ЭНДОПРОТЕЗ КОЛЕННОГО СУСТАВА Российский патент 1998 года по МПК A61F2/38 

Изобретение относится к области медицины, а именно к эндопротезированию коленных суставов.

Известен эндопротез коленного сустава, включающий бедренный компонент - мыщелок из металла (титанового или хромкобальтового сплава), тибиальное плато, обычно выполняемое из сверхвысокомолекулярного полиэтилена низкого давления (ПЭНД), и металлическую ножку с опорной и заделываемой в срез большой берцовой кости частями (патент США 4650490, кл. A 61 F 2/38, 1987 г.).

Известен также эндопротез коленного сустава, содержащий опорную ножку, предназначенную для заделки одним концом в срез головки большеберцовой кости, установленное на другом конце опорной ножки тибиальное плато и опирающийся на тибиальное плато мыщелок со штырями, предназначенными для заделки в срез бедренной кости (патент США 4959071, кл. A 61 F 2/38, 1990 г.).

Указанное техническое решение является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, однако оно имеет следующие недостатки:
низкие эксплуатационные качества при повышенных и пиковых нагрузках, особенно в период послеоперационной реабилитации, приводящие к недостаточной надежности эндопротеза;
опасность бокового вывиха из-за недостаточно надежной фиксации мыщелка относительно тибиального плато (в боковом направлении);
отсутствие биомеханической ротации мыщелка относительно тибиального плато, что снижает функциональные характеристики эндопротеза;
повышенный травматизм при установке опорной ножки в срез большой берцовой кости;
отсутствие упора для мыщелка при полном разгибании колена, что может приводить к переразгибанию колена и связанному с ним растяжению или разрыву связок.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств путем повышения надежности и долговечности и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что эндопротез коленного сустава, содержащий ножку, выполненную с опорной и заделываемой в срез головки большеберцовой кости частями, установленное на опорной части ножки тибиальное плато с межмыщелковым возвышением и опирающийся на тибиальное плато мыщелок со штырями, предназначенными для заделки в срез бедренной части, и с пазом, в котором расположено межмыщелковое возвышение тибиального плато, снабжен демпфирующим элементом, опорная часть ножки выполнена с бортиком по периметру и с выступом, демпфирующий элемент установлен между тибиальным плато и опорной частью ножки, тибиальное плато выполнено с углублением, в котором размещен упомянутый выступ опорной части ножки, а паз выполнен в задней части мыщелка сквозным и открытым, с расширением в открытую сторону. Также в описываемом эндопротезе коленного сустава заделываемая часть ножки выполнена в виде трехгранной пирамиды с выборками по граням, а в теле ножки выполнены сквозные отверстия. Выборки могут быть выполнены коническими или цилиндрическими.

Демпфирующий элемент в описываемом эндопротезе коленного сустава выполнен в виде пластины из эластомера. На каждой стороне пластины выполнены согласованные выступы или углубления. Межмыщелковое возвышение выполнено с амортизатором. Кроме того, в описываемом эндопротезе коленного сустава тибиальное плато упруго зафиксировано в выступе опорной части ножки.

Улучшение эксплуатационных качеств при повышенных и пиковых нагрузках достигается за счет снабжения эндопротеза коленного сустава демпфирующим элементом и установкой его между тибиальным плато и опорной частью ножки, выполнение опорной части ножки с бортиком по периметру и с выступом приводит к уменьшению опасности бокового вывиха.

Паз в задней части мещылка выполнен сквозным и открытым, что приводит к возможности ротации мыщелка относительно тибиального плато при снабжении колена, причем величина расширения выполнена так, что возможность ротации появляется, начиная от угла сгибания колена в 20 градусов, а при угле сгибания в 120 градусов возможность ротации должна доходить до 25 градусов как внутрь, так и наружу.

Меньшая травматичность при установке ножки в срез большеберцовой кости при сохранении равнопрочности заделки во всех направлениях достигается за счет выполнения заделываемой части ножки в виде трехгранной пирамиды с выборками по граням, при этом выборки могут быть выполнены любой формы (например, коническими или цилиндрическими).

Выполнение межмыщелкового возвышения с амортизатором предохраняет от удара мыщелка тибиальное плато при разгибании колена, что могло бы приводить к расшатыванию заделки ножки в большеберцовой кости.

Проведенные патентные исследования показали, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники и не следует явным образом из уровня техники для специалиста, т.е. является новым и имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 изображен общий вид в разрезе описываемого эндопротеза коленного сустава в сборе; на фиг. 2 - вид эндопротеза коленного сустава в сборе сверху; на фиг. 3 - общий вид эндопротеза коленного сустава спереди с вырезами для лучшего уяснения конструкции; на фиг. 4 - демпфирующий элемент - прокладка; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3 заделываемой части ножки.

Эндопротез коленного сустава (фиг. 1) состоит из ножки 1, выполненной с опорной частью 2 и заделываемой в срез головки большеберцовой кости частью 3, тибиального плато 4 с межмыщелковым возвышением 5, опирающегося на тибиальное плато мыщелка 6 со штырями 7, предназначенными для заделки в срез бедренной кости, паза 8 (фиг. 2), который выполнен в задней части мыщелка 6 сквозным и открытым с расширением в открытую сторону, в котором расположено межмыщелковое возвышение тибиального плато, демпфирующего элемента, выполненного в виде пластины 9 из эластомера. Демпфирующий элемент из эластомера, смягчающий осевые пиковые нагрузки в эндопротезе, выполняется для улучшения демпфирующих свойств с согласованными выступами или углублениями. Эндопротез коленного сустава состоит также из бортика 10 и выступа 11 на опорной части ножки 1, обеспечивающих дополнительную фиксацию и укрепление выступа тибиального плато в ножке 1, углубления 12 в тибиальном плато, выборок 13 по граням трехгранной пирамиды, в виде которой выполнена заделываемая часть 3 ножки 1, сквозных отверстий 14, выполненных в теле ножки 1, согласованных выступов 15 или углублений 16 на каждой стороне пластины 9 из эластомера, амортизатора 17. Тибиальное плато зафиксировано в ножке с помощью разрезной пружинящей кнопки 18 из ПЭНД, располагающейся внутри углубления 12 в тибиальном плато. Штифт 19 предназначен для закрепления амортизатора 17 в соответствующей выборке выступа тибиального плато. Для формирования пористой структуры мыщалка предназначены выборки 20, в которые, для лучшего сращивания с костной тканью, наносится одним из известных способов, пористая структура из титановых сплавов (плазменное напыление, диффузионная сварка гранул, литые коралл-металлы и др.). Сложная внешняя биомеханическая поверхность 21 трения мыщелка 6, приближающаяся анатомически к поверхности естественного бедренного компонента-мыщелка, выполняется полированной с возможным нанесением износостойких покрытий (нитрид титана, алмазоподобные покрытия и др.) или подвергается специальной обработке (ионная имплантация и др.). Сквозной паз 8 выполнен со скосами 22, обеспечивающими ротацию бедра в заданных пределах (от 0 до 25 градусов) относительно тибиального плато, начиная от угла сгибания колена 20 градусов и до 120 градусов соответственно.

Эндопротез коленного сустава устанавливается и работает следующим образом. После установки с использованием специального хирургического инструмента заделываемой части 3 ножки 1 в срез большеберцовой кости и установки мыщелка 6 со штырями 7 в специально обработанную головку бедренной кости на опорную часть 2 ножки 1 укладывается демпфирующий элемент 9 и на него уже устанавливается смонтированное предварительно с амортизатором 17 и подобранное в процессе хирургической операции по типоразмеру тибиальное плато 4, располагаемое между бортиком 10 и выступом 11 на опорной части ножки. От возможных осевых смещений тибиальное плато 4 фиксируется в ножке 1 при помощи разрезной пружинящей кнопки 18 из ПЭНД, располагающейся внутри углубления 12 в тибиальном плато. Далее мыщелок 6 и ножка 1 с тибиальным плато 4 стыкуются между собой таким образом, чтобы межмыщелковое повышение 5 в тибиальном плато 4 свободно входило в паз 8 (фиг. 2). При полностью разогнутом колене конец паза 8 должен входить в контакт с наклонной поверхностью амортизатора 17, что обеспечивает восприятие и гашение нагрузки на выступ 5 тибиального плато 4 при возможном резком переразгибании колена. При сгибании колена мыщелок 6 двигается в направлении стрелки, скользя боковыми поверхностями паза 8 и поверхностью 21 по контактирующим поверхностям тибиального плато 4. Конструкция мыщелка 6 рассчитана на угол сгибания колена до 120 градусов, что обеспечивает его функциональность, вполне достаточную для больного человека. Возможность ротации мыщелка 6 вокруг оси ножки 1 относительно тибиального плато 4 появляется при сгибании колена в момент подхода начала скосов 22 к переднему краю межмыщелкового возвышения 5 тибиального плато 4, что анатомически соответствует углу сгибания колена 20 градусов. Угол наклона скосов 22 выбирается таким образом, чтобы обеспечивать ротацию до 25 внутрь и наружу при угле сгибания колена до 120 градусов.

Эндопротез предназначен для использования в области медицины, а именно в эндопротезировании коленных суставов. Эндопротез коленного сустава для улучшения эксплуатационных качеств, повышения надежности и долговечности снабжен демпфирующим элементом, выполненным в виде пластины из эластомера. Опорная часть ножки выполнена с бортиком по периметру и с выступом. Демпфирующий элемент установлен между тибиальным плато и опорной частью ножки. Тибиальное плато выполнено с углублением, в котором размещен упомянутый выступ опорной части ножки. В задней части мыщелка выполнен сквозной открытый паз с расширением в открытую сторону. Заделываемая часть ножки выполнена в виде трехгранной пирамиды с выборками по граням. В теле ножки выполнены сквозные отверстия. Выборки могут быть выполнены коническими или цилиндрическими. На каждой стороне пластины из эластомера выполнены согласованные выступы или углубления. Межмыщелковое возвышение выполнено с амортизатором. Тибиальное плато упруго зафиксировано в выступе опорной части ножки. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Эндопротез коленного сустава, содержащий ножку, выполненную с опорной и заделываемой в срез головки большеберцовой кости частями, установленное на опорной части ножки тибиальное плато с межмыщелковым возвышением и опирающийся на тибиальное плато мыщелок со штырями, предназначенными для заделки в срез бедренной кости, и с пазом, в котором расположено межмыщелковое возвышение тибиального плато, отличающийся тем, что он снабжен демпфирующим элементом, опорная часть ножки выполнена с бортиком по периметру и с выступом, демпфирующий элемент установлен между тибиальным плато и опорной частью ножки, тибиальное плато выполнено с углублением, в котором размещен упомянутый выступ опорной части ножки, а паз выполнен в задней части мыщелка сквозным и открытым с расширением в открытую сторону. 2. Эндопротез по п. 1, отличающийся тем, что заделываемая часть ножки выполнена в виде трехгранной пирамиды с выборками по граням. 3. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что в теле ножки выполнены сквозные отверстия. 4. Эндопротез по п.2, отличающийся тем, что выборки выполнены коническими. 5. Эндопротез по п.2, отличающийся тем, что выборки выполнены цилиндрическими. 6. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что демпфирующий элемент выполнен в виде пластины из эластомера. 7. Эндопротез по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что на каждой стороне пластины выполнены согласованные выступы или углубления. 8. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что межмыщелковое возвышение выполнено с амортизатором. 9. Эндопротез по п. 1, отличающийся тем, что тибиальное плато упруго зафиксировано в выступе опорной части ножки.