Эволюция протезирования представляет собой длительную и легендарную историю: от примитивных истоков до сложных современных конструкций. Как и в развитии любой другой области, некоторые идеи и изобретения работали и успешно развивались, в то время как другие остались на обочине истории и устарели.

Длинный и извилистый путь к компьютеризированным протезам начался около 1500 г. до н.э. Чтобы оценить, как далеко человечество зашло в области протезирования, для начала нам стоит посмотреть на опыт древних египтян.

Египтяне были пионерами ортопедической техники. Их «рудиментарные» протезы были сделаны из ткани, и считается, что их носили больше для чувства «цельности», чем ради их протезных функций. Первый функциональный протез большого пальца ноги, принадлежащей особе дворянского рода, был найден в Египте. Согласно данным ученых, он был создан в период 950-710 гг. до н.э. Протез состоял из двух деревянных частей, которые скреплялись кожаной нитью через отверстия, просверленные в древесине. Кожаный ремешок крепил палец к ноге с помощью кожаных нитей.

Сложно переоценить значение пальцев в жизни человека, но примечателен тот факт, что первый реальный пример протезирования относится именно к ним, а не к тем частям тела или конечностям, которые могут казаться более важными – например, рукам или ногам. Существует предположение, что на создание такого протеза египтян вынудила важность традиционных египетских сандалий в гардеробе знатной женщины, которые невозможно было носить, не имея большого пальца.

Это внимание к эстетической привлекательности протезов является довольно распространенным явлением среди древних устройств и даже может быть более важным, чем их функциональность.

424 г. до н.э. – 1 г. до н.э.

В результате раскопок в 1858 году в итальянском городе Капуя была найдена первая искусственная нога, которую сделали приблизительно в 300 г. до н.э. Она сделана из бронзы и железа, с деревянным сердечником, которую, по-видимому, носили ниже колена. Существует точная копия этого протеза, которую можно увидеть в Музее науки в Лондоне.

Самый известный случай в древнеримской истории протезирования описан римским ученым Плинием Старшим, и связан с генералом Марком Сергием, который считается первым документально подтвержденным носителем искусственной конечности. Во второй Пунической войне Сергий потерял правую руку и получил протез, сделанный из железа, чтобы тот мог держать свой щит и продолжать битву.

В истории Древней Греции также сохранились сведения об успешном протезировании. В 424 году до н.э. древнегреческий историк Геродот писал о персидском провидце, который был приговорен к смерти, но ампутировал себе ногу и сделал деревянный протез, чтобы пройти почти 50 километров пути до следующего города и таким образом скрыться от преследования.

Темные века (476-1000 гг.)

В этот период человечество продвинулось в протезировании и создавало более сложные устройства, чем ручной крюк или деревянная нога. Большинство протезов в то время выполняли больше эстетическую функцию и были сделаны для того, чтобы скрыть уродства или травмы, полученные в бою. У рыцарей были протезы для рук, которые позволяли держать щит и для ног, чтобы можно было закрепить ее в стремени, с небольшим вниманием к функциональности. В то время носить протезы вне битвы могли себе позволить только очень богатые люди.

Проектированием и созданием искусственных конечностей в темные века в основном занимались торговцы и оружейники. Но кроме них развитию протезирования способствовали и люди других профессий. Так, например, часовщики были особенно полезны для добавления сложных внутренних функций с помощью пружин и зубчатых колес.

Эпоха ренессанса (1400-1800 гг.)

Эпоха возрождения открыла новые перспективы для искусства, философии, науки и медицины. В это время произошло возрождение в истории протезирования зубов: их изготавливали преимущественно из железа, стали, меди и дерева.

История протезирования всегда переплетается с историей войн и жизнью солдат, которые ведут борьбу. Примеры из Средневековья показывают, насколько медленно развивалась эта область – железные руки, которые изготавливали для рыцарей, были не более продвинутыми, чем те, что использовал генерал Сергий тысячу лет назад.

В 1508 году у немецкого наемника Гетца фон Берлихингена была пара технологически продвинутых железных рук, сделанных после того, как он потерял правую руку в битве при Ландсхуте. Ими можно было управлять с помощью пружин, подвешенных на кожаных ремешках.

Около 1512 года итальянский хирург, путешествуя по Азии, обратил внимание на человека с двусторонней ампутацией рук, который мог снять шляпу, открыть свой кошелек и поставить свою подпись с помощью протеза. Еще одна история того времени связана с серебряной рукой, которая была сделана для турецкого адмирала Хайреддина Барбароссы, воевавшего с испанцами в Бужи.

С середины до конца 1500-х годов

Французский армейский цирюльник Амбруаз Паре, по мнению многих ученых, является отцом современной хирургии ампутации и ортопедических конструкций. В 1529 году он ввел современные процедуры ампутации в медицинском сообществе, а в 1536 году сделал навесные протезы для верхних и нижних конечностей. Он также модифицировал искусственную ногу ниже колена, добавив к ней регулируемые ремни безопасности, управление блокировкой колена и другие технические особенности, которые используются в современных устройствах.

Его работа продемонстрировала первое истинное понимание того, как должен работать протез. Коллега Паре – Лоррен, французский слесарь, сделал один из самых важных вкладов в этой области, используя в изготовлении протеза кожу, бумагу и клей вместо тяжелого железа.

Большая часть работы Паре отменила многие из широко распространенных медицинских верований того времени, часть из которых приносила больше вреда, чем пользы. Например, Паре установил, что если наносить масло к месту огнестрельного ранения или любой другой раны, то оно не приводит к исцелению, как считалось ранее, а на самом деле оказывает негативное воздействие. То же касается и прижигания – еще одного распространенного метода, который казался Паре неэффективным. Вместо этого Паре пользовался перевязкой артерий, и стал, возможно, первым врачом, который проводил эту операцию.

XVII-XIX вв.

В 1696 году Питер Вердайн разработал первый протез ноги ниже колена без дополнительной фиксации, который позже станет основой для современного протезирования суставов и корсетных устройств.

В 1800 году лондонец Джеймс Поттс разработал протез, изготовленный из деревянного стержня со стальным коленным суставом и шарнирной ногой, которая крепилась кетгутовыми нитями от колена до лодыжки. Впоследствии такой протез будут называть «ногой Англси» в честь Генри Уильяма Пэджета – первого человека, удостоенного титула маркиза Англси, который потерял ногу в битве при Ватерлоо и воспользовался изобретением Поттса. В 1839 году Уильям Селфо завез этот протез в США, где он стал известен как «нога Селфо».

В 1843 году сэр Джеймс Сайм открыл новый метод ампутации лодыжки, не приводящий к ампутации до бедра. Этот подход приветствовался в сообществе инвалидов-ампутантов, поскольку это означало, что появилась возможность ходить не с протезом, заменяющим всю ногу, а только лишь с искусственной ступней.

В 1846 году Бенджамин Палмер решил улучшить положение дел для пациентов с ампутацией нижней конечностей и доработал «ногу Селфо», добавив переднюю пружину, сгладив внешний вид и прикрыв сухожилия, чтобы имитировать естественные движения.

Дуглас Блай изобрел и запатентовал «анатомическую ногу доктора Блая» в 1858 году, которую он называл «наиболее полным и успешным изобретением из когда-либо созданных среди искусственных конечностей». А уже в 1863 году Дюбуа Пармли изобрел усовершенствованный протез с присоской, полицентрическим коленом и множеством шарниров.

Позже Густав Герман предложил использовать алюминий вместо стали, чтобы сделать протезы легче и функциональнее. Такое легкое устройство пришлось ждать до 1912 года, когда Марсель Дезуттер, известный английский летчик, потерявший ногу в авиакатастрофе, не сделал первый алюминиевый протез при помощи своего брата-инженера Чарльза.

Прогресс, которого достигли в своем развитии технологии протезирования за 300 лет, оказался незначительным. Однако достижения в хирургии и ампутации в середине XIX века позволили врачам сформировать культю таким образом, чтобы она была более восприимчива к присоединению протеза. Протезы не сильно улучшились, но жизнь становилась все более удобной для тех, кто носил их.

Переход к современности

По мере того, как продолжалась гражданская война в США, количество ампутаций росло катастрофически быстро, что заставляло американцев усиленно развиваться в области протезирования. Джеймс Хангер, один из первых ампутантов гражданской войны, разработал то, что он позже запатентовал как Hanger Limb – протез, изготовленный из бочарных клепок и металла, который имел шарнирные суставы в области колена и лодыжки. Hanger Limb оказалась на тот момент самой передовой технологией в истории протезирования, и основанная Хангером компания продолжает оставаться лидером в этой области.

В отличие от гражданской войны, Первая мировая не способствовала особенному прогрессу в этой области. Несмотря на отсутствие технических достижений хирурги и военные осознавали важность обсуждения технологии и разработки протезов. В конечном итоге это привело к формированию американской ассоциации протезирования и применения ортопедических изделий (AOPA).

После Второй мировой войны ветераны были недовольны отсутствием технологичных решений и требовали улучшения. Тогда правительство США заключило сделку с военными компаниями для улучшения протезов, а не оружия. Это соглашение открыло путь к разработке и производству современных протезов. Новые устройства намного легче – изготавливаются из пластика, алюминия и композитных материалов, чтобы обеспечить пациентов наиболее функциональными устройствами.

В 1970-х годах изобретатель Исидро М. Мартинес оказал огромное влияние на индустрию протезирования, когда разработал протез нижней конечности, который, вместо того, чтобы попытаться повторить движения природной конечности, был ориентирован на улучшение походки и уменьшение трения. Снижая давление и делая ходьбу более комфортной, Мартинес, который сам был инвалидом, улучшил жизнь многих будущих пациентов.

Наиболее резкое различие между современными искусственными конечностями и теми, что были сделаны в прошлом, находится на границе между протезом и той частью тела, к которой он будет крепиться. В прошлом система подвески для протезов конечностей была сделана из кожаных или тканных ремней, а паз был деревянным или металлическим, облицованным тканью. Большинство современных протезов сочетают в себе пластиковое гнездо и присоски. Они тщательно утепляются и предотвращают повреждение той части конечности, к которой крепится.

Современные разъемы также облегчают надевание и снимание протеза. Это особенно полезно, когда человек носит несколько протезов. Например, спортсмены могут иметь несколько протезов для бега, катания на лыжах, езды на велосипеде и другой физической деятельности. Чаще всего, они не похожи визуально на человеческие конечности. Это тщательно продуманная конструкция из пластика, резины и углеродного волокна, которые пропорционально приспособлены к телу. Они тщательно контролируются и проверяются во время соревнований, чтобы гарантировать, что не используются никакие дополнительные преимущества, например, более длинная конечность.

Травмы, опухоли, возрастные и гормональные изменения и прочие неприятности становятся причиной разрушения костных и хрящевых тканей.

Большинство заболеваний опорно-двигательной системы – неизлечимы, и может либо убрать симптомы, такие как и спазмы, или немного притормозить дегенеративный процесс. Еще один фактор и причина неизлечимости - неспособность хрящевой ткани к регенерации.

Самыми атакуемыми различными болезнями и повреждениями суставами являются коленный и тазобедренный. Если бы не появление такого феномена, как эндопротезирование, большинство людей с подобными проблемами были бы обречены на постоянную боль, инвалидное кресло, а некоторые – даже на летальный исход. Эндопротезированием называют частичную или полную замену поврежденного сочленения имплантатом.

Как появилось эндопротезирование

Еще в 1890 году в немецкой столице,Темистоклес Глюк произвел переворот в лечении болезней суставов, впервые в истории применив из слоновой кости, дав начало истории развития эндопротезирования. Изобретательный немец для закрепления протеза в теле человека использовал хитрую смесь из гипса, канифоли и пемзовой пудры. Глюк установил собственноручно выточенные имплантаты трем подопытным пациентам, страдающим . Хоть «слоновьи» суставы и не прослужили долго, однако первый «кирпичик» в фундаменте обширного комплекса терапии сочленений под названием «эндопротезирование» был заложен.

Следующим «Колумбом» в области протезирования конечностей стал Сми-Петерсон, предложивший в 1917 году новаторскую идею о покрытии головки бедренной кости колпачком из виталиума. Однако сплав дал осложнение в виде , но положил начало развитию истории эндопротезирования этого соединения.Первой успешной инвазией по тотальной в 1938 году провел Вайлс. Имплантат полностью состоял из стали и крепился к костям при помощи шурупов. Способ удержания протеза на месте был выбран бесцементный - впервые в истории.

За Вайлсом последовали братья Жуде. Они опробовали гемипластику для замены бедренного сочленения. Однако низкая износостойкость заставила этот материал кануть в лету, дав старт новаторским идеям середины прошлого века.Более-менее долговечная операция по тотальному замещению тазобедренного соединения была проведена в 1951 году. Новый протез состоял из сплава хрома и кобальта, а чашка крепилась к тазу с помощью штифтов из металла. Вплоть до конца 60-х по разработкам французов с 1951 года использовались тотальные протезы из плексигласа, которые крепилась к костям бесцементным способом.

Создание основы основ - цементного способа

Наконец, в 1959 году сэр Джон Чанли спроектировал «прародителя» всех современных имплантатов, использовав полиэтилен для его создания, а также впервые применил метилметакрилат в качестве костного цемента, которым пользуются и по сей день. Чанли по праву считается отцом-основателем цементного эндопротезирования тазобедренных суставов и основателем его истории.

Ученый создал первую в своем роде лабораторию по исследованию биомеханики бедренного сочленения. Его труды считаются «Библией» для современного поколения разработчиков искусственных суставов. В своих трудах он описывал силу трения, механику ротации и другие особенности поведения соединения в человеческом теле.

Бесцементное крепление имплантатов

Бесцементное протезирование требует длительного периода восстановления после хирургии, так как искусственное соединение должно стать одним целым с костной тканью пациента.

Сегодня бесцементная фиксация применяется намного чаще своей предшественницы, так как в случае ревизионного эндопротезирования имплантат намного легче заменить, когда он не «приклеен» цементом.

В основе принципа установки лежит скрупулезный «подгон» кости под объемы ножки протеза. Существуют и такие модели, которые оснащены резьбой и ввинчиваются в костный канал, обеспечивая стабильную фиксацию. В случае с обтачиванием кости действует метод «press fit», который по своей технологии можно сравнить с механизмом защелкивания кнопки. Ножка протеза имеет небольшое расширение, которое, попадая в кость, защелкивается, как кнопка на рубашке.

Современные материалы

Надежность и долговечность имплантата зависит от материалов, из которых он изготовлен.

Существуют следующие виды имлантатов:

• металл + металл. Это означает, что головка и впадина будут металлическими. Полностью металлические эндопротезы устанавливаются мужчинам, ведущим активный образ жизни. Женщинам, планирующим родить ребенка, не рекомендуется такое протезирование, так как ионы металла могут навредить малышу. Токсичность продуктов трения сделала эти модели запрещенными в некоторых странах мира;
• металл + пластик. Недорогие по стоимости имплантаты имеют существенный недостаток – быстрое истирание компонентов. Однако токсичность их умеренна, и в России используются именно они;

• керамика + керамика - очень качественные, нетоксичные, гипоаллергенные изделия обладают одним недостатком – высокой стоимостью. Благодаря особой структуре именно эти модели обеспечивают самое надежное сращение при установке бесцементным методом;
• керамика + пластик. Самые недолговечные из всех моделей. На них нельзя давать даже умеренные нагрузки. Если они и применяются, то только для установки пациентам «в годах», не отличающимся активностью движений. Срок службы подобного «гибрида» составляет всего 6-7 лет.

Здоровые зубы и белоснежная улыбка всегда были неотъемлемым атрибутом красоты. К сожалению, сохранить их хотя бы до зрелого возраста удается не всем. Заболевания полости рта и травмы нередко приводят к потере одного или нескольких зубов. Спасти улыбку и восстановить функцию зубного ряда можно с помощью съемного или несъемного протеза.

Степанов Андрей Васильевич - стоматолог-ортопед клиники «Дентокласс».

История ортопедической стоматологии - от истоков к современности

Ортопедическая стоматология зародилась не в прошлом и даже не в позапрошлом веке. Попытки восстановить утраченные зубы предпринимались людьми с глубокой древности. К примеру, достоверно известно, что самый старый съемный протез был изготовлен более 4000 лет назад. Его обнаружили археологи при обследовании гробницы фараона Хефреса. По свидетельству ученых, выполнявших вскрытие пирамиды, изделие было выполнено из дерева.

Прототипом сегодняшнего мостовидного протеза можно считать другую археологическую находку. Во время раскопок Сидона в захоронении женщины, жившей в III-IV вв. до нашей эры, ученые обнаружили искусственные зубы, скрепленные между собой золотой проволокой. Широкую популярность протезирование приобрело и в Римской империи. При этом нужно сказать, что изготовлением протезов занимались не врачи, а ювелиры, ремесленники, резчики по кости и металлу. И только в XI веке арабский хирург Абулькасим признал зубопротезирование отдельной отраслью медицины.

Зубные протезы, изготовленные мастерами этрусков.

Что касается научного подхода, то его основоположником многие считают Пьера Фошара, которые не только разработал несколько новых методик протезирования, но и опубликовал многочисленные труды по данной теме. К примеру, в руководстве по зубоврачеванию, которое было написано в 1728 году, подробно рассматривается методика крепления протезов с помощью пружин. Кроме того, именно ему принадлежит идея объединения зубного протеза и небного обтуратора.

Следующий знаковый этап в развитии протезирования пришелся на начало XIX века. С этого момента стоматологи-ортопеды начинают восстанавливать утраченные зубы протезами, изготовленными из фарфора. С середины этого же века в зубопротезировании применяют вулканизированный каучук. При этом нужно сказать, что использовали его более ста лет - до того момента, когда появились акриловые пластмассы. Будучи более удобными в использовании, гигиеничными и дешевыми, они быстро вытеснили каучук из стоматологии.

Современное протезирование

На действующем этапе развития зубопротезирования врачи используют несколько методик восстановления зубов. К примеру, съемные протезы могут быть бюгельными, частичными или полными. Несъемные также делят на несколько групп - металлокерамические конструкции, фарфоровые и композитные виниры, имплантаты. Все они изготавливаются индивидуально и в обязательном порядке учитывают особенности строения челюсти конкретного человека.

Преимущество современных зубных протезов состоит в удачном сочетании функциональности и эстетичности. Искусственные зубы внешне не отличаются от настоящих и позволяют полностью восстановить жевательную функцию зубного ряда.

Понравилось? Расскажите друзьям!

Сейчас одна из главных проблем стоматологии – это восстановление утерянных зубов . Ученые постоянно изобретают новые технологии, однако на самом деле люди с древних времен были обеспокоены этим вопросом и старались находить решения в меру сил и развития технологий.

Древнейшее протезирование

Археологи утверждают, что первая попытка протезирования зубов относится еще к VI веку до нашей эры . Ученым удалось раскопать череп с имплантатом в челюсти. Имплантат был изготовлен из панциря мидии. А вот протезирование без имплантации относится к гораздо более позднему периоду – первый зубной протез, замещающий сразу несколько зубов, был обнаружен в древнем городе Тарквиния . Это изделие закреплялось на здоровых зубах золотыми кольцами.

Ученым известны попытки восстановления зубов на Востоке и в Древнем Риме – там даже существовали целые труды по протезированию. Однако вплоть до XVIII века протезирование зубов было очень дорогим удовольствием . Кроме того, протезы изготавливались из весьма необычных материалов – костей скота, зубов моржей или лошадей, и даже человеческих зубов покойников или бедняков. Крепили такие протезы обычно с помощью золотой или серебряной проволоки к здоровым зубам.

Первые шаги к современному протезированию

Принято считать, что протезы в том виде, в котором привыкли их видеть мы, изобрел в XVIII веке дантист Людовика XV Пьер Фошар. Он описал многие собственные разработки, в том числе съемные протезы и зубные мосты . Также он первым стал укреплять искусственные коронки из кости слоем золота и применять керамику для придания протезам естественного вида. Однако доступность протезирования все равно оставалась под вопросом – сам Пьер Фошар делал протезы только для богатых и состоятельных аристократов.

Насчитывает уже не одно столетие, а по некоторым свидетельствам, счет идет уже на тысячи лет.

Это подтверждают археологические находки на территории современного Гондураса, где был найден фрагмент черепа инка, жившего в VI в. до н.э., в нижней челюсти которого на месте отдельных зубов виднелись имплантаты из панциря морских мидий. А во Франции был обнаружен череп, датированный I в. н.э., с металлическим имплантатом в лунке клыка верхней челюсти. В раскопках города Тарквиния, где жили этруски, были найдены протезы из искусственных зубов и ряда золотых колец, укреплявшихся на соседних здоровых зубах. И уже в Древнем Риме появились первые учебники по зубоврачебному ремеслу, написанные римскими цирюльниками и ювелирами, которые занимались протезированием зубов. На Востоке первопроходцем стал знаменитый арабский хирург Абуль-Касим, который одним из первых заявил, что зубопротезирование - это медицина, так как помогает человеку излечить недуг и исправить дефект. Но с древности до недавних времен подавляющее количество людей просто безвозвратно теряло зубы, так как лечение было одно - удаление, и только очень обеспеченные особы могли себе позволить протезирование зубов, да и то, по нашим меркам, довольно экзотическими способами.

До середины XVIII века искусственные зубы изготавливались из костей крупного рогатого скота, зубов лошадей, моржей, слоновой кости, и прикреплялись к соседним посредством золотой или серебряной проволоки. Использовались также человеческие зубы, купленные у бедных или удаленные у трупов. Например, первый президент США Джордж Вашингтон пользовался костью бегемота с фиксированными на ней восемью человеческими зубами. И вызывает большое сомнение, что это было действительно удобно и красиво…

Считается, что современные вставные зубы придумал дантист Людовика XV Пьер Фошар, который делал протезы для самых знаменитых людей своего времени. Он был настоящим исследователем и постоянно совершенствовал применяемые зубные конструкции. Фошару, в частности, принадлежит идея применения фиксирующих протезных пружин из утолщенной золотой проволоки или из спирали: оттисков в то время еще не было, а пружины позволяли устанавливать зубной протез гибко, учитывая индивидуальные особенности пациента. Он же изобрел штифтовые зубы, и придумал укреплять на одном или двух штифтах несколько соединенных зубов, что явилось прототипом современных мостов. И что замечательно, начал подбирать цвет искусственных зубов, и даже пытался придать зубам из слоновой кости более естественный вид, он покрывал их колпачками из золота, на которые наносился слой обожженной фарфоровой эмали различных цветов.

Так что именно с этого времени, а наиболее явственно и массово с конца XIX века, начинает развиваться как наука, занимающаяся восстановлением структуры и функции жевательного аппарата. Уже тогда появились основные идеи, совершенствуемые в нынешней ортопедической стоматологии, которая на протяжении всей истории протезирования зубов, тщательно отбирала наиболее разумные возможности восстановления зубов, и сейчас пытается довести их до идеала.