ЭНДОПРОТЕЗ КОЛЕННОГО СУСТАВА КОНСТРУКЦИИ КАУШЛЫ К.М.,ШКРОБ Ю.И., КАУШЛЫ И.К. Российский патент 1995 года по МПК A61F2/64 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.

Известен эндопротез коленного сустава, содержащий проксимальную часть, выполненную в виде ножки с салазками, имеющими сферическое углубление, паз и дистальную часть, выполненную в виде ножки с опорой под салазки, а также связывающий обе части палец с шейкой и сферической головкой под сферическое углубление.

Однако этот эндопротез коленного сустава имеет моноцентрический характер движений, что, отличаясь от движения нормального коленного сустава, создает условия к расшатыванию эндопротеза, при этом эндопротез требует полного замещения сочленяющих суставных поверхностей, что в случае вынужденного удаления эндопротеза затрудняет производство вспомогательных операций, а использование для соединения частей эндопротеза с костью цементирующего вещества не обеспечивает их надежную фиксацию.

Известен другой эндопротез коленного сустава, содержащий проксимальную часть, выполненную в виде ножки с салазками эллипсообразной формы в основании с переменным радиусом, скошенными краями и имеющий сферическое углубление соответственно с биомеханикой работы коленного сустава и сопряженную с ней дистальную часть, выполненную в виде ножки с опорой и вкладышем, скользящим по салазкам и снабженным гребнем, взаимодействующим со скошенными краями и связывающим обе части, палец с шейкой и сферической головкой, размещенный в сферическом углублении салазок.

Взаимодействие проксимальной и дистальной частей указанного эндопротеза происходит в соответствии с биомеханикой работы коленного сустава, что практически исключает расшатывание эндопротеза. Однако то, что плоско выполненный вкладыш соприкасается с криволинейной поверхностью салазок лишь на узком линейном участке, естественно связано с высоким давлением в зоне контакта и, следовательно, с быстрым истиранием вкладыша, особенно при ходьбе на углах, близких к полному выпрямлению коленного сустава, когда во время ходьбы сустав принимает на себя весь вес своего обладателя и требует замены. Кроме того, выполнение на сферической опоре пальца лысок и ее непосредственный контакт со сферической опорой салазок также приводит к быстрому взаимному истиранию и сферической опоры, и сферического углубления и в ряде случаев приводит к необходимости замены не только пальца со сферической опорой, но всей проксимальной части. К тому же практическое выполнение сферической опоры невозможно без дополнительных операций и введения дополнительных элементов. Так, в известных эндопротезах сферическая опора выполнена следующим образом. Сбоку салазок напротив сферической опоры проводится отверстие диаметром не менее диаметра опоры. По торцам отверстия выполняется резьба. Вставленные сбоку два вкладыша, поджатые друг к другу винтами-пробками, ввернутыми с торцов, образуют сферическую опору. Если вставки изготовить из полимера, то поворот в суставе будет мягче и не будет подвергаться истиранию сферическая головка. Но смена вставок практически невозможна, поскольку требует необходимости отворота торцовых винтов-пробок, а чтобы их отвернуть, необходимо салазки, выполненные за одно целое с ножкой, выдвинуть из бедренной кости, что также травматично, как и полная замена эндопротеза. И еще одним недостатком указанного эндопротеза, который чаще всего проявляется у больных ревматоидным полиартритом, является то, что составные поверхности костей, не занятые эндопротезом, остаются открытыми и при разрастании костной ткани препятствуют движению в эндопротезе, вызывая болевые ощущения.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и уменьшение травматичности при замене изношенных элементов эндопротеза.

Эта цель достигается тем, что салазки выполнены съемными за счет выполнения в салазках со стороны ножки полости, разделяющей сферическое углубление пополам, а ножка имеет выступ, соответствующий по форме и размерам полости c полусферическим углублением, фиксируемой в полости салазок. При этом для повышения надежности фиксации салазок на ножке в полости салазок выполнен дополнительный выступ, фиксируемый в соответствующем ему по размерам и форме отверстии в выступе ножки, а сферическая головка размещена в полимерном сферическом вкладыше, салазки и полимерный вкладыш снабжены крыльями, выполненными в соответствии с рельефом свободных суставных поверхностей, а скользящая поверхность вкладыша выполнена в соответствии со скользящей поверхностью салазок на участке их соприкосновения при угле сгиба сустава 3-5^о.

На фиг.1 изображен эндопротез коленного сустава, общий вид; на фиг.2 то же, вид сзади; на фиг.3 ножка бедренной кости с выступом, в аксонометрии; на фиг. 4 салазки, в аксонометрии; на фиг.5 вид по стрелке А на фиг.4; на фиг.6 палец со сферической головкой, в аксонометрии; на фиг.7 полимерный вкладыш, в аксонометрии.

Эндопротез коленного сустава состоит из пpоксимальной части, выполненной в виде ножки 1 с салазками 2, выполненными эллипсообразными в основании с переменным радиусом и скошенными краями 3 и имеющими сферическое углубление с пазом 4 и сопряженную с ней дистальную часть, выполненную в виде ножки 5 с опорой 6 и вкладышем 7, скользящим по салазкам 2. Вкладыш 7 снабжен гребнем 8, взаимодействующим со скошенными краями 3. Дистальную и проксимальную часть эндопротеза связывает палец 9, установленный в отверстие 10 вкладыша 7 со сферической головкой 11, установленной в сферическом углублении, составленном из двух полусфер.

Салазки 2 закреплены на ножке 1 с возможностью съема и фиксации за счет выполнения в салазках 2 со стороны ножки 1 полости 12 с выступом 13 и полусферой 14 для размещения головки 19. В полости утапливается выступ 15, выполненный за одно целое с ножкой 1, содержащий отверстие 16 для размещения выступа 13, и полусфера 17 для размещения головки 11. Утопленный в полости 12 выступ 15 фиксируется посредством винт-штифта 18. При этом происходит двойная фиксация выступа 15 в полости 12 и выступа 13 в отверстии 16. Такая фиксация салазок 2 на ножке 1 позволяет выполнить головку 11 в виде полной сферы и заключить ее в сферический вкладыш 19, 20.

Для исключения препятствия движению эндопротеза и появлению болевых ощущений за счет разрастания свободных суставных поверхностей, например при ревматоидном полиартрите, салазки 2 и вкладыш 7 снабжены крыльями 21, 22, выполненными в соответствии в рельефом суставных поверхностей.

Для уменьшения износа вкладыша 7 на участке 0-4^о, где на него падает максимальная нагрузка весь вес его обладателя, его скользящая поверхность выполнена в соответствии с профилем поверхности салазок 2 при угле сгиба колена 3-5^о. Почему 3-5^о, а не 0^о, т.е. при полностью выпрямленном колене, при котором на вкладыш падает пик нагрузки. Но при выпрямленном суставе скольжения вкладыша 7 по салазкам 2 нет. А вот при угле 3-4^о на сустав приходится не пик нагрузки, но величина, близкая к нему, в этот момент происходит перенос тяжести тела на одну ногу и продолжается скольжение вкладыша 7 по салазкам, т.е. именно на этих углах происходит интенсивное истирание вкладыша 7. Чтобы уменьшить истирание вкладыша 7, следует уменьшить давление при сохраняющейся нагрузке, а уменьшение достигается выполнением поверхности вкладыша в соответствии с профилем салазок на участке 3-4^о.

При разгибании эндопротеза от 3-5^о, где профиль вкладыша полностью совпадает с профилем салазок 2 на этом участке, к 0^о профиль салазок изменяется радиус увеличивается и полная опорная поверхность вкладыша 7 разделяется на двое и каждая из опорных скользящих поверхностей постепенно начинает сужаться от середины к краям за счет расширения средней неопорной части вкладыша 7.

При сгибании эндопротеза от 3-5^о, где профиль вкладыша 7 полностью совпадает с профилем салазок 2 на этом участке, и полном сгибании коленного сустава профиль салазок изменяется радиус уменьшается и полная опорная поверхность постепенно сужается от краев к середине до узкой контактной полосы при полном сгибании.

Таким образом, вся скользящая поверхность вкладыша 7 истирается равномерно по всей скользящей поверхности, что способствует удлинению срока работоспособности эндопротеза.

Под наркозом, внутренним парапателлярным разрезом вскрывают суставную полость. Подколенник с сухожилиями четырехглавой мышцы выделяют из спаек и вывихивают кнаружи. При ревизии сустава определяют наличие фиброзного сращивания между суставными поверхностями бедренной и большеберцовой кости. Суставные поверхности отделяют друг от друга фиброзную ткань и остатки измененных крестообразных связок иссекают. Достигают достаточного объема движений в суставе. С помощью развертки вскрывают костно-мозговые каналы большеберцовой и бедренной костей, после чего в положении сгибания с помощью шаблона-направителя производят резекцию межмыщелкового пространства сначала бедренной, а затем большебедренной кости на ширину и глубину, необходимую для установки частей эндопротеза. Устанавливают шаблоны дистальной части, а затем проксимальной части, по контуру поверхности которых производят резекцию измененной поверхности бедренной и большеберцовой кости до субхондральных отделов сустава, шаблоны частей удаляют и на их место устанавливают сначала дистальную, а затем проксимальную часть эндопротеза. Фиксация частей в кости стабильная. В опору 6 дистальной части эндопротеза устанавливают вкладыш 7, высота которого обеспечивает необходимый зазор между резерцированными суставными поверхностями, прикрытыми крыльями 21, 22, проксимальной и дистальной частей эндопротеза. Затем вводят палец 9 в отверстие 10 вкладыша 7. Надколенник устанавливают на место и проверяют движение в протезированном суставе. Pану послойно ушивают.

Использование во всех взаимоскользящих поверхностях разнородных материалов (пластика и металла) и конструктивные сведения, позволившие снизить давление взаимоскользящих элементов эндопротеза: выполнение профиля вкладыша 7 соответствующим профилю салазок на участке при сгибе колена на 3-4^о позволяет снизить давление взаимотрущихся поверхностей на самом нагруженном при ходьбе участке от 0 до 4^о, а выполнение сферической головки 11 в виде полной сферы снижает давление взаимоскользящих деталей опорного шарнира пальца 9, позволяет уменьшить износ трущихся поверхностей эндопротеза и увеличить его безремонтную работу, но не избежать ремонта-замены износившихся деталей, а изнашиваются вкладыши 7, 19, 20 и требуют замены.

Замена изношенных элементов через определенное время, зависимое от физической активности пациента, производится с минимальным травматизмом.

Под наркозом, внутренним парапателлярным разрезом вскрывают суставную полость, отводят надколенник, обнажая эндопротез.

Выводят палец 9 из отверстия 10 вкладыша 7. Далее вкладыш 7 удаляют и на его место ставят новый.

В проксимальной части выворачивают, а затем вынимают винт-штифт 18 и снимают салазки 2 с выступа 15. Произведя замену вкладышей 19, 20 на новые и установив палец 9 в салазках 2, устанавливают салазки 2 на выступе 15 и производят их фиксацию, вводя и заворачивая винт-штифт 18. Вводят палец 9 в отверстие 10 вкладыша 7 и далее, как описано.

Использование: травматология и ортопедия. Повышение эксплуататационной надежности и уменьшение травматичности при смене изношенных элементов эндопротеза. Сущность изобретения: эндопротез коленного сустава состоит из проксимальной части, выполненной в виде ножки с салазками, выполненными эллипсообразными в основании с переменным радиусом и скошенными краями и имеющими сферическое углубление с пазом и сопряженную с ней дистальную часть, выполненную в виде ножки с опорой и вкладышем, скользящими по салазкам. Вкладыш снабжен гребнем, взаимодействующим со скошенными краями. Дистальную и проксимальную часть эндопротеза связывает палец, установленный в отверстие вкладыша со сферической головкой, установленной в сферическом углублении, составленном из двух полусфер. Салазки закреплены на ножке с возможностью съема и фиксации за счет выполнения в салазках со стороны ножки полости с выступом и полусферой для размещения головки. В полости утапливается выступ, выполненный за одно целое с ножкой, содержащий отверстие для размещения выступа, и полусфера для размещения головки. Утопленный в полости выступ фиксируется посредством винт-штифта. При этом происходит двойная фиксация: одного выступа в полости и другого выступа в отверстии. Такая фиксация салазок на ножке позволяет выполнить головку в виде полной сферы и заключить ее в сферический вкладыш. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Эндопротез коленного сустава, содержащий проксимальную часть, выполненную в виде ножки с салазками, эллипсообразными в основании с переменным радиусом и скошенными краями, и имеющий сферическое углубление и сопряженную с ней дистальную часть в виде ножки с опорой и вкладышем, скользящим по салазкам переменного сечения, снабженный гребнем, контактирующим со скошенными краями и связывающей обе части палец со сферической головкой, размещенной с достаточным углублением салазок, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и уменьшения травматичности при замене изношенных элементов эндопротеза, в салазках со стороны ножки выполнена полость на уровне плоскости, разделяющей сферическое углубление пополам, а ножка снабжена выступом, соответствующим форме и размеру полости с полусферическим углублением, фиксируемой в полости салазок. 2. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности фиксации салазок, на ножке в полости салазок выполнен выступ, фиксируемый в соответствующем ему по размерам и форме отверстии в выступе. 3. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что сферическая головка пальца размещена в полимерном вкладыше. 4. Эндопротез по п. 1, отличающийся тем, что скользящая поверхность вкладыша выполнена в соответствии с формой скользящей поверхности салазок на участке ее соприкосновения. 5. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что салазки и полимерный вкладыш снабжены крыльями, выполненными в соответствии с рельефом суставных поверхностей.