Total kalça protezinin bugünkü modern içeriğini tam olarak anlayabilmek ve gelişimini değerlendirebilmek için kalça protezinin tarihçesini incelemek gerekir. Bu tarihçe kalça protezinin babası olarak kabul edilen Sir John Charnley’in yaptığı yenilikleri içerecek şekilde üç kısımda incelenebilir.Charnley’nin 1954-1974 yılları arasında kalça protezine yaptığı katkılar bu yüzyılın ortopedideki en önemli buluşlarını içermektedir.
Charnley öncesi Kalça protezi:
Kalça ankilozuna neden olan tuberkülozun sıklığı eklem hareketlerini restore etmek için 1700-1800 yılları arasında pek çok çözümler üretilmesine sebep olmuştur. Sert kalça için ilk femoral osteotomi 1826 yılında John Rhea Barton tarafından uygulanmış olup, cerrahi sonrası 20 gün süre ile osteotominin manüplasyonunu içermekteydi. Hastanın 10 yıl sonra akciğer tüberkülozundan ölümüne kadar ağrısız fonksiyonel eklem hareketinden yarar gördüğü söylenmektedir.
1840 sonrası iki kemik ucu arasına materyal yerleştirmek sureti ile yeni eklem oluşturma üzerine ilgi yoğunlaşmıştır. (interpozisyonel kalça protezi) Tensör facia lata kası, cilt dokusu gibi hastanın kendi dokuları yanında altın folyo, domuz mesanesi, gümüş plaklar, tahta bloklar ve plastik tabakalar gibi pek çok yabancı materyal de kullanılmıştır. 1923 yılında Smith-Peterson hastanın kalçasına camdan bir kalıp uygulamıştır. Bunun çok kırılgan olması sebebiyle bir diş hekimi arkadaşının tavsiyesi üzerine 1938 yılında interpozisyonel malzeme olarak kobalt-krom alaşımı olan Vitalium kullanmaya başladı. Bu yol modern kalça protezine giden yolda ilk başarılı klinik uygulama olup, asetabulumun ağırlık taşıma fonksiyonunu yerine getirebilen yabancı bir cismi tolere edebildiğini gösterdi.
1831 yılında Edinburg’tan cerrah James Syme ilk kez kalça ankilozu için femur başı kesilmesi ile ilgili bir yayın yaptı. 1928 yılında Oxford’lu cerrah Girdlestone tarafından bu yöntem yaygınlaştırıldı ve bugün halen aynı isimle anılmaktadır. 1940 yılında ilk kez Bohlman ve Moore femur üst ucunda tümör nedeniyle rezeksiyon ve metal kalça protezi implantasyonu yapmışlardır. Bu vakayı South Coralina ‘da posterior yaklaşım ile uyguladıkları ve Amerika’nın güney kısmından geldikleri için yaklaşım Southern yaklaşımı olarak adlandırılmıştır ve bugün de aynı adla anılmaktadır.
Charnley’nin katkıları:
1954 yılında John Charnley normal eklemlerde düşük sürtünme üreten kayganlaştırma fenomenini araştırmaya başladı. Erken dönemde yapılan araştırmalar sinovial sıvıya bağlı olarak hydro dinamik lumbrikasyon olduğunu önermişlerdir. Charnley, kalça eklemi ağırlık taşırken, sinovial sıvının bu işlevi yerine getiremeyeceğini öne sürmüştür. Eklem kıkırdağının çevresel lumbrikasyon sonrasında pürüzsüz kaldığını izleyince. Çevresel lumbrikasyonun kalçanın sürtünme rezistansının düşük olmasından kaynaklandığı sonucuna varmıştır.Teflon gibi lumbrikan maddelerin eklem kıkırdağı yerini alabileceğini düşündü. Ancak 12 ay sonra femur boynunun geri kalan kısmı kan akımını kaybedip nekrotik hale gelnce iki teflon yüzey arası kayganlık kaybolup yüzeyler birbirine bağlandılar. Sonuç mekanik gevşeme ve erken başarısızlık oldu.
Yapay bir eklemde düşük sürtünme rezistansı elde edebilmek için : plastik yuvaya iletilen femur başının büyüklüğünün düşürülmesi ile mümkün olabilir. Buna benzer şekilde plastik yuvanın kemik asetabulumun içinde stabil olması için daha geniş plastik yuva komponenti kullanılmalıdır. Bu prensipler, Charnley’in dış çapı küçük metal femur baş kullanarak ve implantların kemiğe tutunması metodu ile çalışmasına neden olumuştur. Charnley az miktarda akrilik çimentoyu boşluk doldurucu olarak kullanmaya ve gevşek mekanik uyum prensibi ile çalışmaya başladı.Teflon ile sonuçlar kötü idi alternatif bir madde gerekliydi. Polietilenin aşınmaya karşı dayanıklılığı oldukça iyi olduğu ortaya çıktı. İlk yüksek dansiteli asetabuler kalça protezi insan kalçasına 1962 yılında implante edilmiştir.
Erken dönem kalça protezi serilerinde %90 olan başarı oranı nedeni ile Charnley işlemi uygulamaya devam etsede %10 başarısızlık nedenini araştırmaya devam etti.Çimentonun kimyasal reaksiyonundan şüphelenilse de, oran ameliyathanelerdeki temiz hava uygulaması sonrasında %5’e düşmesi ile enfeksiyonun asıl neden olduğu düşünüldü.
Total kalça Protezinin modern evresi:
Charnley’nin yeni operasyonu anlamlı prensiplere dayanıp, kalça artritli hastalar için şaşırtıcı derecede başarılı olsada sadece Charnley’nin eğittiği cerrahlar tarafından uygulanmaktaydı. Tüm dünyada çok sayıda cerrah yeni kalça protezi tasarımları geliştirdi. Maurice Miller 1966-1980 yıları arasında yaygın olarak kullandığı 32 mm krom-kobalt- molibdenyum femur başı ile plastik asetabuler komponentten oluşan kalça protezi geliştirdi.
Peter Ring 1964 yılında çimento kullanmadan metal-metal komponentten oluşan kalça protezi kullanmaya başladı. Kullanımı komponentler arası toleransın az olması ve eklem yapan yüzeylerin kaynaşmasını izleyen başarısızlık nedeni ile yaygınlaşmadı.
Erken 1970’li yıllarda Charnley’in orginal protezi yaygın olsada özenli hasta takipleri sonasında radyografilerde kemik çimento yüzeyinden gevşeme tanımlandı. İzleyen takiperde bu problemin ilerleyici olduğu ve kalça protezi çevresindeki bu kemik kaybının nedeni akrilik çimentoya bağlandı .
Kalça protezi tesbitleri üzerine yapılan farklı yöntem araştırmaları kemik-kalça protezi sabitlemesinde çimentosuz kalça protezi fiksasyonu kavramını ortaya çıkardı. Kalça protezleri ameliyat sırasında sıkı başlangıç stabilizasyon ve fiksasyonu sağlayacak şekilde tasarlandı.
Poroz kaplı yüzey kullanımı, kemiğin kalça protezi üzerine ve bazı olgularda içine büyümesine izin verdi. Başlangıçta iki çeşit poroz kaplı yüzey popülarize oldu. Birincisi Harris, Galante ve arkadaşları tarafından geliştirilen titanyum fiber metal kompozit tel ağlar ve ikincisi Engh, Hungerford, Bobyn ve arkadaşları tarafından gelştirilen kobalt-krom boncuk kaplı yüzey.
Sonraları plazma spreylenmiş titanyumda kullanıldı
1970 ‘li yıllarda modularite kavramı gelişti. Günümüzde femoral komponent iki ayrı parça halinde,ameliyatta cerrahın birleştirmesi ile oluşmaktadır. Femoral stem (sap) hastanın femoral kanal boyutuna göre seçilip, ayrı bir femur başı takılıyordu. Bu cerraha seçilmiş asetabuler komponente uygun femur başı seçmek, hastanın bacak uzunluğunun doğru restorasyonu ve doğru ofset için gerekli femur boynu uzunluğu seçme seçeneklerini sağladı. Asetabuler komponentte benzer şekilde iki ayrı kısımdan oluşuyordu. Birinci kısım kemik asetabuluma vida ya da iri çivilerle sabitlenen metal kısımdan ve ikinci kısımda ilkinin içine bir çeşit kilitleme mekanizması ile sabitlenen yüksek yoğunluklu poletilenden oluşmaktaydı. Orjinal Charnley kalça protezi dahi bu yaklaşıma Charnley-Elite kalça protezini geliştirerek adapte olmuştur.
Bugün için femur başının büyüklüğünü 22-22,5 mm’den 32 mm’ye yükseltme eğilimi kalçanın hareket genişliğini arttırmak ve dislokasyon oranını düşürmek için yapılır.
En popüler 3 çimentosuz kalça protezleri : Amerika Birleşik Devletlerin’de Howmedica’dan poroz kaplı anatomik kalça protezi (Hungerford ve Headly); Depuy’dan AML (Engh) ve Zimmer’den Harris Galante kalça protezi sayılabilir. Bu kalça protezleri 1.Kuşak çimentosuz kalça protezleri olarak adlandırılır. 1980 yıllarının ortalarında bu kalça protezleri kullanmanın çimento kullanımını elimine ettiği fakat çimento hastalığını ortadan kaldırmadığı ortaya çıktı. Aksine orijinal Charnley kalça protezlerinden daha yüksek oranda ve sıklıkta masif kemik kaybı görülmeye devam etti.Uzun dönem (15 yıl) takip sonrası asetabulumun çimentosuz, femoral komponentin çimentolu olduğu hibrid kalça protezi kullanımı doğdu.
Yoğun çalışmalarla kemik kaybının hem fizyolojik hemde histolojik perspektiften araştırılmaya başlanıldı.Kısa zamanda çimento hastalığı denilen olayın aslında partikül hastalığı olduğu ortaya çıktı. Kalça protezi kemik arayüzüne giren herhangi bir yabancı cismin, yeteri kadar küçük parçalara ayrılması halinde, kemiğin organizma tarafından rezorbe edildiği, kemik kaybı ve gevşemeye sebep olduğu anlaşıldı. Bu partikül çimento veya kalça protezi hammaddesinden kaynaklanabilse de en önemli kaynağın polietilen aşınması olduğu anlaşıldı.
Geç 1980‘li yıllarda polietilen aşınmasının gevşemenin ve geç dönem başarısızlığının asıl nedeni olduğu tanımlandı. Yüksek dansitedeki polietilenin gevşeme ve klinik başarısızlıkta esas neden olduğu anlaşılması üzerine 1990 ve sonrasıda araştırıcılar partikül debris oluşumunu azaltmak veya ortadan kaldırmak için alternatif taşıma yüzeyleri tanımladılar. Kalça protezi üreten firmalar metal-metal üzerine yöneldiler. Kanda ve yumuşak dokularda metal iyon seviyelerinin arttığının gösterilmesine karşın bugün için artan iyonlara rağmen hastalarda gelişen herhangi problem ile ilişkili kayıt edilmiş herhangi bir veri yoktur.
Seramikler kendinden cilalama özellikleri olduğundan dolayı partikül atık oluşumunu azaltabilirler. Bugün için polietilen üretimi aşamasında çapraz bağların oluşumun arttırmak için iyonize radyasyon uygulaması umut verici sonuçlar doğurmuştur. Bu şekilde üretilen çapraz bağlı polietilen 2000 yılından itibaren tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kalça protezinin bugünkü geldiği konum çok yoğun araştırmalar ve çalışmalar sonucu oluşmuş olup, daha iyi alternatif taşıma yüzeyleri ve biyomekaniği geliştirmek için arastırmalar ve çalışmalar tüm hızıyla sürmektedir.
