Все более широкое использование керамики при тотальном эндопротезировании суставов, начиная с 1970-х годов, свидетельствует о постоянном совершенствовании материалов для искусственных суставов. Сегодня для использования в качестве фрикционных интерфейсов предлагается широкий спектр керамических материалов (оксид алюминия, оксид циркония и новые композиты). Благодаря отличным фрикционным свойствам керамика снижает интенсивность износа суставного сопряжения, что делает протез более долговечным. При тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава долгосрочные клинические исследования подтвердили превосходные свойства керамических материалов, что привело к снижению риска разрушения имплантата. При тотальном эндопротезировании коленного сустава экспериментальные данные продемонстрировали низкую скорость износа керамических материалов, а первые клинические результаты обнадеживают. Керамика в артропластике Керамические материалы используются в ортопедических ТЭЛА и ТКА с 1970-х гг. Их превосходные трибологические свойства и низкая скорость износа в мягких и твердых интерфейсах делают клиническое применение керамических материалов очень привлекательным, особенно для молодых и активных пациентов. Уменьшение остеолиза вследствие биологической реакции на частицы износа, а также химическая инертность, коррозионная стойкость и антиаллергические свойства керамики по сравнению с металлами делают керамику хорошим выбором для использования в качестве фрикционных интерфейсов при артропластике. Однако разрушение керамики остается риском с серьезными последствиями для пациента и проблемой для ревизионного хирурга. Со времени первого применения керамики в клинике свойства материала, методы изготовления, дизайн протеза и процедуры тестирования значительно улучшились, и риск фрагментации снизился до очень низкого уровня. Несмотря на хрупкость, твердость керамики благоприятна для борьбы с трехкоронковым износом. По сравнению с кобальт-хромовыми (CoCr) полированные керамические поверхности обладают отличными фрикционными характеристиками благодаря эффекту шероховатости поверхности. Благодаря гидрофильной природе керамического материала (низкий угол контакта) повышается степень смачивания поверхности. Это позволяет дополнительно снизить трение по сравнению с металлическими поверхностями. Керамические материалы, применяемые в ТЭЛА и ТКА, можно разделить на алюмооксидную, циркониевую и композитную керамику. Механические свойства различных видов керамики приведены в табл. 1. Модификации керамических поверхностей для других интерфейсов протезов, включая циркониевую, алмазоподобную и керамику из нитрида титана, нитрида кремния и карбида кремния, редко применяются в клинической практике или находятся в стадии разработки. Поэтому эти материалы покрытий в данной статье не рассматриваются. Керамика на основе оксида алюминия Керамика на основе оксида алюминия имеет наиболее длительную историю клинического применения в ортопедической хирургии. Триоксид алюминия имеет поликристаллическую однофазную структуру. Помимо химической инертности и устойчивости к коррозии, он также устойчив к старению. Высокая твердость поверхности противостоит повреждениям и износу. Однако глиноземистая керамика имеет ограниченные по сравнению с другими керамиками прочность на изгиб и вязкость разрушения (табл. 1). Циркониевая керамика Впервые диоксид циркония был использован в артропластике в 1985 г. в попытке заменить механически более слабый оксид алюминия. Циркониевая керамика имеет поликристаллическую тетрагональную и моноклинную структуру. В качестве стабилизирующего агента обычно добавляется оксид иттрия, поскольку фазовые сдвиги при старении могут приводить к изменению объема. Поэтому стандартным диоксидом циркония для ортопедических применений является диоксид циркония, стабилизированный иттрием (Y-TZP). Цирконий редко использовался для замены суставов в связи с отзывом наконечника циркониевого шарика и плохими клиническими результатами. Композитная керамика Композитная керамика была разработана в связи со старением Y-TZP и плохими механическими свойствами оксида алюминия. В ортопедии широко используются такие композиционные керамические материалы, как цирконий-упрочненный глинозем (глинозем с добавлением около 25% циркония), цирконий-упрочненный глинозем (стабилизированный оксидом иттрия оксид циркония с добавлением около 20% глинозема), алюмоматричные композиты (АМК, или алюминиево-матричные деформационно-упрочненные и пластинчато-упрочненные композиты), в основе последних лежит цирконий-упрочненная алюмооксидная композиционная керамика с добавлением алюмината стронция и оксида хрома. добавлением алюмината стронция и оксида хрома. В этом композите оксид иттрия препятствует фазовому переходу оксида циркония, оксид циркония повышает твердость глинозема, а алюминат стронция, внедренный в глиноземную матрицу, образует пластину, которая препятствует расширению трещин. Большинство производителей протезов суставов воспользовались преимуществами износостойкости керамических интерфейсов и предложили широкий выбор тотальных эндопротезов тазобедренного и коленного суставов. Эти протезы были тщательно изучены в ходе моделирования износа, в лабораторных и клинических условиях и стали стандартными для клинического применения.