Ножка эндопротеза тазобедренного сустава

Ножка эндопротеза тазобедренного сустава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Устройство относится к области травматологии-ортопедии, используется в качестве ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Спустя 8-12 лет после осуществленного эндопротезирования тазобедренного сустава происходит расшатывание ножки эндопротеза у 50% оперированных вне зависимости от того, была ли фиксация ножки цементной или бесцементной. Поэтому исследователи ведут изыскания в направлении создания надежного контакта в системе "металл-кость", пытаясь добиться восполняемой компрессии в случаях, когда кость пролеживается под давлением металлических элементов.

Известны устройства, как, например, эндопротез тазобедренного сустава [1], ножка которого оснащена предварительно напряженными, отклоненными от ее оси стержнями, внедренными в костную ткань диафиза бедра. Но и этого оказывается недостаточным для стабильной фиксации ножки в заданном положении. Длинные свободные концы стержней не могут в достаточной мере препятствовать возникновению нестабильности, в том числе и ротационной. Они также не могут предотвратить осевое смещение ножки кверху. Другим аналогом может служить ножка эндопротеза [2], представляющая собой стержень с головкой, установленный в отверстиях распорных секций, большие основания юбок которых выполнены зубчатыми. Однако данная конструкция не обеспечивает достаточной жесткости фиксации.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому следует считать принятый за прототип эндопротез тазобедренного сустава [3], ножка которого имеет наибольшее количество существенных признаков, общих с заявляемым. Ножка прототипа выполнена в виде изогнутой металлической трубки, внутри которой размещается центральный стержень с шарнирно расположенными на нем наклонными стерженьками, имеющими стреловидные концы, входящими в прямоугольные отверстия, выполненные на поверхности трубки. В рабочем положении стерженьки выходят за пределы ножки протеза и проникают в костную ткань диафиза бедренной кости. Данная конструкция не предусматривает возможность изъятия, при необходимости, центрального стержня со стерженьками, а значит, и самой ножки из костномозгового канала, что является главным ее недостатком.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, а именно: повышение стабильности фиксации ножки эндопротеза в костномозговом канале бедра, улучшение исходов лечения.

Эта сущность состоит в том, что:

1. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава содержит осевой канал с размещенным в нем штоком и окна щелевидной формы, выполненные в виде продольно поярусно расположенных прорезей с установленными в них лепестками. Ножка выполнена в виде трубки постоянного сечения с заглушкой на верхнем конце и глухим заостренным нижним концом. В верхнем отделе ножки свободные концы расположенных по вертикальным осям лепестков обращены кверху, а в нижнем ее отделе свободные концы лепестков, также расположенных по вертикальным осям, обращены книзу. Концевые отделы лепестков по наружной поверхности оснащены рифленкой. Как в верхнем, так и в нижнем отделах лепестки размещены по поверхности ножки под углом 120° относительно друг друга. Расположенные в верхних и нижних ярусах лепестки смещены относительно друг друга на 60°. Шток, опирающийся на ответной конической формы подпятник, размещен в полости ножки с возможностью вращения вокруг оси. Верхний конец штока имеет квадратное сечение, к тому же верхний и нижний отделы штока оснащены разнонаправленными резьбами, на которых размещены резьбовые втулки с соответствующими разнонаправленными резьбами и кольцевыми выступами треугольного сечения на их поверхности, взаимодействующими со скосами, выполненными на утолщенных внутренних поверхностях концевых отделов лепестков. На поверхности втулок выполнены продольные пазы, взаимодействующие с деротационными шпильками, закрепленными в стенке трубки.

2. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава содержит осевой канал с размещенным в нем штоком и окна щелевидной формы, выполненные в виде продольных, поярусно расположенных прорезей с установленными в них лепестками. Ножка выполнена в виде трубки постоянного сечения с заглушкой на верхнем конце и глухим заостренным нижним концом. Как в верхнем, так и в нижнем отделах ножки окна щелевидной формы расположены по вертикальным осям и смещены по поверхности ножки относительно друг друга на 120°, а окна нижнего отдела смещены относительно окон верхних ярусов на 60°. В верхнем отделе ножки свободные концы плоских лепестков каплевидного профиля сужены и установлены в прорезях, кромками сужений вдоль кругового контура ножки, с ориентацией сужений кверху, а в нижнем ее отделе - сужениями книзу. Расширенные основания лепестков установлены с возможностью совершения вращательных движений на осях, перпендикулярных продольным осям лепестков и неподвижно закрепленных в стенках ножки. Шток размещен в полости ножки по ее оси с возможностью вращения, с опорой на ответной конической формы подпятник. Верхний конец штока имеет квадратное сечение, верхний и нижний отделы штока выполнены в виде разнонаправленно нарезанных червяков, взаимодействующих с торцовыми поверхностями расширенных оснований лепестков, изготовленных в виде сегментов червячного колеса и составляющих с соответствующими отделами оси червячные пары.

3. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава содержит осевой канал с размещенным в нем штоком и окна щелевидной формы, выполненные в виде продольных, поярусно расположенных прорезей с установленными в них лепестками. Лепестки выполнены плоскими, каплевидной формы, с расширенными основаниями. Ножка выполнена в виде трубки постоянного сечения с заглушкой на верхнем конце и глухим заостренным нижним концом. Как в верхнем, так и в нижнем отделах ножки окна щелевидной формы расположены по вертикальным осям и смещены по поверхности ножки относительно друг друга на 120°. Окна нижнего яруса смещены относительно окон верхних ярусов на 60°. Верхний конец штока имеет квадратное сечение, а верхний и нижний его отделы оснащены разнонаправленными резьбами. Верхний и нижний отделы штока оснащены втулками с соответствующими им резьбами. На поверхности втулок закреплены П-образные гнезда. Расширенные основания лепестков размещены с возможностью вращения на осях, неподвижно установленных в стенках П-образных гнезд, перпендикулярно продольным осям лепестков. Гнезда с лепестками размещены в прорезях, при этом в верхнем отделе ножки лепестки обращены сужениями кверху, а в нижнем - сужениями книзу. Между лепестками и одной из стенок гнезд установлены пружины кручения, один из концов которых закреплен в лепестке, а другой - в стенке гнезда. Шток установлен в полости ножки, с возможностью вращения, с опорой на ответной формы конический подпятник.

Использование в качестве ножки трубки постоянного сечения не требует применения специального инструмента, что позволяет упростить процедуру обработки костномозгового канала для установки эндопротеза.

Оснащение верхнего и нижнего отделов штока разнонаправленными резьбами (в первом и третьем вариантах) и разнонаправленно нарезанными червяками (во втором варианте) в сочетании с поярусной установкой лепестков с различным расположением их свободных концов: в верхнем отделе ножки обращенными кверху, а в нижнем - книзу, повышает стабильность фиксации ножки протеза в осевом направлении, предотвращая ее расшатывание.

Применение резьбового соединения (варианты 1 и 3) или червячной передачи (вариант 2) в механизме выдвижения лепестков обеспечивает надежное соединение протеза с костью, а также снижает травматичность операции при необходимости замены протеза.

Использование всех вариантов эндопротеза не вызывает технических затруднений как при установке, так и (в случае необходимости) при его извлечении.

Три варианта устройства представлены на фиг.1-3.

Общий вид первого варианта устройства с сечениями представлен на фиг.1. Устройство показано в нерабочем состоянии (в момент установки).

Ножка выполнена в виде трубки 1, в полости которой размещен шток 2 с разнонаправленными резьбами в верхнем и нижнем отделах. Верхний конец 3 штока 2 имеет квадратное сечение под торцовый ключ, а нижний его конец 4 имеет форму конуса и размещен в ответной формы подпятнике. Верхний и нижний отделы штока 2 оснащены втулками 5 с соответствующими им резьбами и несущими кольцевые выступы 6 треугольного сечения. Выступы 6 контактируют со скосами, выполненными на утолщенных внутренних поверхностях концов лепестков 7, а наружные отделы концов лепестков 7 оснащены рифленкой 8. На поверхности втулок 5 выполнены продольные пазы, в которых размещены концы деротационных шпилек 9, закрепленные в стенке трубки 1.

Общий вид второго варианта устройства с поперечным сечением представлен на фиг.2. Устройство изображено в рабочем положении с выдвинутыми лепестками.

Ножка выполнена в виде трубки 1, в полости которой размещен шток 2 с разнонаправленными резьбами в верхнем и нижнем отделах. Верхний конец 3 штока 2 имеет квадратное сечение под торцовый ключ, а нижний его конец 4 имеет форму конуса и размещен в ответной формы подпятнике. Верхний и нижний отделы штока 2 оснащены разнонаправленно нарезанными червяками 10, составляющими червячные пары с сегментами червячных колес 11, нарезанными на торцовых поверхностях расширенных оснований лепестков 12. Лепестки установлены в прямоугольных прорезях 13, на поверхности ножки 1, на осях 14, закрепленных в стенках ножки 1.

Общий вид третьего варианта устройства с поперечным сечением представлен на фиг.3. Устройство изображено в нерабочем положении (в момент установки).

Ножка выполнена в виде трубки 1, в полости которой размещен шток 2 с разнонаправленными резьбами в верхнем и нижнем отделах. Верхний конец 3 штока 2 имеет квадратное сечение под торцовый ключ, а нижний его конец 4 имеет форму конуса и размещен в ответной формы подпятнике. Верхний и нижний отделы штока 2 оснащены втулками 5 с соответствующими им резьбами. На поверхности втулок закреплены П-образные гнезда 15, в которых на осях 14 установлены плоские лепестки 16 каплевидной формы. Гнезда 15 с лепестками 16 размещены в прямоугольных прорезях 13 на поверхности ножки 1. Между лепестками 16 и одной из стенок гнезд 15, на осях 14 установлены пружины кручения 17, один из концов которых закреплен в лепестке 16, а другой - в стенке гнезда 15.

Устройство используется следующим образом.

Латеральным доступом обнажают область тазобедренного сустава. Иссекают окружающие рубцово-измененные параартикулярные ткани, резецируют патологически измененную головку бедра и шейку. Рассверливают костномозговой канал бедра, куда вводят ножку эндопротеза. Торцовым ключом, установленным на верхнем конце, вращают шток, что приводит к выдвижению лепестков за пределы наружной поверхности ножки. При этом лепестки, размещенные в окнах верхнего отдела ножки, отклоняясь от вертикальной оси, ориентируются кнаружи-вверх, а лепестки нижнего отдела - кнаружи-вниз. В ножке эндопротеза варианта 1 лепесток внедряется в обработанную поверхность костномозгового канала рифленкой, в ножках вариантов 2 и 3 внедрение происходит суженными кромками лепестков.

При использовании различных вариантов ножки эндопротеза взаимодействие между деталями происходит по-разному.

В ножке варианта 1 вращение штока 2 приводит к осевому перемещению резьбовых втулок 5, так как их вращение предотвращают деротационные шпильки 9. Втулки в верхнем и нижнем отделах ножки перемещаются в разные стороны за счет применения разнонаправленных резьб. В верхнем отделе втулки смещаются вверх, а в нижнем отделе - вниз. При этом наружные кольцевые выступы 6 треугольной формы на поверхности втулок взаимодействуют с соответствующими им скосами на утолщенных внутренних поверхностях концов лепестков 7, чем приводят к отклонению от вертикального положения наружные отделы лепестков.

В ножке варианта 2 вращение штока 2 приводит в действие червяки 10, нарезанные на его поверхности разнонаправленно в верхнем и нижнем отделах. Сегменты соответствующих червячных колес 11, нарезанные на торцовых поверхностях расширенных оснований плоских лепестков 12 и установленные на осях 14, закрепленных в стенках ножки 1, взаимодействуют с червяком 10. При этом суженные концы лепестков 12 выводятся в щелевидные прорези 13 до их внедрения в кость канала.

В ножке варианта 3 вращение штока 2 приводит в движение втулки 5. Вращение втулок 5 предотвращается размещением П-образных гнезд 15, закрепленных на поверхности втулок, в прямоугольных прорезях 13. Смещаясь по штоку 2 вверх или вниз в разных отделах ножки, втулки 5 увлекают за собой лепестки 16, установленные в гнездах 15 на осях 14. Суженные концы лепестков 16 упираются в верхние поперечины прямоугольных прорезей 13, что обеспечивает выдвижение лепестков сквозь прорези наружу. При этом пружины кручения 17, закрепленные своими концами с одной стороны в лепестках 16, а с другой - в стенках гнезда 15, скручиваются и удерживают лепестки от произвольных движений. В случае извлечения ножки из канала вращение штока 2 перемещает втулки в обратном направлении, при этом пружина расслабляется и возвращает лепестки в исходное положение, удерживая их от западания внутрь.

После установки ножки обрабатывают вертлужную впадину таза, устанавливают в ней тазовый компонент эндопротеза и закрепляют его. Головку протеза вправляют в искусственную впадину. Рану послойно ушивают.

Послеоперационную реабилитацию больного проводят по общим принципам лечения больных, перенесших операцию эндопротезирования тазобедренного сустава.

Источники информации

1. Патент РФ N2089136, A 61 F 2/32, БИ 1997, N25.

2. Патент РФ N2066153, A 61 F 2/32, БИ 1996, N25.

3. АС СССР N1560181, A 61 F, 2/36, БИ 1990, N16.

1. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава, содержащая осевой канал с размещенным в нем штоком, окна щелевидной формы, выполненные в виде продольно поярусно расположенных прорезей с установленными в них лепестками, отличающаяся тем, что ножка выполнена в виде трубки постоянного сечения с заглушкой на верхнем конце и глухим заостренным нижним концом, в верхнем отделе ножки свободные концы расположенных по вертикальным осям лепестков обращены кверху, а в нижнем ее отделе свободные концы лепестков, также расположенных по вертикальным осям, обращены книзу, концевые отделы лепестков по наружной поверхности оснащены рифленкой, при этом как в верхнем, так и в нижнем отделах лепестки размещены по поверхности ножки под углом 120° относительно друг друга, а расположенные в верхних и нижних ярусах лепестки смещены относительно друг друга на 60°, шток, опирающийся на ответной конической формы подпятник, размещен в полости ножки с возможностью вращения вокруг оси, верхний конец штока имеет квадратное сечение, к тому же верхний и нижний отделы штока оснащены разнонаправленными резьбами, на которых размещены резьбовые втулки с соответствующими разнонаправленными резьбами и кольцевыми выступами треугольного сечения на их поверхности, взаимодействующими со скосами, выполненными на утолщенных внутренних поверхностях концевых отделов лепестков, на поверхности втулок выполнены продольные пазы, взаимодействующие с деротационными шпильками, закрепленными в стенке трубки.

2. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава, содержащая осевой канал с размещенным в нем штоком, окна щелевидной формы, выполненные в виде продольных, поярусно расположенных прорезей с установленными в них лепестками, отличающаяся тем, что ножка выполнена в виде трубки постоянного сечения с заглушкой на верхнем конце и глухим заостренным нижним концом, как в верхнем, так и в нижнем отделах ножки окна щелевидной формы расположены по вертикальным осям и смещены по поверхности ножки относительно друг друга на 120°, а окна нижнего отдела смещены относительно окон верхних ярусов на 60°, в верхнем отделе ножки свободные концы плоских лепестков каплевидного профиля сужены и установлены в прорезях кромками сужений вдоль кругового контура ножки с ориентацией сужений кверху, а в нижнем ее отделе - сужениями книзу, расширенные основания лепестков установлены с возможностью совершения вращательных движений на осях, перпендикулярных продольным осям лепестков и неподвижно закрепленных в стенках ножки, шток размещен в полости ножки по ее оси с возможностью вращения, с опорой на ответной конической формы подпятник, верхний конец штока имеет квадратное сечение, верхний и нижний отделы штока выполнены в виде разнонаправленно нарезанных червяков, взаимодействующих с торцовыми поверхностями расширенных оснований лепестков, изготовленных в виде сегментов червячного колеса и составляющих с соответствующими отделами оси червячные пары.

3. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава, содержащая осевой канал с размещенным в нем штоком, окна щелевидной формы, выполненные в виде продольных поярусно расположенных прорезей с установленными в них лепестками, отличающаяся тем, что лепестки выполненными плоскими каплевидной формы с расширенными основаниями, ножка выполнена в виде трубки постоянного сечения с заглушкой на верхнем конце и глухим заостренным нижним концом, как в верхнем, так и в нижнем отделах ножки окна щелевидной формы расположены по вертикальным осям и смещены по поверхности ножки относительно друг друга на 120°, а окна нижнего яруса смещены относительно окон верхних ярусов на 60°, верхний конец штока имеет квадратное сечение, верхний и нижний отделы штока оснащены разнонаправленными резьбами, верхний и нижний отделы штока оснащены втулками с соответствующими им резьбами, на поверхности втулок закреплены П-образные гнезда, расширенные основания лепестков размещены с возможностью вращения на осях, неподвижно установленных в стенках П-образных гнезд, перпендикулярно продольным осям лепестков, гнезда с лепестками размещены в прорезях, при этом в верхнем отделе ножки лепестки обращены сужениями кверху, а в нижнем - сужениями книзу, между лепестками и одной из стенок гнезд установлены пружины кручения, один из концов которых закреплен в лепестке, а другой - в стенке гнезда, шток установлен в полости ножки с возможностью вращения, с опорой на ответной формы конический подпятник.