Эндопротез вертлужной впадины

Полезная модель относится к области медицины, в частности к травматологии и ортопедии, а именно к конструкции эндопротеза вертлужной впадины и может использоваться при оперативном лечении дегенеративно - дистрофических и воспалительных заболеваниях суставов. Задачей полезной модели является повышение прочности и надежности фиксации эндопротеза вертлужной впадины не только на этапе остеогенеза, но также и на этапах циклического ремоделирования за счет образования остеоинтегративного соединения костных структур с имплантируемой конструкцией. Поставленная задача решается тем, что в эндопротезе вертлужной впадины, содержащим вкладыш под головку эндопротеза и металлическую чашку с наружной поверхностью в виде полусферы и вогнутой внутренней, по всей наружной поверхности чашки выполнены конические отверстия глубиной не более 4 мм и с межцентровыми расстояниями 8-10 мм для вставок из остеосовместимого биоситалла с мезопористой структурой с большим диаметром конуса не более 6 мм и конусностью 1:10.

Полезная модель относится к области медицины, в частности к травматологии и ортопедии, а именно к конструкции эндопротеза вертлужной впадины и может использоваться при оперативном лечении дегенеративно-дистрофических и воспалительных заболеваниях суставов.

Известны конструкции эндопротезов тазобедренного сустава, в которых чашка эндопротеза выполнена с крепежными зубцами,.(1), (2), (3).

Так как крепление чашки в данных конструкциях основано только за счет зубцов, то чашка будет не всегда достаточно прочно

закреплена в вертлужной впадине, особенно при наличии остеопороза, дисплазии вертлужной впадины и наличии в ней кист (асептический некроз)

Известны конструкции эндопротезов тазобедренного сустава, не имеющие крепежных зубцов, но в которых чашка выполнена из биосовместимых материалов. Например, в конструкции тотального эндопротеза тазобедренного сустава (4) вертлужный компонент тотального эндопротеза тазобедренного сустава выполнен из биосовместимой высокопрочной корундовой керамики с пористым покрытием из того же материала в области контакта элементов эндопротеза с губчатой костью наружной поверхности вертлужного компонента.

Действия авторов данной конструкции направлены на усиление репаративного этапа остеогенеза, так как основываются на способности материалов к прорастанию в костную структуру. Биоинертная высокопрочная корундовая карамика не обладает свойством остеосовместимости, обеспечивающим активную репаративную регенерацию не только на первом этапе остеогенеза, но также и на этапах ремоделирования, т.е. высокопрочная керамика не обеспечивает сосуществование костной ткани с материалом эндопротеза во всем времени эксплуатации, что впоследствии ведет к нарушению функции изделия(5)

В качестве прототипа по наиболее близкой технической сущности нами выбрана конструкция эндопротеза вертлужного компонента тазобедренного сустава, защищенная патентом на полезную модель (6).Чашка эндопротеза выполнена, по утверждению авторов, из биосовместимого металла - титана, и кроме этого, внешняя поверхность чашки имеет покрытие из порошка титана.

Недостатком конструкции является выполнение чашки из металла - титана, а так как металл не обладает свойством остеосовместимости, то это приводит к ненадежной фиксации эндопротеза на отдаленных этапах ремоделирования, что впоследствии ведет к нарушению функции эндопротеза (5). В статье (7) дан анализ механизма развития нестабильности эндопротезов тазобедренного сустава. Авторы статьи отмечают, что одной из причин потери костной ткани эндопротеза с бесцементной фиксацией является несовместимость материалов имплантата по биомеханическим параметрам, что вызывает интенсивную адаптивную перестройку костной ткани. В ходе этого процесса наблюдается несоответствие между скоростью остеокластической резорбции кости и остеогенезом, что в итоге приводит к остеопении и остеолизу.

Задачей полезной модели является повышение прочности и надежности фиксации эндопротеза вертлужной впадины не только на этапе остеогенеза, но также и на этапах циклического ремоделирования за счет образования остеинтегративного соединения костных структур с имплантируемой конструкцией.

Поставленная задача решается тем, что в эндопротезе вертлужной впадины, содержащим вкладыш под головку эндопротеза и металлическую чашку с наружной поверхностью в виде полусферы и вогнутой внутренней, по всей наружной поверхности чашки выполнены конические отверстия глубиной не более 4 мм и с межцентровыми расстояниями 8-10 мм для вставок из остеосовместимого био-ситалла с мезопористой структурой с большим диаметром конуса не более 6 мм и конусностью 1:10

Отличительными существенными признаками заявляемой полезной модели являются:

- выполнение по всей боковой поверхности чашки конических отверстий для вставок из остеосовместимого биоситалла с мезопористой структурой;

- межцентровое расстояние между коническими отверстиями - 8-10 мм;

- глубина конических отверстий - не более 4 мм;

- больший диаметр конуса - не более 6 мм;

- конусность отверстий - 1:10;

Биоситалл обладает свойством остеосовместимости. Остеосовместимый биоситалл является стеклокристаллическим материалом, синтезированным в силикофосфатной системе, содержащей оксиды кальция, магния, цинка, кремния, фосфора и обладающим бифазной структурой, причем в качестве микрокристаллической фазы в этом материале присутствуют синтетический аналог биоминерала костной ткани, карбоксигидроксилатит - даллит (5). Известно, (8) что материалы этого класса специально разработанные для целей остеозамещения и обладающие остеокондуктивными, остеопротекторными свойствами (не препятствующие проявлениям морфогенетических потенций костной ткани, в том числе и ее репаративным и ремодулирующим циклам), обладают уникальным свойством - образовывать между собой прочное соединение при помещении в среды, имитирующие биологические жидкости (9). Экспериментально доказана аналогия циклов ремоделирования для нагружаемых трансплантатов из биоситалла и окружающей их костной ткани (10)

Выполнение вставок из остеосовместимого биоситалла с мезопористой структурой позволяет добиться прочного соединения материал имплантата - кость не только на репаративном этапе остеогенеза, но и

на отделенных этапах циклического ремоделирования за счет обеспечения остеоинтеграции, что исключает возможность появления фиброзной капсулы и тем самым повышает надежность фиксации эндопротеза. Благодаря протекторным свойствам биоситалла утраченный объем кости не могут занять соединительные ткани, тем самым сохраняется во всем объеме остеогенеза остеогенетический потенциал костной ткани.

Выбор межцентрового расстояния сквозных конических отверстий в 8-10 мм и размер большего диаметра конуса не более 6 мм обеспечивает прочность вертлужного компонента, так как при меньшем межцентровом расстоянии и размере большего диаметра конуса более 6 мм возможна деформация вертлужного компонента.

Глубина конических отверстий выбрана не более 4 мм, так как при величине более 4 мм, толщина металлической чашки должна бы составить 7-8 мм, а это затруднило бы ее установку, особенно в случаях неглубоких вертлужных впадин.

Конические отверстия имеют конусность 1:10, так как при такой конусности не требуется дополнительного крепления.

Совокупность существенных отличительных признаков является новой и позволяет повысить прочность и надежность фиксации конструкции по сравнению с прототипом не только на этапе остеогенеза, но также и на этапах циклического ремоделирования.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на Фиг.1 схематично изображен эндопротез вертлужной впадины, а на Фиг.2 -разрез по А-А.

Металлическая чашка- 1; вкладыш-2; конические отверстия-3 головка-4

Стерилизация эндопротеза осуществляется непосредственно перед хирургической операцией вместе с хиругическими инструментами и наличие вставок из остеосовместимого биоситалла с мезопористой структурой не является препятствием к стерилизации, так как коэффициенты термического расширения остеосовместимого биоситалла с мезопористой структурой и сплава титана близки друг другу.

Задне-наружным или передним доступом обнажают тазобедренный сустав. Вывихивают головку бедренной кости. На уровне вертела ее отпиливают. С помощью фрез обрабатывают вертлужную впадину и с помощью направителя устанавливают заявляемый эндопротез путем плотного забивания.

В процессе биодеградации под действием биологических жидкостей (кровь, лимфа) и клеточных воздействий исходная мезопористость остеосовместимых вставок из биоситалла увеличивается и оптимизирует условия ангеогенеза на 1 стадии репаративного остеогенетического процесса.

Заявляемая конструкция эндопротеза вертлужной впадины позволяет по сравнению с прототипом повысить прочность и надежность фиксации эндопротеза вертлужной впадины не только на этапе остеогенеза, но также и на этапах циклического ремоделирования за счет образования остеоинтегративного соединения костных структур сегмента скелета с имплантируемой конструкцией.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. RU 2040228 С 1 (Малое производственное внедренческое предприятие "Северный ветер "), 27. 07.1995

2. RU 2040227 С 1 (Малое производственное внедренческое предприятие " Северный ветер"), 27.07.1995

3. Патент Франции 2770769 А 1 (Orthotechnique), 14.05.1999

4. RU 2120257 C1 (АО открытого типа " Санкт-Петербургский институт огнеупоров", 20.10.1998

5. Лысенок Л.И. Остеогенез и возможности остеозамещения // Клиническая имплантология и стоматология // 2001, 1-2 (15-16) с.17-111.

6. RU 32996 U 1 (Команшко С.Г. и др.) 10.10.2003

7. Абросимов В.Г. и др. Триболические механизмы в развитии нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава // Новые направления в пластической и реконструктивной хирургии // 2001, 1, сентябрь, с.65-69

8. Hench L. L. // Bioceramics and clinical success // Am. Ctr. Soc. Bull. // 1988, №7, р.67-74/

9. Cocubo T. // Surface Chemistryjf bioactive Glass- Ctramics // J / Njn-Grist/ Solins //1990, V.20, p.138-151/

10. Орлов В.П. Реконструктивно-восстановительные операции при травмах и заболеваниях позвоночника с использованием стеклокристаллических имплантатов (автореферат диссертации на соискание ученой степени д.м.н.), СПб, ВМА, 2002

Эндопротез вертлужной впадины, содержащий вкладыш под головку эндопротеза и металлическую чашку с отверстиями, наружной поверхностью в виде полусферы и вогнутой внутренней, отличающийся тем, что по всей наружной поверхности чашки выполнены конические отверстия глубиной не более 4 мм с межцентровым расстоянием 8-10 мм для вставок из остеосовместимого биоситалла с большим диаметром конуса не более 6 мм и конусностью 1:10.