma Zimmer (Warsaw, USA) vyvinula materiál Poly II - šlo o UHMWPE s uhlíkovými vlákny. V  klinické praxi se však naprosto nepotvrdily jeho slibné laboratorní výsledky - materiál selhával a uhlíková vlákna se uvolňovala do okolních tkání jako černé částice. Od té doby bylo vyvinuto mnoho technologií, jak ovlivnit kvalitu a  otěrové vlastnosti UHMWPE. Většina z nich se ale in vivo ukázala jako "hluboký" omyl. Teprve v posledním desetiletí, mj. díky exaktním simulátorům kloubního prostředí a díky novým technologiím lze i UHMWPE modifikovat k  dosažení optimálních vlastností (9, 27, 52, 53). Tyto poznatky vzhledem k  jejich mimořádnému rozsahu však shrneme v dalším referátu.

Od roku 1980 se ve strojírenství a leteckém průmyslu objevil nový materiál - PEEK. Byl užíván jako kluzný povrch a materiál pro extrémně zatěžované součásti. První tribologické studie probíhaly v suchém prostředí. Bylo zjištěno, že otěrové a kluzné vlastnosti PEEK velmi závisí na teplotě, hladkosti, povrchové rychlosti a kontaktním tlaku. Studií, které se však zajímaly o posouzení vlastností PEEK jako kloubního povrchu umělé kloubní náhrady, je však překvapivě málo (14, 15, 28, 50, 58).

V roce 1990 započaly studie využití CFR-PEEK jako artikulačního povrchu aloplastiky kyčle a kolena (50, 58). Tento materiál byl pochopitelně porovnáván s UHMWPE. Snaha nalézt nové materiály pro artikulační povrchy byla akcelerována až výraznými problémy s UHMWPE sterilizovaným ozařováním za přístupu vzduchu.

Tribologické vlastnosti v modelovaném kloubním prostředí poprvé popsaly týmy firmy Howmedica (Rutherford, USA).

Polineni v roce 1998 (50) popisuje testování acetabulární komponenty z  kompozitu CFR-PEEK na kyčelním simulátoru. Tento materiál pároval s hlavičkou 28 mm ze zirkoniové keramiky. Při tomto testu získal následující výsledky: otěr u CF-PEEK byl 0,39 mm3 na 10 miliónů cyklů, penetrace hlavičky na 1 milión cyklů 1,72 μm. U kontrolního vzorku jamky z  UHMWPE byl 35,37 mm3, penetrace hlavičky 66,41 μ m. Jamka z CF-PEEK vykazovala tedy 1OOkrát menší otěr.

Rozsáhlou studii publikoval v roce 1999 Wang (58). Modeloval tribologické vlastnosti PEEK u TEP kyčle a kolena. CFR-PEEK testoval na kyčelním simulátoru MTS a kolenním simulátoru "multi-directional cylinder on flat". Testy probíhaly v bovinním séru, CFR-PEEK pároval se slitinou CoCr, zirkoniovou keramikou a korundovou (alumina) keramikou. Kontrolním materiálem byl opět UHMWPE. Výsledky jsou velmi zajímavé. Na simulátoru kolenního kloubu "cylinder on plate" s tlakovou zátěží byl otěr CFR-PEEK větší než u UHMWPE. Naproti tomu na kyčelním simulátoru měl CFR-PEEK otěr mnohem menší. Studie proto doporučuje CFR-PEEK pro užití u kulových kloubů s maximální kongruencí jamky a hlavice (TEP kyčle). "Čistý" PEEK bez zesílení vlákny měl však opět větší otěr než kontrolní UHMWPE.

Jak již bylo uvedeno v úvodu, tkáňové reakce otěru CFR-PEEK in vivo studoval Pace (45) na systému ABG 11 (Stryker, Switzerland). Vložky ABG byly vyrobeny z  CFR-PEEKu. Po 3 letech u 30 pacientů byl otěr zcela minimální, u jednoho pacienta s infektem TEP byla provedena analýza otěrových částic, jejich počet byl "minimální" (44). V roce 2003 byla tato artikulační vložka implantována celkem v 121 případu - výsledky však bohužel nejsou zatím k dispozici.

Zvláštní aplikací nových kompozitních materiálů se zdají být povrchové náhrady - "resurfacing" kyčelního kloubu. V nedávné době se povrchové náhrady velmi rozšířily, užívaly párování kov-kov A právě toto párování s nejistým chováním uvolněných kovových iontů v organismu omezilo jejich větší rozšíření.

Proto jsou hledány nové materiály pro párování. Keramické materiály v této aplikaci nelze použít. Field a Rusthton (Cambridge, UK) vyvinuli koncept acetabulární komponenty tvaru podkovy (10, 17, 18, 41). Vnější povrch je vyroben z 1 mm silného polymeru polybutylentereftalátu vyztuženého uhlíkovými vlákny - CFR-PBT - carbon fibre reinforced polybutylene terephtalate, vnitřní tvoří 2 mm silná vrstva UHMWPE. Tento implantát je označován jako Cambridge cup (obr. 5). Má charakteristický tvar podkovy (horse shoe shape) s cílem lepšího rozložení tlaku na acetabulární kostní lůžko. Systém byl implantován 50 pacientům. Část z nich měla povrch upravený hydroxyapatitem. Tento flexibilní typ jamky může být snad alternativou ke konvenčním hemisférickým jamkám.

ACHOT 6/2010

Ze zmíněného konceptu vychází i další jamka, vyrobená firmou Stryker (Switzerland). Jedná se o systém MITCH PCR™ (obr. 6), který je vyráběn z  CFR-PEEK. Jednou z výhod užití zmíněného kompozitu je značná redukce minimální tloušťky jamky, tj. 3 mm (oproti minimální tloušťce klasické UHMWPE jamky - 6 až 8 mm). CFR-PEEK má totiž výborné otěrové vlastnosti oproti CFR-PBT, užitého u Cambridge cup, a tedy není nutné jamku opatřovat na vnitřní ploše vrstvou UHMWPE. Na vnějším povrchu jamky MITCH je vrstva titanu 0,1 mm, na ní pak hydroxyapatit. Na kyčelním simulátoru tento systém vykázal otěr menší než 1 mm3 na milión cyklů. Jedná se však o nové komponenty, které byly poprvé implantovány teprve v roce 2007, takže jejich přínos pro klinickou praxi je předčasné hodnotit.

V současné době je vyvíjena i acetabulární komponenta z kompozitu MOTIS s HA povrchem pro necementovanou fixaci (obr. 7).

PEEK-OPTIMA je užíván i k výrobě dalších kloubů. Mathys AG (Switzerland) nabízí endoprotézu MCP kloubů z tohoto kompozitu v kombinaci s titanem (obr. 8).

Dalším komerčně dostupným výrobkem z PEEK jsou "šicí kotvičky" (suture anchors) používané v řadě indikací jak u artroskopických, tak i otevřených výkonů (obr. 9).

V naší literatuře diskutuje užití PEEK Jirman a Vavřík (31) k výrobě individuálních augmentací.

Vizí nás - autorů tohoto referátu, je využití CFR-PEEK ke konstrukci artikulačních vložek totálních náhrad ramenního kloubu. U TEP standardního designu je tenká UHMWPE glenoidální komponenta předmětem časného opotřebení, zejména v okrajových částech. U TEP reverzního typuje navíc artikulační vložka podle matematického modelu Farrona (16) vystavena 5krát většímu otěru (díky charakteru pohybu a přenosu sil), než TEP klasického anatomického designu. Proto materiál s podstatně větší odolností vůči otěru by nepochybně představoval mimořádný krok vpřed v aloplastice ramena.

Je evidentní, že zavádění nových materiálů do klinické praxe musí být vždy velmi opatrné a musí být podepřeno solidními a spolehlivými testy. Vždy je třeba navazovat na předchozí studie, tradice i empirické zkušenosti z historie (13, 37). Pokud však některý materiál zřetelně pro některé aplikace řeší konkrétní problém, je naší povinností na něj upozornit a v zájmu pokroku v  možnostech humánní medicíny jej zavést do praxe.

ZÁVĚR

Zavádění nových kompozitu a polymerů do klinické praxe představuje nepochybně vždy mnoho rizik. Předkládaný referát rozhodně nebyl formulován jako nekriticky optimistická prezentace nového materiálu.

Na druhé straně však nelze zastavit vývoj - jedině nové materiály mohou posunout možnosti klinické praxe výrazně vpřed. Pokud jeden polymer v praxi selhal, nelze jiné materiály paušálně vyřazovat z testování. Objektivní pravdivé testování na kvalitních simulátorech s modelováním situace in vivo je stěžejní pro výběr vhodných materiálů.

Nové kompozitní materiály typu PEEK nepochybně představují velice zajímavou alternativu pro některé aplikace v klinické praxi. Na podkladě literárních údajů nelze ani tento materiál vnímat jako univerzální a definitivní náhradu všech artikulačních komponent, jak například dokazuje vyšší míra otěru na simulátoru kolenního kloubu. Např. u TEP kyčelního kloubu standardního designu se v současnosti zdá, že párování keramika-keramika by mohlo být optimálním řešením problémů souvisejících s otěrem a životností dosud používaného polymeru UHMWPE. U jiných aplikací mohou být výhodnější jiné, třeba i zcela nové materiály. Pro polymer PEEK se jako velmi slibná aplikace jeví např. shora zmíněné povrchové náhrady. Další aplikací může být využití polymerů PEEK u artikulačních komponent reverzních náhrad ramenního kloubu, popřípadě i v náhradách drobných kloubů nebo v částech revizních implantátů.

Cílem prezentovaného souhrnu bylo upozornit na nový materiál, který je předmětem zkoumání a jistě se s ním či jeho modifikací budeme setkávat v  klinické praxi častěji.

Literatura

Barevná dokumentace byla dotována z grantových prostředků.

Autoři se omlouvají za zhoršenou kvalitu některých obrázků, které nebylo možno jakoukoliv cestou získat v požadované kvalitě, i přes opakované oslovení výrobců implantátů.

Práce vznikla v rámci řešení grantových projektů MŠMT ČR 2B06096 a Eureka-Osteosynt.

Zpět


Nabídka nakladatelství:

 

Peter Wendsche, Radek Veselý et al.
Traumatologie

Traumatologie

Druhé, přepracované a rozšířené vydání

 

Jan Lebl, Zdeněk Šumník, Ondřej Souček, Hana Malcová, Klára Maratová, Jana Plešková, Štěpánka Průhová, Jan Štulík, Lukáš Wagenknecht
Onemocnění skeletu u dětí

Onemocnění skeletu u dětí

Motolské pediatrické semináře 4

 

Jiří Skála-Rosenbaum, Valér Džupa, Martin Krbec et al.
Zlomeniny proximálního femuru

Zlomeniny proximálního femuru

 

Jiří Kříž et al.
Poranění míchy

Poranění míchy

Příčiny, důsledky, organizace péče