ЭНДОПРОТЕЗ ТАЗОВОЙ КОСТИ С ТАЗОБЕДРЕННЫМ СУСТАВОМ Российский патент 1998 года по МПК A61F2/28 A61F2/32 A61L27/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии и ортопедии, и может быть использовано для восстановления опорности нижней конечности и функции тазобедренного сустава путем эндопротезирования.

При некоторых онкологических заболеваниях с поражением области тазовой кости возможна сохранная операция (межподвздошно-брюшная резекция таза или внутренняя резекция половины таза). При этой операции удаляется половина костей таза (кости, образующие безымянную линию) с сохранением конечности на оперируемой стороне.

Операция показана при опухолях костей, образующих безымянную линию, но без распространения на прилегающие мягкие ткани либо с минимальным или умеренным распространением на них.

После резекции костей таза, образующих безымянную линию, длина конечности на соответствующей стороне уменьшается на 5-7 см (Махсон А.Н. // Дисс. докт. мед. наук. - М., - 1993), сохраняется нормальная функция коленного и голеностопного суставов, но полностью отсутствует функция тазобедренного сустава и опорность конечности. В результате больным обычно приходится постоянно пользоваться костылями.

Альтернативным вариантом статической фиксации нижней конечности является применение стержня, укрепляемого между шейкой бедренной кости и крестцом (Шугабейкер П.Х., Малауэр М.М. Хирургия сарком мягких тканей и костей. Принципы и оперативная техника // Альтернативные подходы к резекции половины таза. - М.: Медицина, 1996,- Гл. 13. - С. 204-217). Этот изготовляемый индивидуально протез предусматривает соединение пластинки, привинчиваемой к крестцу, а также стержня, укрепленного в бедерной кости.

Недостатком данного протеза является то, что предложенный фиксатор не восстанавливает целостность тазового кольца и движения в тазобедренном суставе.

Известен металлический эндопротез вертлужной впадины и части лонной, седалищной и подвздошной костей [3] (он же прототип). Данный эндопротез фиксируется винтами к остающимся фрагментам лонной, седалищной и подвздошной костей и восстанавливает целостность тазового кольца.

Недостатком данного эндопротеза является то, что он не применим при операциях, в результате которых удаляется вся безымянная кость; крепление эндопротеза винтами к кости не может создать длительной стабильной фиксации, что ведет к расшатыванию эндопротеза.

Задачей, стоящей перед авторами, являлось создание конструкции эндопротеза тазовой кости с тазобедренным суставом для случая восстановления дефекта тазовой кости после операции межподвздошно-брюшной резекции таза, который при обеспечении высокой механической прочности и биосовместимости обеспечивал восстановление целостности тазового кольца после удаления безымянной кости с головкой и шейкой бедренной кости, сохранение опорности конечности и имитировал по функциональным свойствам естественный тазобедренный сустав.

Данная задача решается за счет того, что эндопротез, состоящий из тазового компонента и бедренного компонента, выполнен из высокопрочной биосовместимой керамики, зона в месте контакта с противоположной тазовой костью в лонном сочленении выполнена в виде уступа с пористым покрытием из той же керамики и со сквозными цилиндрическими отверстиями для дополнительной фиксации протеза крепежом, а в месте контакта с крестцом выполнена в виде поверхности так же с пористым покрытием из той же керамики и со сквозными цилиндрическими отверстиями для дополнительной фиксации протеза крепежом; вертлужная впадина выполнена с поднутрением и с боковым каналом для ввода головки бедренного компонента, имеющей форму сферы, усеченной с двух сторон.

Применение высокопрочного биосовместимого материала, например корундовой керамики, с пределом прочности при статическом изгибе 35-40 кг/мм² позволит выполнить ступеньку и отверстия под штифты для дополнительной фиксации протеза к крестцу и противоположной тазовой костью в лонном сочленении, а также выполнение бокового канала в вертлужной впадине для создания неразъемного после сборки шарнира при функционировании по прямому назначению для предотвращения вывихивания головки бедренного компонента.

Пористое покрытие, получаемое известным способом, (с пористостью 35-85%) с размером пор 0,3 - 0,5 мм из того же самого керамического материала, выполненное в местах контакта эндопротеза с губчатой костью, позволяет создать демпферный слой на границе керамика-кость.

Результаты экспериментальных исследований на животных (Новоселов К.А. Оперативное лечение дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава: Дисс. докт. мед. наук. - С.-Пб., 1994. - 399 с.; Ермолаев Е.К. Эндопротезирование коленного сустава: Дисс. канд. мед. наук. С.-Пб., 1994. - 179 с. ) показали, что корундовая керамика не отторгается костной тканью, а пористое покрытие или увеличение степени шероховатости поверхности контакта керамических имплантатов способствует более прочному их слиянию и "вживлению" за счет прорастания костной ткани в поры керамического покрытия. В результате такого прорастания между костью и керамическим эндопротезом образуется промежуточный слой, представляющий собой керамический каркас, проросший костной тканью. Именно этот промежуточный слой ослабляет контактные напряжения, возникающие при соприкосновении кости с керамикой. Протез как бы "врастает" в организм и становится его неотъемлемой частью.

Сущность изобретения показана на фиг. 1 - 5.

Тазовый компонент содержит верхнюю пластину 1 с пористым покрытием, имитирующую часть подвздошной кости без запирательного отверстия и седалищного бугра с отверстиями для крепежа; среднюю часть 2, имитирующую вертлужную впадину; глубина сферической части опоры имеет размер Н, больший, чем половина диаметра D и пазами с размером Е, образующим боковой канал, большим, чем размер Ф срезанной части сферической головки бедренного компонента 3; нижнюю пластину 4 с пористым покрытием, имитирующую лонную и часть седалищной кости без седалищного бугра и запирательного отверстия, с зоной крепления в виде уступа и отверстиями для крепежа.

Бедренный компонент содержит головку 3 в виде сферы, усеченной с двух сторон, шейку 5, стебель 6.

На фиг. 1 показан эндопротез, общий вид; на фиг. 2 - сечение по впадине; на фиг. 3 - сечение по срезанной части головки; на фиг. 4 - сечение по зоне крепления; на фиг. 5 - то же, по зоне крепления.

Эндопротез устанавливается и работает следующим образом.

После выделения и разделения крестцово-подвздошного и лонного сочленения, пересечения основных связок (крестцово-бугорной и крестцово-остистой), соединяющих эти кости (седалищный бугор и ость седалищной кости соответственно) с боковой поверхностью крестца, мобилизации подвздошно-бедренных сосудов, бедренного и седалищного нервов и резекции головки и шейки бедренной кости удаляется безымянная кость.

Образовавшийся дефект замещается предлагаемым эндопротезом. Для этого в месте контакта протеза с губчатой костью (опилы в области крестцово-подвздошного и лонного сочленений) выполняются отверстия, совпадающие с отверстиями в верхней пластине 1 и нижней пластине 4, и тазовая кость фиксируется крепежом к сформированному ложу.

Устанавливается бедренный компонент в канале проксимального отдела бедренной кости. Боковой канал и поднутрение, выполненные в вертлужной впадине тазового компонента, и форма головки бедренного компонента в виде усеченной с двух сторон сферы обеспечивают создание неразъемного после сборки шарнира при функционировании по прямому назначению для предотвращения вывихивания головки бедренного компонента. В процессе сборки бедро с имплантированным бедренным компонентом ротируется вокруг оси 00 до полного совпадения лысок головки с боковыми поверхностями канала впадины, затем головка вводится во впадину и поворачивается в нормальное положение; при этом лыски головки устанавливаются перпендикулярно боковому каналу впадины, создавая неразъемный после сборки шарнир при функционировании по прямому назначению.

Жесткое крепление тазового компонента к крестцу и противоположной тазовой кости, создание промежуточного слоя, гасящего контактные напряжения на границах раздела кость-керамика, гарантирование неразъемности шарнира после сборки сохраняют опорность конечности и имитируют по функциональным свойствам естественный тазобедренный сустав.

Анализ существующего уровня техники показывает отсутствие аналогов, совокупность признаков которых была бы сходна с совокупностью существенных признаков изобретения. Поэтому заявляемое техническое решение отвечает требованиям критерия "новизна".

Эндопротез по изобретению может изготавливаться промышленным способом, причем для его изготовления не требуется дорогостоящая металлическая оснастка. При его использовании в медицине обеспечивается описанный выше положительный эффект. Поэтому предлагаемое техническое решение удовлетворяет требованиям критерия "промышленной применяемости".

Поставленная задача решается оригинальным, ранее не известным способом, позволяющим максимально использовать свойства керамического материала, следовательно, изобретение соответствует требованием критерия "изобретательского уровня".

Изобретение предназначено для восстановления опорности нижней конечности и фиксации тазобедренного сустава и может быть использовано в медицине, в частности в онкологии и ортопедии. Технический результат: создание конструкции эндопротеза тазовой кости с тазобедренным суставом для случая восстановления дефекта тазовой кости после операции межподвздошно-брюшной резекции таза. Эндопротез, состоящий из тазового компонента и бедренного компонента, выполнен из высокопрочной биосовместимой керамики. Тазовый компонент выполнен без запирательного отверстия и седалищного бугра. Зона контакта с противоположной тазовой костью в лонном сочленении выполнена в виде ступеньки с пористым покрытием из той же керамики и со сквозными цилиндрическими отверстиями для дополнительной фиксации протеза штифтами, а в месте контакта с крестцом выполнена в виде поверхности также с пористым покрытием из той же керамики и со сквозными цилиндрическими отверстиями для дополнительной фиксации протеза крепежом. Вертлужная впадина выполнена с поднутрением и с боковым каналом для ввода головки бедренного компонента. Головка имеет форму сферы, усеченной с двух сторон. 5 ил.

Эндопротез тазовой кости с тазобедренным суставом, предназначенный для восстановления дефекта тазовой кости после операции межподвздошно-брюшной резекции, состоящий из тазового и бедренного компонентов, отличающийся тем, что для одновременного обеспечения восстановления опорности нижней конечности и функции тазобедренного сустава эндопротез выполнен из высокопрочной биосовместимой керамики, например корундовой керамики, тазовый компонент в месте контакта с противоположной тазовой костью в лонном сочленении выполнен в виде уступа с пористым покрытием из той же керамики и со сквозными цилиндрическими отверстиями для дополнительной фиксации протеза крепежом, а в месте контакта с крестцом - в виде поверхности с пористым покрытием из той же керамики и со сквозными цилиндрическими отверстиями для дополнительной фиксации протеза крепежом, вертлужная впадина тазового компонента имеет поднутрение глубиной большей, чем ее половина диаметра, и боковой канал для ввода головки с размером больше, чем размер усеченной с двух сторон сферы головки бедренного компонента.