Эндопротез тазобедренного сустава (варианты)
Устройство относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Технический результат изобретения заключается в предупреждении рассасывания диафиза кости под давлением ножки благодаря тому что эндопротез содержит чашку, жестко фиксирующуюся в вертлужной впадине малого таза, головку, вводимую в чашку, ножку, шейку, идущую от ножки сустава к его головке, кожух, вводимый в канал бедренной кости и плотно прилегающий к стенкам канала диафиза бедренной кости, причем ножка установлена в кожухе с возможностью проворачиваться (ретироваться) при нагружении конечности во время опорных толчков. Кожух содержит торцевую опору, фиксирующую кожух на горизонтальном срезе бедренной кости, торцевая опора снабжена опорной дугой для установки ее в межвертельном пространстве, а между дугой и торцевой опорой размещена металлическая опора в виде двутавра, причем длина дуги выше опорной площадки с каждой стороны и имеет отверстия для фиксации, а шейка эндопротеза у основания имеет кронштейну опору, которая, опираясь на торцевую опору кожуха, значительно снижает давление ножки на стенки канала диафиза. Ножка снабжена накладками, расположенными с зазором друг относительно друга по кольцевым поверхностям.
6 ил. 3 н.п. ф-лы.
Устройство относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.
В известном эндопротезе (патент RU 2223068 С1 10.02.2004 г.) благодаря тому, что при нагружении конечности во время толчков опорного времени ножка эндопротеза имеет возможность слегка проворачиваться (ретироваться) и не оказывает ротационного толчка на кость диафиза, а это, в конечном счете, обеспечивает профилактику нестабильности эндопротеза. Эндопротез содержит ножку, вкладыш, головку, шейку, пятку, кожух под ножку и чашку, снабженную кольцевым венчиком, разрезанным на отдельные лепестки с отверстиями под винты. Ножка выполнена с круглым сечением и покрытием из тефлона для обеспечения скольжения ножки относительно внутренней стенки кожуха с возможностью ротационных движений. Кожух выполнен с расширением в виде кольца для предотвращения миграции в бедренный канал и с отверстиями для циркуляции тканевой жидкости.
Основной недостаток данного эндопротеза заключается в том, что технический результат изобретения, заключающийся в предупреждении рассасывания кости диафиза под давлением ножки, не может быть достигнут из-за того, что кожух выполнен с расширением в виде кольца для предотвращения миграции в бедренный канал, что не соответствует практике и, поскольку опорная площадь кольца мала, создает повышенную нагрузку и давление на кость со стороны медиального угла диафиза бедренной кости под давлением нагрузки на головку сустава.
Кроме того, недостатком является и то, что чашка эндопротеза фиксируется отдельными лепестками разделенными до ее краев; каждый из лепестков крепится автономно и в момент опорного толчка при нагрузке на чашку, нагрузки распределяются неравномерно на отдельные лепестки, что приводит к их расшатыванию и чашка эндопротеза становится не фиксированной. Покрытие ножки эндопротеза тефлоном с целью обеспечить скольжение ножки относительно внутренней поверхности кожуха приведет к тому, что протез будет недолговечным, т.к. тефлон по своим свойствам не выдерживает длительное трение о металл, особенно, в момент опорного толчка.
По международной статистике, независимо от цементной или бесцементной фиксации, ножка эндопротеза через 5-6 лет приобретает асептическую нетабильность. Статистика от 5 до 10 лет дает сведения о нестабильности в 25%-60%. Известен эндопротез тазобедренного сустава (Патент RU 
2328247 С1 опубликован 2008.07.10), содержащий чашку, жестко фиксирующуюся в вертлужной впадине малого таза, головку, вводимую в чашку, ножку, шейку, идущую от ножки сустава к его головке, кожух с торцевой опорой и с отверстиями, вводимый в канал бедренной кости, при этом торцевая опора фиксирует кожух на горизонтальном срезе бедренной кости, а ножка установлена в кожухе с возможностью проворота, где кожух выполнен длиннее ножки, шейка у основания имеет кронштейн с опорной пяткой, последняя опирается на торцевую опору кожуха. От торцевой опоры спускаются фиксирующие лепестки, которые имеют возможность крепления с внутренней стороной бедренной кости винтами. Этот протез в основном устраняет вышеуказанные недостатки.
В эндопротезе по патенту РФ 2328247 консольная опора прочно опирается своей плоскотью на не прогибаемую опорную поверхность кожуха и является монолитом с ножкой. Следовательно, люфт ножки исключен. К тому же, при гипотетическом люфте, последний гасится металлическим кожухом, защищающим диафиз канала бедренной кости. Однако для больных, страдающих излишним весом и остеопорозом вышеописанное изобретерие может не давать ожидаемого результата вследствие возможности рассасывания диафиза кости под давлением ножки. Настоящее устройство является дальнейшим усовершенствованием вышеописанного изобретения для больных, страдающих излишним весом и остеопорозом.
Задача изобретения заключается в предупреждении рассасывания диафиза кости под давлением ножки.
Было решено заменить мягкую, пористую муфту выпуклыми (например, в виде сферических полусфер), аммортизирующими выступами (накладками) Они расположены с зазором относительно друг друга, как минимум, тремя кольцами, по 4-6 штук на каждом кольце и выполняют роль аммортизирующих подшипников. Первое кольцо на 10 мм ниже начала ножки, второе кольцо на 70 мм ниже првого кольца, и третье кольцо на 10 мм выше основания конуса ножки. Изготовлены накладки-выступы из особо прочного материала типа Рубин, Феонит, Кинар, и т.д. с помощью известных методов.
В настоящее время может быть отдано предпочтение Рубину, применяемому в медицинской практике.
Возможно применение продолговатых накладок (5×3 мм), расположенных вертикально. Высота их, как и круглых 0.3-0.5 мм.
Внутренняя поверхность кожуха отшлифована, а по кольцу касания накладок отполированва.
Накладки могут выполняться совместно с ножкой, имеют глянцевую поверхность, могут иметь алмазное покрытие с помощью вакуумного напыления. Они успешно скользят по отполированной внутренней поверхности кожуха
При данной конструкции фильтрация тканевой жидкости полностью сохраняется. Она же выполняет роль смазывающего вещества. Люфт ножки в таких условиях исключен.
При этом значительная часть давления, приходящегося на ножку, гасится; исключается трение ножки о кожух; исключается образование металлоза, и появляется возможность применять эндопротезы для больных, страдающих излишним весом и остеопорозом.
Во втором варианте изменена также форма опорной площадки кожуха. Поднята опорная площадка (приблизительно, на 10 мм). Соответственно, на 10 мм укорочена кронштейная опора протеза. Кронштейная опора является частью шейки, и чем короче шейка, тем меньшая нагрузка падает на ножку протеза.
Опорная площадка представляет собой монолит с опорной дугой и кожухом, где по центру опорной площадки к дуге опускается металлическая опора в виде двутавра, с передней и задней стороны которого карманы заполнены костезамещающей массой, с целью сохранить анатомичекую форму,
Основание опорной площадки имеет форму дуги, лежащей в межвертельном пространстве. Длина дуги при повышенном весе и остеопорозе может быть выше опорной площадки на 5 мм с каждой стороны и имеет отверстия (по одному) для фиксации медицинскими шурупами. Так же она фиксирована 3-4-мя лепестками с шурупами у основания дуги.
Такое выполнение опоры позволяет лучше распределить нагрузку на кость за счет перераспределения нагрузки, как на опорную площадку, так и на дугу в межвертельном пространстве и появляется возможность применять эндопротезы для больных, страдающих излишним весом и остеопорозом.
Третий вариант изобретения заключается в объединении первого и второго вариантов.
Устройство поясняется при помощи чертежей.
Поскольку настоящая Полезная Модель является развитием изобретения по патенту РФ 2328247, в ней в основном использованы те же обозначения позиций, что и в вышеуказанном патенте
На фиг.1 схематически представленно продольное сечение эндопротеза по варианту 2 и 3;
На фиг.2 схематически представленно продольное сечение эндопротеза по варианту 1
На фиг.3 схематически представлено сечение по стрелкам III-III на фиг.1
На фиг.4 схематически представлено сечение по стрелкам IV-IV на фиг.1
На фиг.5 схематически представлено сечение по стрелкам V-V на фиг.1 2
На фиг.6 схематически представлен вид по стрелке В на фиг.1
На фиг.1 схематически представлен предлагаемый искусственный тазобедренный сустав, 100. Этот диафиз бедренной кости 35, в канале которого, 36, находится ножка эндопротеза 13 круглого сечения (по Сивашу), от которой под углом отходит шейка 12 и оканчивается головкой сустава 11, зафиксированная в чашке эндопротеза 7. Чашка 7 эндопротеза прочно фиксируется в вертлужной впадине малого таза.
Кожух 14 плотно прилегает к стенкам канала бедренной кости, имеет отверстия 15 круглой или овальной формы, распложенные спирально по всей поверхности кожуха. Размеры отверстий 2-3 или 4-6 мм. Кожух 14 изготавливается из титана или сплавов титана. Возможно его изготовление из биологически чистых материалов, нержавеющей стали, тантала и др.
Кожух 14 по первому варианту имеет торцевую опору 21, лежащую на горизантальном срезе бедренной кости 41. Поверхность этой торцевой опоры 21 отполирована (фиг.3 и 4.) и на отполированную поверхность 21 может быть нанесено покрытие из плохо стираемого материала, например, алмаза. От торцевой опоры 21 спускаются фиксирующие лепестки 25 в количестве 3-5 штук, которые крепятся к наружной поверхности кости ниже горизантального среза 41 медицинскими винтами 40 (фиг 1 и 6). После фиксации кожуха 14 ротационные движения бедренной кости 35 и кожуха 14 вокруг суставной ножки 13 эндопротеза 100 происходят синхронно.
Суставная чашка 7 эндопротеза 100 жестко фиксирована в вертлужной впадине, в чашке 7 зафиксирована головка 11 сустава. После того как чашка 7 эндопротеза зафиксирована, головка 11 вправлена в чашку 7, ротационные движения бедренной кости 35 вокруг ножки 13 происходят с уменьшенным трением по всему протяжению канала диафиза, не вызывая избыточного давления на его стенки.
Кожух 14 на 15-20 мм длинней ножки 13, что значительно снижает давление ножки на стенки канала бедренной кости в критический момент нагрузки, предотвращая образование грануляций.
Ножка снабжена накладками 16, расположенными с зазором друг относительно друга по кольцевым поверхностям, например, по 4-6 штук на каждом кольце и выполняющими роль аммортизирующих подшипников. Первое кольцо на 10 мм ниже начала ножки, второе кольцо на 70 мм ниже првого кольца, и третье кольцо на 10 мм выше основания конуса ножки.
На фиг.2 показан вариант выполнения Полезной Модели с прямоугольными накладками 16.
От основания шейки 12 эндопротеза 100 (фиг.1) отходит опорный кронштейн 20, который имеет опорную пятку 22, опирающуюся на полированную поверхность торцевой опоры 21 кожуха 14. Размер и форма опорной пятки 22 соответствует торцевой опоре 21 кожуха 14 (На фиг.3 и 4).
Опорная площадка 21 по второму и третьему вариантам представляет собой монолит с опорной дугой 42 и кожухом 14, где по центру опорной площадки 21 к дуге 42 опускается металлическая опора 43 в виде двутавра, основание опорной площадки имеет форму дуги, лежащей на срезе в межвертельном пространстве, причем длина дуги может быть выше опорной площадки с каждой стороны и имеет отверстия для фиксации медицинскими шурупами. Так же она фиксирована 3-4-мя лепестками с шурупами у основания дуги (фиг.1, 6). С передней и задней стороны полости двутавра 43 заполнены костезамещающей массой, например, такой же, как и желоб, для сохранения анатомичекой формы.
Учитывая тенденцию нижней конечности к ротационным движениям в латеральную сторону от средней линии тела 39 (На фиг.4) (по Морейнису), торцевая опора 21 кожуха 14 изготовлена длинней на 7-10 мм. с медиальной (внутренней) стороны соответственно, а пятка 22 опорного кронштейна 20 имеет удлинение на 7-10 мм с латеральной (наружной) стороны (фиг.4). Все перечисленное является профилактикой бедренной кости в момент ее наибольших нагрузок. При нагружении на головку сустава 11 давление передается шейке 12 протеза 100 и опорному кронштейну 20, который, в свою очередь, оказывает давление на полированную поверхность торцевой опоры 21 кожуха 14. С целью уменьшить трение между ними на контактной поверхности (фиг.2, 3) в пятке 22 опорного кронштейна 20 может быть, в преимущественном варианте выполнения, выполнено углубление 23, дно которого имеет прямоугольную форму, длина которого равна диаметру шейки 12 у основания, например, высота углубления 5-8 мм и ширина равна 7-14 мм. Это углубление может быть заполнено выше его уровня одним из известных в настоящее время синтетических, инертных, допущенных к медицинской практике, высокопрочных материалов, например, Тефлон или Кинар. Предпочтительно использование тефлоновой пластинки 24, Крепится она любым, применяемым в настоящее время способами, например, винтами, вставленными в боковую стенку углубления 23. Пластинка, вставленная в углубление 23, на 0.5-0.7 мм выступает ниже опорной поверхности кронштейна 20 и соответствует полированной поверхности опоры 21 кожуха 14. Этой тефлоновой пластинкой 24 кронштейн 20 опирается на полированную поверхность опоры 21 кожуха 14 (фиг.3) и тем самым значительно снижает нагрузку на ножку протеза 13. Опорный кронштейн 20 у основания имеет уклон, что делает основание длинней пятки на 5-7 мм, а длину шейки протеза 12 соответственно короче. Следовательно, становится короче малое плечо.
Суставная чашка 7 предлагаемого эндопротеза 100 имеет торцевую опору 8, которая лежит на всей кортикальной дуге вертлужной впадины и своей нижней частью опирается в область лонной кости. Торцевая опора 8 имеет отверстия 9 диаметром 3-4 мм для фильтрации тканевой жидкости в количестве 6-8 отверстий. От торцевой опоры 8 на внешнюю поверхность дуги вертлужной впадины лежат лепестки 10, в количестве 8-10 лепестков с отверстиями для их фиксации медицинскими винтами. Все это создает профилактику протрузии (продвижения) и прободения суставной чашки 7 в полость малого таза при нагрузках.
Ножка 13 эндопротеза 100 с медиальной стороны в силу биомеханики нижней конечности менее нагружена, чем с латеральной. Это дало возможность создать желоб 18 на медиальной стороне (фиг 1 и 5), глубина которого в профиле не больше 1/3 диаметра ножки, а наружная поверхность не более 1/3 ее окружности (120°); длина желоба 18 начинается на 10 мм ниже угла образуемого ножкой 13 с опорным кронштейном 20 шейки 12 эндопротеза 100 и заканчивается желоб 18 на 10 мм выше окончания ножки; дно желоба 18 имеет прямоугольную форму в поперечнике, желоб выполнен прямоугольным вначале и плавно оканчивается выше окончания ножки, а дно желоба имеет прямоугольную форму. Данные параметры определяются с целью сохранить достаточно упругую деформацию ножки. Желоб 18 заполняется костезамещающей массой 19 в виде биоактивного материала на основе фосфатов кальция, кальций-фосфатной керамике (гидрооксиаппатит). Фиксируется она одним из известных в настоящее время методов. Кальций-фосфатная керамика находится во влажной среде и при нагрузках на эндопротез не испытывает механических воздействий. Костезаменяющая масса пропитывается антибиотиками пролонгирующего действия, например, гендомицином, которые оказывают антисептическое действие в первые недели после операции.
Операция эндопротезирования с использованием предлагаемого протеза 100 проводится обычным способом. По первому варианту выполнения изобретения она ничем не отличается от операции эндопротезирования, описанному в Патенте РФ 2328247 После доступа к тазобедренному суставу проводят поперечную остеотомию на уровне малого вертела, двигаясь к большому вертелу. Большой вертел оставляют нетронутым. Фрезеруют вертлужную впадину и костномозговой канал. Чашку 7 вставляют в вертлужную впадину, плотно прижимают торцевую опору чашки 8 к плотным краям дуги вертлужной впадины и фиксируют лепестки 10 к ее наружным краям. Чашка зафиксирована. По второму и третьему варианту металлический кожух 14 вбивают в костномозговой канал бедренной кости 35, так, чтобы дуга 42 торцевой опоры 21 кожуха 14 легла на горизонтальный срез 41 бедренной кости 35. Ножку 13 вставляют в кожух так, чтобы тефлоновая пластинка 24 кронштейной опоры 20 совмещалась с полированной поверхностью кожуха, а выступы 16 (накладки) совместились с соответственными полированными поверхностями внутреннего канала кожуха. При этом ножка 13 имеет возможность поворота относительно кожуха 14. Прижимают и лепестки 25 фиксируют медецинскими винтами 40. Манипулируя всей конечностью, вправляют головку протеза 11 в чашку протеза 7. Техническая часть эндопротеза окончена.
Проводят гемостаз, дренаж, послойное ушивание раны. Операция с применением эндопротеза окончена.
При таком выполнении эндопротеза значительная часть давления, приходящегося на ножку, гасится; исключается трение ножки о кожух; исключается образование металлоза, также как такое выполнение опоры позволяет лучше распределить нагрузку на кость за счет перераспределения нагрузки, как на опорную площадку, так и на дугу в межвертельном пространстве и появляется возможность применять эндопротезы для больных, страдающих излишним весом и остеопорозом.
1. Эндопротез тазобедренного сустава, содержащий чашку, жестко фиксирующуюся в вертлужной впадине малого таза, головку, вводимую в чашку, ножку, шейку, идущую от ножки сустава к его головке, кожух с торцевой опорой и с отверстиями, вводимый в канал бедренной кости, при этом торцевая опора фиксирует кожух на горизонтальном срезе бедренной кости, а ножка установлена в кожухе с возможностью проворота, кожух выполнен длиннее ножки, шейка у основания имеет кронштейн с опорной пяткой, последняя опирается на торцевую опору кожуха, отличающийся тем, что ножка снабжена накладками, расположенными с зазором относительно друг друга по кольцевым поверхностям.
2. Эндопротез тазобедренного сустава, содержащий чашку, жестко фиксирующуюся в вертлужной впадине малого таза, головку, вводимую в чашку, ножку, шейку, идущую от ножки сустава к его головке, кожух с торцевой опорой и с отверстиями, вводимый в канал бедренной кости, при этом торцевая опора фиксирует кожух на срезе бедренной кости, а ножка установлена в кожухе с возможностью проворота, кожух выполнен длиннее ножки, шейка у основания имеет кронштейн с опорной пяткой, последняя опирается на торцевую опору кожуха, отличающийся тем, что торцевая опора снабжена опорной дугой для установки ее в межвертельном пространстве, а между дугой и торцевой опорой размещена металлическая опора в виде двутавра, причем дуга имеет отверстия для фиксации.
3. Эндопротез тазобедренного сустава, содержащий чашку, жестко фиксирующуюся в вертлужной впадине малого таза, головку, вводимую в чашку, ножку, шейку, идущую от ножки сустава к его головке, кожух с торцевой опорой и с отверстиями, вводимый в канал бедренной кости, при этом торцевая опора фиксирует кожух на горизонтальном срезе бедренной кости, а ножка установлена в кожухе с возможностью проворота, кожух выполнен длиннее ножки, шейка у основания имеет кронштейн с опорной пяткой, последняя опирается на торцевую опору кожуха, отличающийся тем, что ножка снабжена накладками, расположенными с зазором относительно друг друга по кольцевым поверхностям, торцевая опора снабжена опорной дугой для установки ее в межвертельном пространстве, а между дугой и торцевой опорой размещена металлическая опора в виде двутавра, причем дуга имеет отверстия для фиксации.
