ЭНДОПРОТЕЗ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА ДЕМПФИРУЮЩИЙ Российский патент 1997 года по МПК A61F2/32 

Изобретение относится к медицине, конкретно к травматологии и ортопедии. Используется для замещения патологически измененного в результате травмы или заболевания тазобедренного сустава.

Известны различные эндопротезы тазобедренного сустава. В качестве одного из аналогов заявляемого устройства можно привести компенсационный эндопротез (1). В его сферической головке выполнено отверстие с кольцевыми канавками, а штифт, соединяющий головку с ножкой протеза, имеет выступы, расположенные против кольцевых канавок. Штифт в отверстии головки установлен с зазором, а зазор заполнен эластичным материалом. Эта система предусматривает демпфирование разнонаправленных нагрузок, действующих непосредственно на головку. Однако за счет шейки сохраняется плечо сил, поэтому нагрузки, хотя и частично поглощенные эластичным материалом, передаются с головки на диафиз, постепенно приводя его к расшатыванию в костной ткани.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является эндопротез тазобедренного сустава (2), который предназначен для профилактики поясничного остеохондроза и илеосакрального артроза за счет демпфирования знакопеременных нагрузок. Эндопротез содержит тазовую опору с каналом, внутри которого размещен подпружиненный с обоих концов стержень. К числу недостатков данного протеза можно отнести то, что он демпфирует знакопеременные нагрузки, направленные только вдоль его оси.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, заключающегося в значительном повышении уровня демпфирования знакопеременных нагрузок, возникающих при работе протеза. Сущность изобретения выражается в том, что протез выполнен разъемным в вертельном отделе, шейка у своего основания по верхней поверхности соединена с ножкой шарнирным узлом, а в основании ножки, у места контакта ее с основанием нижней поверхности шейки, под башмаком установлен упругий элемент с рабочим ходом:

где Δ₁ рабочий ход упругого элемента,
Δ₂ рабочий ход головки протеза,
a плечо головки протеза,
b плечо основания шейки,
при этом впадина шарнирного узла выполнена цилиндрической, а головка - бочкообразной со сферическими торцевыми частями. Упругий элемент выполнен в форме пружины, заполняющей поперечник протеза между передними отделами основания ножки и башмака, а по периметру основания ножки выполнен бурт, перекрывающий щель между основанием ножки и башмаком.

Выполнение эндопротеза разъемным в вертикальном отделе позволяет в сочетании с другими элементами устройства избежать или существенно уменьшить передачу знакопеременных нагрузок с проксимального отдела протеза (головка-шейка) на дистальный его отдел (ножка), чем предотвращается асептическая нестабильность устройства, возникающая обычно за счет расшатывания ножки в диафизе кости.

Соединение головки-шейки с ножкой шарнирным узлом, впадина которого выполнена цилиндрической, а головка имеет бочкообразную форму со сферическими торцевыми поверхностями, определяет возможность изменения шеечно-диафизарного угла под воздействием разнонаправленных нагрузок не только в плоскости сустава (в которой располагаются оси шейки и ножки при ненагруженном состоянии устройства), но также других плоскостях, определяющихся углом сгибания в тазобедренном суставе в данный момент. При этом головка шарнира бочкообразной поверхности перекатывается вдоль цилиндрической поверхности впадины шарнира, а сферические торцевые поверхности головки шарнира точками касания скользят в противоположных направлениях по плоским основаниям цилиндра впадины шарнира.

Упругий элемент, выполненный в форме пружины, при ненагруженном состоянии создает зазор между основанием ножки и башмаком, удерживая головку протеза в исходном (верхнем) положении. В зависимости от величины нагрузки, ее характера (статическая, ударная) упругий элемент сжимается на определенную величину, выполняя функцию демпфера. Размещение упругого элемента по поперечнику протеза наряду с равномерным его сжатием обеспечивает также возможность изолированного сжатия переднего или заднего его отдела под воздействием нагрузок при различных углах сгибания в тазобедренном суставе. Это становится возможным за счет описанной выше формы элементов шарнирного узла (цилиндрическая впадина при бочкообразной головке со сферическими торцевыми частями).

Бурт, расположенный по периметру основания ножки и перекрывающий щель между основанием ножки и башмаком, предотвращает ущемление окружающих мягких или разрастающихся рубцовых тканей, ведущего к образованию тканевого детрита.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2-4 сечения на различных уровнях.

Эндопротез содержит головку 1, шейку 2, вертельный отдел 3, ножку 4. Вертельный отдел 3 выполнен разъемным, образуя щель между шейкой 2 и ножкой 4. У основания шейки 2 по верхней ее поверхности расположена бочкообразной формы головка шарнира 5, соединяющего шейку 2 с ножкой 4. Концевые отделы головки 5 выполнены сферическими. Головка шарнира 5 размещена во впадине 6 цилиндрической формы, причем оси головки 5 и впадины 6 совмещены и расположены перпендикулярно плоскости протеза. Головку 5 сверху охватывает в виде капюшона прилив 7, снизу головка 5 располагается в цилиндрической выемке нижней части вертикального отдела 3. Шейка 2, расширяясь в нижнем отделе, переходит в башмак 8. Между башмаком 8 и основанием ножки 4 установлен упругий элемент 9, выполненный в виде пружины, например пластинчатой. Как вариант могут быть использованы спиральные пружины, установленные в ряд под краем башмака 8. По периметру основания ножки 4 расположен бурт 10, перекрывающий щель между основанием ножки 4 и башмаком 8. Шпильки 11 закреплены в основании ножки 4, проходят через отверстия в башмаке 8, а гайки и контргайки 12 ограничивают отклонение башмака 8 (а вместе с ним и шейки 2) кверху, сохраняя тем самым исходный шеечно-диафизарный угол.

Устройство используется следующим образом. Латеральным разрезом обнажают область тазобедренного сустава. После иссечения капсулы сустава резецируют проксимальный отдел бедра. Обрабатывают костномозговой канал, придавая ему форму ножки протеза 4. Ножку 4 заколачивают в обработанный канал или фиксируют ее другим способом, например цементом. Обрабатывают вертлужную впадину таза, фиксируют в ней один из известных видов протеза впадины, после чего вправляют в него головку протеза 1.

Использование: в травматологии и ортопедии для замены патологически измененного тазобедренного сустава. Сущность: эндопротез тазобедренного сустава демпфирующий содержит головку, шейку, ножку и разъемный вертельный отдел. Шейка соединена с ножкой посредством шарнира с бочкообразной головкой, размещенной в цилиндрической впадине. По нижней поверхности шейка и ножка разделены упругим элементом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Эндопротез тазобедренного сустава демпфирующий, состоящий из головки, шейки, вертельного отдела и ножки, отличающийся тем, что он выполнен разъемным в вертельном отделе, шейка у своего основания по верхней поверхности соединена с ножкой шарнирным узлом, а в основании ножки у места контакта ее с основанием нижней поверхности шейки под башмаком установлен упругий элемент с рабочим ходом

где Δ₁ - рабочий ход упругого элемента;
Δ₂ - рабочий ход головки протеза;
а плечо головки протеза;
b плечо основания шейки,
при этом впадина шарнирного узла выполнена цилиндрической, а головка - бочкообразной со сферическими торцевыми поверхностями. 2. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в форме пружины, заполняющей поперечник протеза между передними отделами основания ножки и башмака. 3. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что по периметру основания ножки выполнен бурт, перекрывающий щель между основанием ножки и башмаком.