Эндопротез вертлужной впадины

Эндопротез вертлужной впадины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области медицинской техники. Оно применяется в травматологии-ортопедии для замещения искусственным суставом патологически измененного тазобедренного сустава.

Из литературы известно, что искусственный ацетабулярный компонент эндопротеза, имеющий жесткий корпус, не работает в резонанс с костью вертлужной впадины [1], что может привести к таким осложнениям, как асептическая нестабильность имплантата. Использование эластичного полиэтиленового вкладыша для демпфирования нагрузок, возникающих при работе устройства, также не решает проблему, поскольку линейный износ полиэтилена намного превосходит износ от трения, используемых в паре с ним, других материалов [2], а частицы отторгнувшегося при трении полиэтилена вызывают реакцию со стороны окружающих мягких тканей. Известно устройство, в котором в качестве демпфирующих элементов использованы две спиральные пружины, расположенные по одной оси и гасящие нагрузки, возникающие в опорную фазу шага и в фазу переноса [3]. Но данная конструкция не обеспечивает восприятия и демпфирования разнонаправленных знакопеременных нагрузок, что может стать причиной возникновения асептической нестабильности устройства.

Наиболее близким по своему техническому решению заявленному является принятый за прототип эндопротез тазобедренного сустава [4], вертлужная впадина которого выполнена в виде двух полусферических, концентрически с зазором расположенных чаш, между которыми в радиально выполненных углублениях свободно установлены плоские пружины. Эта конструкция обеспечивает восприятие разнонаправленных знакопеременных нагрузок и их гашение. Под действием веса пациента внутренняя чаша перемещается во внешней чаше в направлении приложенного усилия. Это вызывает сжатие соответствующих плоских пружин. Однако при работе устройства происходит трение плоских пружин о контактирующие с ними поверхности полусферических чаш. Кроме того, не исключается вероятность заклинивания пружин, свободно установленных в зазоре между чашами, особенно если произойдет их перелом в результате истончения от трения или из-за усталости металла.

Сущность изобретения состоит в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно улучшения исходов лечения за счет снижения опасности возникновения асептической нестабильности под воздействием разнонаправленных знакопеременных нагрузок.

Эта сущность заключается в том, что эндопротез вертлужной впадины содержит полусферическую чашу с радиально расположенными на ее внутренней поверхности демпфирующими элементами. Демпфирующие элементы выполнены в форме вогнуто-выпуклых менисков, покрывают полусферу головки бедренного компонента и обращены выпуклостями к внутренней поверхности чаши. По центру выпуклых поверхностей установлены стержни, оснащенные в среднем отделе центрирующими цилиндрами, которые с возможностью возвратно-поступательных перемещений размещены в цилиндрических полостях, выполненных в толще чаши. Полости ограничены с обеих сторон упорными площадками. При этом площадки со стороны менисков имеют отверстия под стержни, а по обе стороны от центрирующих цилиндров между ними и упорными площадками установлены с частичным напряжением спиральные пружины сжатия. На поверхности полусферической чаши вдоль осей цилиндрических полостей установлены шипы.

Площадь контакта головки бедренного компонента с вогнутыми поверхностями менисков демпфирующих элементов существенно меньше площади поверхности контакта головки с внутренней поверхностью чаши, что значительно снижает трение пары головка-впадина.

Введение в конструкцию устройства цилиндрических полостей обеспечивает размещение в них стержней с центрирующими цилиндрами и спиральными пружинами.

Размещение конструктивного узла, состоящего из частично напряженных спиральных пружин по обе стороны от центрирующих цилиндров, в цилиндрических же полостях, ограниченных упорными площадками, обеспечивает:

- постоянный контакт вогнутых поверхностей менисков демпфирующих элементов с головкой бедренного компонента;

- сохранение равновеликих зазоров между внутренней поверхностью чаши и выпуклыми поверхностями менисков;

- возможность осевых перемещений стержней с менисками демпфирующих элементов при воздействии на них разнонаправленных знакопеременных нагрузок и гашение их.

Эндопротез вертлужной впадины изображен на иллюстрациях. На фиг.1 устройство показано в сечении, на фиг.2 - вид на внутреннюю поверхность эндопротеза.

Устройство выполнено в виде толстостенной полусферической чаши 1, внутри которой на стержнях 2 размещены демпфирующие элементы в форме менисков 3. Выпуклая поверхность менисков 3 конгруэнтна внутренней поверхности чаши 1, а вогнутая - головке бедренного компонента (не показана). В толще чаши 1 выполнены полости 4 цилиндрической формы. В эти полости через отверстия в упорных площадках, обращенных внутрь чаши 1, проходят стержни 2, которые в среднем отделе, расположенном в полости 4, оснащены центрирующими цилиндрами 5. Между центрирующими цилиндрами 5 и упорными площадками полостей 4 с упором в них, на стержнях 2 с частичным напряжением установлены пружины сжатия 6. На поверхности чаши 1 вдоль осей стержней 2 установлены шипы 7, в основании которых расположены периферические отделы полостей 4.

Использование устройства состоит в том, что его во время операции эндопротезирования тазобедренного сустава устанавливают в обработанную вертлужную впадину таза и закрепляют в ней. После этого в него вправляют головку бедренного компонента.

Источники информации

1. Фокин В.А. Идеи Споторното и их развитие сегодня. // Margo Anterior, 2003, №3, 4, с.1-4 (совместное издание AO\ASIF и Матис Медикал для России и стран СНГ)

2. Фокин В.А. Пары трения для тотальных эндопротезов тазобедренного сустава и проблема износа. // Margo Anterior, 2000, №4, с.1-4,5 (совместное издание AO\ASIF и Матис Медикал для России и стран СНГ).

3. Патент США №4181926 А, 26.01.93.

4. Патент РФ №2154445, A 61 F 2/32, БИПМ №23, 2000 г.

1. Эндопротез вертлужной впадины, содержащий полусферическую чашу с радиально расположенными на ее внутренней поверхности демпфирующими элементами, отличающийся тем, что демпфирующие элементы выполнены в форме вогнуто-выпуклых менисков, покрывающих полусферу головки бедренного компонента, обращенных выпуклостями к внутренней поверхности чаши, по центру выпуклых поверхностей установлены стержни, оснащенные в среднем отделе центрирующими цилиндрами, которые с возможностью возвратно-поступательных движений размещены в цилиндрических полостях, выполненных в толще чаши и ограниченных с обеих сторон упорными площадками, при этом площадки, обращенные к менискам, имеют отверстия под стержни, а по обе стороны от центрирующих цилиндров между ними и упорными площадками установлены с частичным напряжением спиральные пружины сжатия.

2. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что на поверхности полусферической чаши вдоль осей цилиндрических полостей установлены шипы.